Круглый стол руководителей:проектирование робототехники

Поскольку производственные предприятия становятся все более автоматизированными, роботы играют все более важную роль. И хотя коллаборативные роботы и другие робототехнические системы могут помочь людям, остается много вопросов, на которые еще предстоит ответить в отношении стоимости, безопасности и других факторов. Моушн-дизайн задал некоторые из этих вопросов группе лидеров индустрии робототехники.

В состав нашего исполнительного совета входят доктор Франк Мельцер, технический директор Festo SE; Скотт Саммервилль, президент и главный исполнительный директор Mitsubishi Electric Automation; Марк Сэди, вице-президент по маркетингу Omron Automation Americas; Энрико Крог Иверсен, генеральный директор OnRobot; и Джим Лоутон, вице-президент по управлению продуктами и маркетингу компании Universal Robots.

Моушн-дизайн: Коллаборативные роботы изначально разрабатывались, чтобы помогать рабочим выполнять задачи по сборке; сегодня у них гораздо больше приложений. Хотя многие считают коботов доброжелательными помощниками людей, они представляют собой неотъемлемую опасность. Как были улучшены коботы и какие их аспекты по-прежнему препятствуют раскрытию их полного потенциала?

Доктор. Фрэнк Мельцер: Коллаборативные роботы изначально разрабатывались, чтобы помогать рабочим выполнять задачи по сборке; сегодня у них гораздо больше приложений. Такие функции, как безопасное ограничение скорости, ограничение силы и возможность определения безопасных рабочих мест, сегодня присутствуют почти в каждом коботе. ISO/TS 15066 и необходимость специфицировать каждое отдельное приложение в соответствии с аспектами безопасности пока являются ограничивающими факторами с точки зрения барьеров на пути более широкого внедрения коботов.

Джим Лоутон: Коботы предназначены не только для сборочных задач, они зарекомендовали себя в широком спектре приложений. Традиционные роботы занимают большую площадь. Напротив, коботы дешевы, просты в развертывании, занимают небольшую площадь и безопасны для работы в непосредственной близости от людей. Для любой машины безопасность по своей сути означает отсутствие риска травм во всех ситуациях. Этого не существует. Даже крошечный робот с очень небольшой полезной нагрузкой может удерживать иглу для подкожных инъекций со смертельным ядом или вирусом, представляя риск причинения вреда человеку из-за приложения, а не робота. Только применение кобота может быть оценено как безопасное или нет.

Энрико Крог Иверсен: Коллаборативные роботы совершенствуются с феноменальной скоростью, увеличилась полезная нагрузка, улучшилась повторяемость, и появилась огромная экосистема сторонних разработчиков компонентов и инструментов для коботов. Все эти улучшения, в том числе способность обрабатывать большие полезные нагрузки, были достигнуты без ущерба для функций безопасности, которые позволяют развертывать коботов в непосредственной близости от людей.

Скотт Саммервилл: Как и все роботы, коботы с момента своего появления претерпели усовершенствования и усовершенствования. Барьеры для внедрения коботов могут включать их скорость работы и повторяемость. Коботы должны двигаться с меньшей скоростью, когда находятся в непосредственной близости от людей, и повторяемость многих коботов, как правило, меньше, чем у стандартных промышленных роботов, что также ограничивает их возможное использование. Системы с коботами часто разрабатываются неопытными пользователями роботов. Многие неудачные установки коботов связаны не с ограничениями коботов, а с неопытностью системного архитектора.

Марк Сэди: Коллаборативные роботы в настоящее время обеспечивают безопасность в отношении силы и скорости самой роботизированной руки, позволяя людям работать в гармонии с машинами в непосредственной близости. Существуют возможности для коботов, чтобы понять безопасность, необходимую для задачи, которую выполняет рука, и инструментов, которые она использует. Области, требующие улучшения, включают безопасные инструменты на конце руки, такие как захваты.

Моушн-дизайн: Как промышленный Интернет вещей (IIoT) повлиял на то, насколько «умными» могут быть роботы и как роботы взаимодействуют друг с другом и со своими операторами?

Саммервилль: Роботы всегда могли общаться друг с другом, операторами и внешними устройствами, так что в этом нет ничего нового. IIoT позволяет ускорить и упростить эту связь; однако большинство производителей не хотят, чтобы их данные передавались через Интернет. Если определение IIoT больше связано с данными, хост-системы на заводе теперь программируются на использование этих данных для принятия осмысленных решений и оповещения операторов о потенциальных проблемах до того, как это повлияет на производство. Эта потребность позволила производителям роботов оправдать затраты, связанные с разработкой дополнительных средств анализа данных для таких приложений, как профилактическое обслуживание.

Сэди: IIoT позволил роботам расширить основную ценность, которую они привносят в гибкую автоматизацию. Умные роботы могут интегрироваться с заводскими системами и корпоративными ИТ-системами, а также автоматизировать изменения заказов, изменения продуктов, изменения инструментов и конфигурации продуктов. Интегрированное роботизированное зрение также расширило эту возможность, сделав робота более умным для поддержания точного местоположения машин, инструментов и деталей, поскольку они могут перемещаться от задания к заданию.

Мельцер: Подключенные роботы, пожалуй, наиболее важная разработка для преодоления ограничений, налагаемых спецификациями ISO/TS 15066. Например, подключенные носимые устройства могут помочь в обмене информацией между коботами и операторами; носимые устройства могут определять намерение следующего движения оператора более удобно и, возможно, так же или точнее, чем любой внешний лазерный сканер или система камер.

Лоутон: IIoT обеспечивает беспрецедентный уровень детализации развертывания автоматизации, позволяя пользователям получать подробные сведения о производительности своих роботов. Например, периферийные устройства удаленного мониторинга позволяют удаленно контролировать и программировать своих коботов, что особенно ценно, учитывая появление COVID-19 и ряд последовавших за этим директив о работе на дому, правил социального дистанцирования и проблем с невыходами на работу.

Моушн-дизайн: Достигла ли цена того уровня, когда робототехника может использоваться более мелкими и средними производителями?

Мельцер: Традиционная робототехника поддерживалась в основном автомобильной промышленностью, поэтому производительность этих устройств была адаптирована к потребностям производителей транспортных средств. Предвидя меньшую и более легкую робототехнику, дизайнеры поняли, что коботов можно использовать для миллионов задач по сборке, которые в настоящее время выполняются людьми. Продажа коботов для сборки снизила стоимость этих роботов до уровня, когда их начали применять мелкие и средние производители. Помимо снижения затрат, простота использования способствует внедрению коботов в малых и средних компаниях.

Сэди: Стоимость абсолютно достигла точки, когда малые и средние компании могут и должны инвестировать. В прошлом типичная ячейка автоматизации высокоскоростной робототехники могла легко стоить шестизначные суммы и выше. В настоящее время совместные роботизированные ячейки автоматизации обычно стоят значительно дешевле, предлагая пользователю большую отдачу от инвестиций. Мобильные роботы для совместной работы можно перемещать в различные приложения и рабочие места по мере необходимости на заводе, повышая их ценность в гибком производстве.

Саммервилль: Да, стоимость покупки робота снизилась, так как возможности роботов и объем единиц увеличились. Это положительно сказалось на расчетах рентабельности инвестиций. Роботы также более долговечны, чем когда-либо в прошлом, что еще больше положительно влияет на рентабельность инвестиций. Коботы обычно имеют среду программирования, управляемую значками, которая очень проста для понимания новыми пользователями, что приводит к сокращению времени сборки и более быстрому перепрограммированию, если кобот перемещается в другую область производственного процесса. Кроме того, при работе с коботами требуется меньше оборудования для обеспечения безопасности, что снижает стоимость и сложность рабочей ячейки (например, ограждения, световые завесы и подобные устройства).

Лоутон: В дополнение к низкой стоимости входа коллаборативные роботы легко программируются даже людьми с небольшим опытом робототехники или без него. Это еще больше снижает затраты на внедрение коботов, поскольку избавляет от необходимости привлекать специалистов по роботам каждый раз, когда вам нужно перепрограммировать кобота.

Иверсен: Никогда еще малым и средним производителям не было так легко внедрять автоматизацию быстро и дешево. Согласно недавнему отчету Международной федерации робототехники, количество установок коботов в 2019 году выросло на 11 %. Мы считаем, что низкая стоимость входа и простота использования – два фактора, обуславливающих этот ошеломляющий рост.

Моушн-дизайн: В концевых эффекторах был достигнут ряд достижений, обеспечивающих роботам большую ловкость и гибкость; однако многие инструменты для захвата и захвата по-прежнему не имеют универсального подключения. Что необходимо сделать, чтобы обеспечить возможность подключения любого рабочего органа к любому роботу?

Иверсен: Обеспечение того, чтобы «любой исполнительный орган мог подключаться к любому роботу», является большой задачей, особенно если учесть, что новые роботы и исполнительные органы появляются на рынке каждый год, некоторые из которых неизбежно будут привязаны к проприетарному программному обеспечению, оборудованию и средствам связи. интерфейсы.

Сэди: Как и в других продуктах автоматизации, технология конечных эффекторов должна быть усовершенствована, чтобы поддерживать сети автоматизации и предоставлять файл для загрузки в контроллер робота для управления универсальным интерфейсом. Сегодня многие продукты конечных эффекторов имеют клиентские драйверы и программную интеграцию с определенными роботами. У них есть особые преимущества, которые мы не хотим терять в погоне за универсальными возможностями подключения.

Мельцер: Дальнейший успех коботов зависит в первую очередь от гибкости инструментов на конце руки (EOAT); это должно быть приоритетом национальных и международных комитетов по стандартизации. Нет никаких сомнений:стремление к стандартизированному интерфейсу EOAT — заманчивая перспектива. Но универсальный интерфейс должен включать в себя больше, чем несколько функций захвата. Именно эта сложность делает стандартизацию амбициозной и труднодостижимой целью.

Саммервилль: Отсутствие общих механических и управляющих интерфейсов всегда сдерживало внедрение роботов и повышало стоимость комплексных решений. Я не думаю, что производители роботов в ближайшее время договорятся об общем наборе интерфейсов; однако производители роботов, очевидно, заинтересованы в том, чтобы как можно больше компаний, производящих механические интерфейсы, адаптировали продукты для своих роботов. Это, вероятно, будет путем в обозримом будущем, когда дело доходит до совместимости.

Лоутон: Из-за огромного разнообразия роботов, исполнительных органов и различных аппаратных и программных интерфейсов, используемых разными брендами, маловероятно, что у нас когда-либо возникнет ситуация, когда «любой исполнительный орган может подключиться к любому роботу», по крайней мере, в краткосрочной перспективе. .

Моушн-дизайн: С COVID-19 автономные мобильные роботы (AMR) стали полезными в больницах и для доставки еды, предоставляя способ транспортировки предметов с соблюдением социальной дистанции. Какие еще приложения вы видите для мобильных роботов в ближайшем будущем?

Сэди: Приятно видеть творческие решения, которые требуются в пост-COVID-среде. Возможности будущих приложений безграничны, и сочетание автономных мобильных технологий с коллаборативными роботами еще больше увеличивает потенциал на многих рынках, включая производство, безопасность, гостиничный бизнес, логистику и коммерческие приложения.

Саммервилль: По мере расширения возможностей AMR системы, объединяющие роботов и AMR, постепенно становятся все более рентабельными и простыми в реализации. Использование стационарных роботов также увеличилось из-за пандемии, особенно среди работников, работающих на расстоянии, сборщиков, упаковщиков и инспекторов на производственных предприятиях, особенно в пищевой промышленности, а также в производстве электроники, медицинских устройств и общего производства.

Мельцер: Сервисная робототехника, безусловно, является областью, в которой опыт пандемии стимулировал осознание того, что необходимы новые возможности коботов, и они будут приветствоваться рядом приложений. Личный уход, внутренняя логистика и складское хранение известны своей потребностью в AMR.

Лоутон: COVID-19 вызвал всплеск интереса к автоматизации в целом, но особенно это касается коллаборативных роботов и мобильных робототехнических платформ. Когда эти платформы объединяются для создания мобильного кобота, возможности применения обеих технологий растут в геометрической прогрессии. Мы видели, как мобильные коботы используются для дезинфекции в больницах и даже для тестирования на COVID-19.

Для получения дополнительной информации

Фесто

Mitsubishi Electric Automation

Omron Automation Americas

Онробот

Универсальные роботы