Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Manufacturing Equipment >> Промышленный робот

Коллаборативные роботы (коботы): полное руководство для ЧПУ и производства

Что такое коботы и что они дают для ЧПУ и производства? Наш гид ответит на все вопросы.

Происхождение коботов

История роботов начинается в 1950-х, когда Джордж Девол запатентовал первого известного «промышленного робота» — Unimate, внёсший автоматизацию на заводы. К 1960-м General Motors внедряла роботов для сварки, за ними последовали другие гиганты.

Те роботы были мощными и быстрыми, но также массивными, дорогими и небезопасными для людей. Они работали в клетках, за заборами или в отдельных помещениях. Это была «жесткая» автоматизация: робот создавался и программировался под одну задачу. Если задача исчезала из-за смены производства — робот становился бесполезным.

К концу 1990-х Дж. Эдвард Колгейт и Майкл Пешкин разработали первых настоящих коллаборативных роботов — коботов. Они были спроектированы для безопасности, тесной работы с людьми и взятия на себя повторяющихся задач, облегчающих труд людей.

Сегодня коботы набирают популярность в производстве и других отраслях: упаковка, обслуживание станков, пополнение запасов, сборочные линии. Работая рядом с людьми, коботы дают безопасное сотрудничество и повышают качество продукции за счет постоянства и точности. В этой статье разберем преимущества коботов и их отличия от традиционных промышленных роботов.

В чем разница между роботами и коллаборативными роботами?

Есть несколько ключевых отличий. Коботы меньше, доступнее и проще в управлении. Но главное — они созданы для безопасного разделения рабочего пространства с людьми без клеток и заборов. У них встроенные функции безопасности, делающие их гораздо менее опасными, чем промышленные роботы.

Коботы также проще в программировании. Но простота использования у разных коботов разная. Новейшее поколение, вроде OB7 от Productive Robotics, вообще не требует программирования. Они обучаются выполнению задач через физическое обучение: оператор показывает и водит рукой манипулятора по нужной траектории вместо написания кода.

Еще одно важное отличие — гибкость и ловкость. Вместо жесткой привязки к одной задаче, коботы могут выполнять широкий спектр операций и переноситься между рабочими местами. Пример: кобот утром собирает изделия, вечером упаковывает их же. Или обслуживает несколько станков, легко перекатываясь между ними.

Коботы созданы для взаимодействия с человеком

Узнайте, как коботы влияют на сотрудников! Смотрите видео.

У коботов встроенные функции безопасности для работы рядом с людьми без клеток и заборов. Кобот может остановиться или замедлиться, если человек сталкивается с ним или входит в его зону. Существует четыре режима коллаборативной работы:

  1. Контролируемая остановка по сигналу безопасности (Safety-rated monitored stop).
  2. Ручное управление (Hand guiding).
  3. Мониторинг скорости и дистанции (Speed and separation monitoring).
  4. Ограничение мощности и силы (Power and force limiting).

Другие особенности для тесного взаимодействия с человеком:

  • Компактные габариты/малый футур (возможность монтажа на потолок, стол, тележку).
  • Легкие руки с 둥глыми краями для минимизации силы удара.
  • Сенсоры для автоматической остановки/замедления.
  • Кисточечные грипперы и другие ловкие эффекторы для множества приложений.

Важно: функции безопасности сами по себе не делают кобот безопасным. Всегда необходима полноценная оценка рисков для конкретного приложения и людей.

Влияние на сотрудников и их обязанности

Разделяя рабочее пространство с людьми, коботы работают в команде с операторами, снимая с них повторяющуюся, избыточную работу. Коботы берут на себя скучную, грязную и опасную работу, позволяя людям фокусироваться на более квалифицированных задачах, приносящих больше ценности организации.

Пример: кобот обслуживает ЧПУ-станок, выполняя рутину загрузки/выгрузки, пока оператор занимается входным/выходным контролем качества и подготовкой новых заданий. Это не только повышает пропускную способность за счет стабильной работы станков, но делает труд интереснее, сложнее, полноценнее — и может привести к новым ответственностям.

Гибкость работы и задач с коботами

Руки коботов построены с множеством степеней свободы. У большинства — 6, но OB7 от Productive Robotics имеет 7, что дает больше гибкости и ловкости для обхода препятствий и работы в тесных местах. Коботы дают свободу перемещения между станками и легкой смены заданий. Их можно оснащать разными грипперами для декситерной работы с разными материалами без повреждений. Эта гибкость в сочетании с простотой позволяет внедрять коботов и обучать их задаче за минуты.

Смотрите, как настроить кобот и научить его обслуживанию ЧПУ:

Эволюция работы с робототехникой

Кадровый голод в производстве затрудняет поиск квалифицированных рабочих. При множестве незанятых вакансий коботы закрывают потребность бизнеса в оптимизации производства через автоматизацию скучных, нудных или нежелательных работ. Коботы дают конкурентное преимущество за счет стоимостной эффективности, простоты и скорости внедрения.

Коботы не уходят на перерывы, не болеют, не уходят в отпуск — они работают бесприсмотрово целые смены и продолжают после ухода всех домой. Это открывает возможность «lights-out manufacturing» во внерабочее время и способность брать больше работы. Представьте: операторы фокусируются на инновационных или сложных задачах, пока коботы с минимальным надзором берут на себя рутину!

Для чего используют коллаборативные роботы?

Благодаря универсальности, малому футуру и простоте использования коботы могут автоматизировать тысячи промышленных задач — от упаковки и сборки до обслуживания станков и контроля качества. Типичные задачи коботов:

СборкаЛазерная резкаЗакручивание винтов
Упаковка в пакетыОбслуживание станковГерметизация
Зачистка (деберринг)Манипуляция материаламиСортировка
ДозированиеУпаковкаПыление/распыление
Доводка/финишПокраскаСварка
КлеениеПаллетизацияПомощник оператора
Контроль/инспекцияPick & Place—
Лабораторные тестыКонтроль качества—

Выявление применений для коботов уникально для каждого бизнеса. Поскольку роботы выполняют задачи иначе, чем люди, полезно разложить существующие процессы на короткие повторяющиеся шаги, которые может выполнить робот. Хорошее правило: начните с простой задачи, затем расширяйтесь на более сложные. Подходящие для коботов процессы — те, что:

  • Имеют повторяющиеся движения.
  • Требуют очень мало или никакого навыка.
  • Склонны к ошибкам или отвлечению из-за усталости.
  • Вносят вклад в простои станков.
  • Требуют высокой точности.

Типы коботов

На рынке много коллаборативных роботов, каждый со своими особенностями. Выбор правильного зависит от факторов, уникальных для вашего бизнеса и приложения. Обычно коботы отличают по:

  • Грузоподъемность. Сколько веса могут поднять и перемещать, включая оснастку.
  • Дальность досягаемости. Насколько далеко рука может вытянуться с сохранением стабильности.
  • Оси движения. Число линий/плоскостей, вокруг которых вращаются суставы.
  • Обучаемость. Как они настраиваются на работу (обучаемые vs требующие навыков программирования).
  • End-of-arm tooling. Многопалецкие грипперы, штангенциркули, вакуумные присоски.
  • Встроенные функции безопасности. Сенсоры, камеры, переменные скорости.

Распространенные применения коботов

Вышеописанные свойства переводятся во множество конкретных промышленных применений:

ЧПУ-обработка

Коботы широко используются в обслуживании ЧПУ. Кобот загружает/выгружает станок как оператор, но без перерывов. Кобот Productive Robotics настраивается за пару часов и легко подключается к любому типу станка. Коботы держат ЧПУ в работе 24/7 «lights out», устраняя простой шпинделя и повышая пропускную способность.

Производство

Возможности улучшения производства с коботами почти бесконечны. Кобот выполняет задачи, повышающие качество и эффективность:

  • Помещение деталей в печь термообработки или станок листового штамповки.
  • Сверление, нарезание резьбы в листовом металле, ввинчивание саморезов.
  • Финишные операции: шлифовка, полировка, зачистка.
  • Лазерная или плазменная резка.
  • Сварка.
  • Пост-обработка контроль качества (с 3D-камерой/сенсором).

Логистика

От отгрузки готовых деталей производителями до чисто складской логистики — коботы работают на упаковке (наполнение коробок, паллетизация), подъеме, стаковке, pick-and-place, сортировке.

Отрасли, получающие выгоду от коботов

Бизнесы любого размера и отрасли выигрывают от коботов. Механическая обработка/фабрикация и процессы, требующие постоянных повторяющихся шагов — идеальные кандидаты. Благодаря постоянной, бесперебойной работе коботы выполняют задачи одинаково каждый раз. Это ведет к снижению человеческого фактора, улучшению качества/безопасности, росту удовлетворенности персонала. OEM и поставщики достигают более низких уровней брака и переделок.

ЧПУ-обработка и прецизионное производство

В ЧПУ-приложениях коботы берут на себя загрузку/выгрузку, включая:

  • Открывание/закрывание дверцы станка.
  • Нажатие кнопки «Старт».
  • Загрузку/выгрузку заготовок и деталей.
  • Стажировку материала для обработки и контроля.
  • Фиксацию релевантных данных.

В ЧПУ-операциях ключ — повышение пропускной способности. Оператор редко присутствует именно в момент окончания цикла для смены детали, а кобот держит станок в работе постоянно, устраняя простой. Коботы также хороши для коротких циклов: работая непрерывно, они снимают эту задачу с оператора, освобождая его для других дел.

Число осей движения определяет гибкость кобота: обходить объекты, захватывать и поворачивать их, дергать ручки, нажимать кнопки. У OB7 7 суставов — преимущество для ЧПУ. Благодаря 7-й оси кобот может стоять сбоку от дверцы и заходить рукой внутрь для загрузки, не блокируя доступ оператора к станку.

Металлообработка

Коботы с грипперами или вакуумными присосками захватывают, перемещают и загружают заготовки/листы для штамповки, лазерной резки, пробивки, гибки, фольгировки, литья. Также помогают во вторичных операциях: доводке, термообработке.

Авиация и автомобилестроение

OEM и поставщики требуют стабильное качество деталей по спекам. В таких средах коботы обрабатывают компоненты, сверлят и прикручивают панели, подают сырье для штамповки мелких и миниатюрных деталей — всё без усталости, перегрузок и перерывов.

Преимущества работы с коботами

Есть несколько преимуществ внедрения коботов для роста эффективности и продуктивности. Их множество, вот главные:

Простое программирование и настройка

Многие первопроходцы коботов не имеют опыта программирования роботов. Поэтому простота программирования — ключ. Коботы вроде OB7 не требуют программирования вообще. Вместо кода — просто водите рукой через движения. «Показывая», куда двигаться, вы сохраняете траекторию, которая повторяется идеально каждый цикл.

Коботы — коллаборативные и безопасные

Внедрение коботов создает безопасную среду человек-робот. Коботы работают рядом с вашими сотрудниками, помогая в задачах. Коллаборативная работа повышает продуктивность, эффективность, качество и обогащает рабочую среду.

ROI и быстрая окупаемость

ROI коботов быстрый: они легко настраиваются, требуют минимальной интеграции и дешевле традиционных роботов. Некоторые, вроде OB7 от Productive Robotics, дают ROI всего за неделю при лизинге. Множество других факторов влияют на ROI — каждый бизнес уникален, важно оценить свои параметры.

Позитивное влияние на сотрудников

Новое оборудование вроде кобота может пугать работников. Но страх быстро проходит, когда кобот освобождает их для более ценных частей работы. Во многих случаях у сотрудников наконец появляется время на высшие ответственности и обучение. В других — они сами придумывают новые креативные способы использования кобота.

Улучшение автоматизации с коботами

Десятилетиями автоматизация была привилегией крупных компаний. Сегодня бизнес любого размера может внедрять коботы без высоких цен, сложной интеграции и трудного программирования. За счет простоты, доступности и гибкости коботы дают безграничные варианты конкуренции в меняющемся производственном ландшафте.

Будь то полностью автоматизированный цех или внедрение коботов в ручные рабочие места — коботы приносят выгоды бизнесу во всех отраслях. Они повышают продуктивность, улучшают качество, оптимизируют эффективность.

Productive Robotics фокусируется на удобстве и решениях для неспециалистов без опыта в робототехнике или программировании. Коботы OB7 созданы для бесшовной интеграции в линии, легкого обучения и быстрого переразвертывания.

Свяжитесь с Productive Robotics сегодня

Наши специалисты по робототехнике готовы ответить на ваши вопросы. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы узнать о нашем новейшем поколении коботов и как они помогут достичь ваших производственных целей.

Промышленный робот

  1. Робототехническое зрение в промышленности: От зрения к само-программированию
  2. Что такое само-программируемый робот и почему это важно
  3. Yaskawa Motoman запускает кобот HC10; Rethink Robotics улучшает Sawyer с Intera 5.2
  4. Как коллаборативные роботы революционизируют безопасность и эффективность производства
  5. Universal Robots удерживает лидерство на рынке коллаборативных роботов, согласно исследованию
  6. Понимание коботов: коллаборативные роботы в современной промышленности
  7. Коллаборативные роботы: формируем следующее поколение передовых производственных робототехнических решени…
  8. Как коботы повышают продуктивность, безопасность и экономию в цехах с ЧПУ
  9. Коллаборативные роботы (коботы) против промышленных роботов: ключевые различия
  10. Понимание коботов: коллаборативные роботы, безопасно усиливающие человеческие рабочие силы