Как правильно выбрать коллаборативного робота

Коллаборативные роботы (коботы) — это сложные машины, которые работают рука об руку с человеком. В процессе совместной работы они поддерживают и облегчают функции оператора.

Коллаборативные роботы преобразовали промышленный мир. Кобот и оператор могут работать в одном и том же пространстве без защитного барьера. Такое сосуществование стало возможным благодаря тому, что совместные роботы оснащены сложными механизмами безопасности, основанными на контроле силы и постоянном мониторинге того, что происходит вокруг них. Действительно, благодаря ощущению осязания, камерам и специальным системам противодействия столкновениям, они координируют свои движения с движениями человека, контролируя возникновение несчастных случаев.

Среди преимуществ коллаборативных роботов нужно отметить низкие затраты на установку и запуск. Режим обучения коботов упрощает их установку и программирование. Они более гибкие, чем другие роботы, их можно перемещать с одной станции на другую и легко перепрограммировать.

Их основными недостатками являются их низкая полезная нагрузка и их скорость работы, которая ниже, чем у других роботов.

Сегодня коллаборативные роботы находят широкое применение в промышленном производстве, особенно в автомобильном секторе, в мониторинге, погрузке/разгрузке и в медицинской области, особенно в хирургии.

Как правильно выбрать коллаборативного робота

  • Что такое коллаборативный робот?

    Кобот марки FANUC

    Происхождение коллаборативного робота

    Майкл Пешкин, преподаватель машиностроения Северо-Западного университета штата Иллинойс, и его коллега Эд Колгейт изобрели первого кобота более 20 лет назад. В то время сектор робототехники был сфокусирован на автономии роботов, а не на их сотрудничестве с человеком. Оба преподавателя отстаивали идею о том, что людей не следует систематически исключать из процесса, поскольку некоторые задачи выполняются ими лучше. С другой стороны, более сложные задачи должны быть оставлены роботам. Так возникла идея сотрудничества человека и машины.

    Определение

    Коллаборативный робот представляет собой новое поколение шарнирных роботов с 6-ю и более осями, разработанных для безопасной работы в промышленной среде в сотрудничестве с людьми.

    • Он выполнен в виде легкого по весу рычага или двойного шарнирного рычага небольшого размера.
    • Коботы используются для сборки деталей, подъема и перемещения предметов. Они также подходят для упаковки в конце производственной линии.
    • Они всегда работают под наблюдением оператора.
    • Большинство коботов работают с деталями со средним весом от 5 до 100 кг. В аэронавтике некоторые коботы могут поднимать до 300 кг.
    • Они оснащены датчиками и камерами для отображения окружающего пространства, обнаружения операторов и предотвращения столкновений.
    • Поскольку они работают в тесном контакте с людьми, они функционируют медленнее, чем промышленные роботы, и запрограммированы на остановку, если их рычаг сталкивается с сопротивлением.
    • Для обеспечения безопасности в большинстве случаев достаточно простого прикосновения руки к коботу, чтобы запустить и остановить его.
  • Для каких задач предназначен промышленный коллаборативный робот?

    Кобот марки Universal Robot

    Коллаборативные роботы имеют значительные преимущества по сравнению с обычными промышленными роботами:

    • Их потенциал заключается в производительности и эффективности: они помогают людям выполняющим повторяющиеся, скучные, утомительные, болезненные и опасные задачи. Оператор может сконцентрироваться на выполнении наиболее квалифицированных задач, что улучшает конечное качество производства.
    • Они быстро устанавливаются и программируются.
    • В отличие от тяжелых стационарных промышленных роботов, коботы могут перенаправляться оператором с одной задачи на другую без перепрограммирования.
    • Коботы работают без защитного барьера. Неиспользование дорогостоящих клеток снижает затраты.
    • Они дешевле обычных промышленных роботов (цены от 10 000 евро), поэтому подходят для компаний с невысоким бюджетом, желающих автоматизировать определенные задачи.
    • Их внедрение позволяет сохранить эргономичность рабочего места на прежнем уровне.
    • Они не представляют опасности для работы рядом с человеком.
    • Коботы также имеют преимущества по сравнению с полностью автоматизированной системой: они более универсальны, а значит, адаптируются к изменениям в производстве.
  • Как выбрать коллаборативного робота?

    Коллабораторные роботы менее разнообразны, чем другие промышленные роботы. Как правило, это малые и средние роботы с шарнирными соединениями.

    Однако, их выбор должен быть основан на определенных критериях:

    • максимальная нагрузка (полезная нагрузка);
    • досягаемость (радиус действия);
    • количество осей (обычно 6 или 7 осей, некоторые из которых, такие как Yumi, являются комбинациями нескольких шарнирных рычагов и могут достигать 14 осей).

    В таблице ниже приведена краткая информация об основных технологиях коботов, доступных в настоящее время на рынке, и их основных применениях.

    Кобот

    Характеристики Применение
    YuMi (ABB)
    • Два шарнирных манипулятора для плавного взаимодействия
    • Гибкие манипуляторы
    • Датчики, которые позволяют ему определять особенности рабочего пространства
    • Камера для картирования окружающей среды и обнаружения операторов
    • Задачи по сборке мелких деталей в электронике
    Gamme CR (FANUC)
    • В зависимости от модели, эти коботы могут поднимать от 4 кг до 35 кг.
    • Встроенная защита от защемлений
    • Мягкое резиновое покрытие
    • Самые маленькие коботы (4 кг) используются для ручных работ в ограниченном пространстве, а также могут быть зафиксированы на стене или на потолке.
    • Самые большие коботы (35 кг) могут использоваться для выполнения задач с тяжелыми грузами, а также для технического обслуживания и паллетизации машин.
    LBR (KUKA)
    • Нагрузка от 3 кг до 14 кг
    • Датчики крутящего момента на каждой оси
    • Его можно использовать, просто направляя вручную и/или используя планшет с графическим интерфейсом.
    • Для остановки кобота достаточно просто прикоснуться к нему рукой.
    • Он специально разработан для решения задач по сборке в области электроники.
    • Паллетизация
    • Подготовка заказов
    Panda (Franka Emika)
    • Высокочувствительные и универсальные роботы
    • Встроенные датчики крутящего момента на семи осях
    • Самые дешевые коботы на рынке (менее 10 000 евро)
    • Задачи по контролю и качеству (чипы, сенсорные экраны)
    • Задачи по упаковке (наполнение и закрытие коробок)
    La gamme UR (Universal
    Robots)
    • 3 типа 6-осевых шарнирных коботов, грузоподъемность от 3 кг до 10 кг.
    • Относительно небольшой вес и размеры позволяют устанавливать их на столе
    • Доступны дополнительные опции: датчики крутящего момента, «чувствительное» покрытие.
    • Сборка
    • Операции по литью под давлением
    • Контроль качества
    • Подъемно-транспортная функция
    • Склеивание, сварка
    • Тесты
    • Упаковка
    SIA series (Yaskawa Motoman)
    • 7-осный манипулятор
    • Датчики крутящего момента на всех осях позволяют роботу адаптироваться к окружающей среде.
    • Сборка
    • Контроль
    • Рациональное использование машины
    •  Погрузка/разгрузка
  • Где и как применяются коллаборативные роботы?

    Кобот марки ABB Robotics

    Коботы подходят для любых повторяющихся задач, для легких применений и для полезной нагрузки не более 100 кг (за исключением аэронавтики, где нагрузка может достигать 300 кг).

    Основные типы применения:

    • Сборочные линии: завинчивание, склеивание, сварочные работы.
    • Производственные линии: полировка, лазерная маркировка, испытания в течение жизненного цикла, упаковка, паллетизация.
    • Станки: установка деталей на станке для, например, последующей механической обработки.
    • Захват и позиционирование (Pick-and-place): захват деталей из бака и их позиционирование на пластине.
    • Легкие типы применения: перемещение детали роботом и завершение процесса человеком.

    Коботы используются во многих отраслях, от автомобильной отрасли до бытовой электроники, а также в логистике, сельском хозяйстве и медицине.

    Автомобильная промышленность была первой в сотрудничестве между человеком и машиной:

    • В 2013 году компания BMW начала использовать коботов на линиях сборки дверей автомобилей.
    • В 2013 году Volkswagen применил коботов для установки свечей накаливания на своих двигателях.
    • В 2015 году Audi представила двухрычаговых коботов высотой 1,40 м на своих сборочных линиях в Германии.

    Аэронавтика:

    • Boeing разместил коботов на своей сборочной линии 777 в Сиэтле.
    • Nextage, полугуманоидный двухрычаговый кобот японской фирмы Kawada, используется для сборки компонентов A380.

    Производство электронного оборудования:

    • Коботы используются для выполнения сборочных работ или испытаний жизненного цикла.
  • Как программировать коллаборативный робот?

    Кобот марки KUKA

    В отличие от обычного промышленного робота, кобот очень прост в программировании.

    • Нет необходимости писать код. Входящее в комплект поставки программное обеспечение очень интуитивно понятно, то есть вам не нужно сначала учиться пользоваться программой.
    • Другой вариант : обучение кобота действием; для управления коботом нужно научить его выполнять те или иные задачи.

    Программирование обучением осуществляется на рабочем месте с помощью приложения. Для программирования кобота необходимо:

    • Загрузить приложение кобота и создать там задания.
    • Затем необходимо научить кобота выполнять движения, которые вам необходимо, беря его непосредственно за руку, и зарегистрировать их в приложении.
    • Оставить кобота делать свою работу.
    • При необходимости перепрограммировать кобота в процессе производства.
  • Существуют ли нормы для введения в эксплуатацию коллаборативных роботов?

    Хотя коботы предназначены для безопасной работы с человеком, они все же являются промышленными роботами. Они должны соответствовать стандартам безопасности, как и любое другое устройство, работающее в промышленной среде.

    С 2016 года стандарт ISO/TS 15066 содержит конкретные рекомендации для производителей и пользователей совместных роботов.

    Что предусматривает этот стандарт?

    • Этот стандарт не исключает контакта, так как коботы вступают в физический контакт с людьми.
    • Стандарт определяет потолки силы и давления для кобота.
    • Поэтому безопасность определяется больше не предотвращением столкновений, а силой и давлением, которые оператор может выдержать при контакте с роботом без травм.

    Каковы пороговые величины?

    • Стандарт предусматривает пороговые значения для 29 частей тела.
    • Порог силы составляет 140Н на грудь.
    • Порог давления на грудные мышцы составляет 120 Н/см2 и 170 Н/см2.
  • Каковы будущие тенденции в разработке коллаборативных роботов?

    Кобот марки KUKA

    Мобильная робототехника является новой тенденцией в робототехнике :

    • Автономные или на платформе, мобильные коботы представляют собой третий большой скачок в робототехнике.
    • Более подвижные, они могут перемещаться на заводе, не оставляя следов на земле и без магнитов, благодаря лазерной системе наведения.
    • Они так же безопасны, как и статические коботы, и могут работать рядом с людьми.
    • На рынке уже представлены коботы: OmniRob (KUKA), APAS (Bosch)

    Коботы, использующие искусственный интеллект, также являются перспективной тенденцией в отрасли. Сегодня необходимо запрограммировать кобота, научив его выполнять то или иное задание. В будущем, благодаря ИИ, вопрос будет заключаться в том, чтобы показать коботу базовую функциональность, которую он будет способен воспроизвести и даже усовершенствовать по мере ее выполнения.

    Производители также работают над языковой функцией, чтобы кобот и человек могли общаться друг с другом. Например, KUKA разрабатывает технологию нейролингвистического программирования НЛП.

Похожие руководства
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...
Без комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.