Как коботы повышают продуктивность, безопасность и экономию в цехах с ЧПУ

Что такое кобот и почему цехам с ЧПУ стоит на них смотреть? Выгоды и применения коботов для ЧПУ-обработки.

Нажмите на видео, чтобы послушать содержание блога. Или читайте тот же текст ниже видео.

Что такое кобот?

Коллаборативные роботы, или «коботы», набирают популярность в производстве и промышленности, особенно в машиностроительных цехах. В отличие от традиционных роботов, коботы безопасно работают рядом с людьми и не требуют ограждений или защитных заборов. Благодаря встроенным функциям безопасности коботы сотрудничают с людьми, помогая в задачах и беря на себя повторяющуюся, монотонную и скучную работу. В цехах коботы обслуживают станки день и ночь. Они держат «шпиндель во вращении», загружая и выгружая детали последовательно без перерывов, повышая пропускную способность и снижая простой станков.

Коботы кардинально отличаются от традиционных промышленных роботов, ассоциирующихся с крупными заводами и конвейерами. Они меньше, дешевле, гибче. Основные отличия:

• Безопасность. Коботы не требуют защитных заборов и могут делить рабочее пространство с людьми. Встроенные функции заставляют их замедляться или полностью останавливаться, если человек входит в зону работы.
• Гибкость. Руки коботов умеют выполнять разные задачи. Они не привязаны к одной операции и могут быть перенаправлены по необходимости. Коботы могут перекатываться между станками на полу цеха и обслуживать два станка одновременно.
• Простота использования. Коботы проще в программировании, чем промышленные роботы. Новейшее поколение, вроде OB7 от Productive Robotics, не требует программирования вообще и может быть «наставлен» задачами путем физического показа движений.

Коботы варьируются по размеру и спецификациям для работы с широким спектром деталей. Цехи могут выбрать оптимальный кобот под свои размеры деталей и среду машинной ячейки.

Грузоподъемность и досягаемость

Грузоподъемность — вес, который может поднять рука робота. У коботов разный максимум. Дальность досягаемости — расстояние, на которое рука может дотянуться. Если нужно обслуживать два станка, потребуется рука с большей дальностью для покрытия обоих.

Артикулированная рука и суставы

Руки коботов дают гибкость для обслуживания ЧПУ и разноплановых промышленных задач. С 7 осями движения OB7 имеет уникальное преимущество для machine tending. Он может обходить ЧПУ-станок и загружать детали, не блокируя доступ оператора — невозможно для 6-осевого кобота. Дополнительно 7-я ось позволяет заходить за препятствия и влезать в более тесные места.

Коллаборативные роботы в работе с операторами станков

Коботы всё популярнее в цехах, потому что идеально подходят для machine tending. Как человек, кобот загружает/выгружает станок, но не уходит на перерывы, не болеет, не уходит в отпуск. Коботы берут на себя нудные, повторяющиеся, склонные к ошибкам задачи, которые операторы считают монотонными или создающие узкие места. Забирая machine tending, коботы максимизируют утилизацию шпинделя и освобождают операторов для более ценных задач.

Простота и ценность коботов в производстве

Многие коботы предлагают «легкое программирование», но всё равно требуют языка программирования, сложного для не-программистов. Коботы вроде OB7 от Productive Robotics не требуют программирования вообще — оператор просто «показывает», что делать, и кобот учится. Настройка ячейки machine tending и старт автоматизации могут произойти в тот же день.

Что именно делает кобот, обслуживая станок? Он берет на себя «повторяющиеся» задачи оператора:

• Открывание и закрывание дверцы станка.
• Загрузку и выгрузку заготовок/деталей.
• Стажировку материала для обработки или контроля.
• Фиксацию релевантных данных.
• Зачистку, полировку, шлифовку.

Будь то тысячи деталей или всего 5 штук — кобот держит станки в стабильной работе до завершения партии. Операторы переключаются на другие задачи: входной/выходной контроль качества, наладку новых заданий. Коботы не нуждаются в перерывах и работают «lights out», делая стружку, пока вы дома.

Совместимость со станками и настройка

Коботы могут обслуживать все типы станков: фрезерные, токарные, прессы, ЭЭО, плазменные резаки, шлифовальные, прессы. Новейшие коботы вроде OB7 от Productive Robotics работают с любым брендом станка без интеграции в его управление — настройка простая и быстрая. У OB7 7 осей (степеней свободы), как у человеческой руки — ключевое преимущество для цехов:

• Гибкость обхода двери и захода в станок: 7-осевой кобот вроде OB7 может стоять сбоку от дверцы и заходить рукой внутрь для загрузки, не блокируя доступ оператора. Это за счет дополнительной ловкости 7-й оси, недоступной 6-осевым коботам.

Многие коботы идут на подвижных стойках с колесами — их можно подкатить к ЧПУ-фрезеру, токарному или другому станку для загрузки/выгрузки. Материал стажируется на рабочем столе для захвата роботом. Многие цеха используют свое оборудование для изготовления кастомного инструмента, приспособлений и end-of-arm tooling.

Productive Robotics предлагает пакеты для фрезерных и токарных станков, включающие все аксессуары робота для работы с вашими станками. Это простое решение устраняет необходимость сложной интеграции и работает со всеми типами станков.

Большие серии или High Mix / Low Volume (HMLV)

Легко понять ценность коботов для больших серий ЧПУ. Коботы держат шпиндель во вращении без перерывов, могут работать бесприсмотрово ночью и в выходные — возможности «lights out». Но что, если у вас нет больших серий или вы делаете кастомную работу? Можно ли выигрывать от коботов? Ответ — да.

Коботы блестят в средах High Mix / Low Volume (HMLV), и многие малые/средние цехи используют это в свои интересы. Крупный плюс — гибкость и способность перемещаться между станками. Пример: партия из 10 деталей с длинным циклом — кобот делает её, освобождая оператора до конца. Потом за минуты кобот переключается на другую работу.

Коботы также снижают простой станков за счет работы на второстепенных операциях с длинными циклами. Малый футур и гибкость делают их столько же полезными в HMLV, сколько в Low Mix / High Volume (LMHV).

Загрузка ЧПУ-станков коботами

Коботы можно оснащать разными грипперами для захвата любых материалов: металлов, композитов, высокоплотных полимеров, листов.

Инструментальные опции

End-of-arm tooling или грипперы — это «пальцы» робота для захвата деталей. Они могут быть электрическими, пневматическими или кастомными для разных изделий и материалов заготовок. Существует ряд опций для деталей разного размера, а также для хрупких материалов и мелких предметов.

Двойные грипперы (Dual Grippers)

Двойной гриппер — еще одна опция для ускорения: два гриппера в одном. С ним можно выгрузить готовую деталь и сразу загрузить новую, устраняя лишнюю поездку к станку и обратно. Отлично для токарных станков — сокращает время ожидания при перезагрузке, что может сильно сократить такт цикла. Смотрите видео: Dual Grippers.

Productive Robotics производит собственные грипперы и двойные грипперы. Кроме того, все коботы Productive Robotics совместимы с другими end-of-arm tooling на рынке.

Топ-4 выгоды коботов для ЧПУ-станков

Роботизированное machine tending дает преимущества цехам любого размера: lights-out производство, улучшение качества деталей, продуктивность операторов. Ключевые выгоды:

1. Повышение продуктивности ЧПУ-станков

• Пропускная способность и оптимизация времени работы станка

Когда цехи думают о продуктивности, они имеют в виду throughput. В типичной 8-часовой смене человек может прогнать партию из 20 деталей, забирающую всю смену. Он отвлекается или имеет много обязанностей, теряя фокус — станок стоит. С коботом простой устраняется, станки работают на пределе. Работая последовательно, бесприсмотрово, коботы максимизируют throughput и повышают продуктивность.

• Качество, точность и постоянство

Качество деталей — приоритет №1 для цехов. Коботы выполняют задачи последовательно с точностью и постоянством, минимизируя брак от некорректной загрузки из-за усталости или отвлечения оператора. Качество деталей и продуктивность оператора растут.

• Снижение повторяющегося ручного труда

Владельцы бизнеса понимают: время оператора лучше тратить на работу, требующую человеческого мастерства и опыта. Поручив коботам избыточные, повторяющиеся, отупляющие задачи, операторы занимаются более сложными, интересными, разнообразными делами.

2. Коботы легко переключаются на новые процессы

Благодаря большей гибкости и подвижности коботы бесшовно встраиваются в существующие рабочие места. Новейшее поколение делает просто для собственного персонала настройку и перекатку кобота между станками.

• Быстрое и простое развертывание кобота

Собственный штат может развернуть OB7 от Productive Robotics за пару часов — без внешнего интегратора. Просто включите в сеть, поставьте на место и «наставьте» нужные движения.

• Легкое программирование

Большинство коботов программируются традиционным роботным кодом. Другие предлагают «простое программирование» или упрощенный код. OB7 — новейшее поколение, не требующее программирования или кодинга вообще. Они «наставляются» задачами вами, показывая каждый шаг. Простые по дизайну, эти коботы высоко интуитивны и справляются со сложными ЧПУ-заданиями с точностью и качеством.

Обучаемость (Teachability). Если вы можете научить человека загружать ЧПУ-станок, вы можете научить и OB7. «Наставка» требует физического показа движений рукой с помощью ручки управления. Никакого кода или навыков программирования. Такая простота делает управление доступным для любого уровня опыта.

3. Безопасность и гибкая автоматизация

• ЧПУ-роботы защищают работников и экономят пространство

Встроенная безопасность. Коботы спроектированы с учетом безопасности. Включают ограничение мощности и силы: робот останавливается или замедляется при приближении человека. Эти функции снижают травматизм и минимизируют риски. Коботы могут работать на высоких скоростях и переключаться на безопасные коллаборативные скорости при появлении человека в зоне.

Компактный футур. Легкие, гибкие, малые — коботы мало занимают полного пространства. Вмещаются на цехах и могут монтироваться на столешницу, тележку, пол, потолок. OB7 дает дополнительную гибкость 7-й оси для обхода объектов и работы в тесных местах.

Подвижность и гибкость. Многие коботы идут на катящихся стойках — легко перемещаются между станками. Не нужно сложной переинженерии производственного оборудования, нет долгой интеграционной работы.

4. Снижение затрат

Коботы дешевле традиционных промышленных роботов. Не требуют дорогого оборудования безопасности или высоких затрат на интегратора автоматизации. Коботы Productive Robotics также наиболее стоимоэффективны, так как проектируются и производятся в США. Пакет кобота от Productive Robotics идет комплексом со всеми компонентами для интеграции робота в вашу машиностроительную ячейку.

• ROI и срок окупаемости станка

Максимизируя время работы станка (аптайм), кобот дает быстрый возврат инвестиций. Lights-out производство открывает двери для взятия большего объема работ, повышая чистую прибыль и давая конкурентное преимущество. На ROI влияют и затраты на зарплаты, и способность масштабировать производство. Поскольку каждый бизнес уникален, лучше рассчитать свой ROI, чтобы понять затраты и экономию.

Часто задаваемые вопросы о коллаборативных роботах

Как коботы повлияют на моих сотрудников?

Коботы и люди работают коллаборативно в общей среде, повышая эффективность и продуктивность. Добавляя кобот на рабочее место, сотрудники быстро обнаруживают: у них появляется больше времени на интересные и сложные части работы или на освоение совсем новых навыков. Обучение кобота разным задачам и открытие всего его потенциала также вдохновляет людей придумывать новые способы его использования для помощи в других задачах.

Коботы созданы с учетом взаимодействия с человеком

Лучшая эргономика. Когда кобот делает повторяющиеся движения (подъемы, наклоны, скручивания), эргономика улучшается, усталость снижается.

Физическая безопасность. Помимо сенсоров, замедляющих/останавливающих руку при приближении человека/конечности, коботы изготавливаются с закругленными углами и без зажимов — безопасны для людей даже в неподвижном состоянии.

Для каких типов производства подходят коботы?

Коботы не ограничены machine tending ЧПУ. Они покрывают широкий спектр производственных задач с повторяющимися движениями, требующими точности. Типичные задачи кобота:

• Токарная обработка
• Фрезерная обработка
• Зачистка (деберринг)
• Лазерная и плазменная резка
• Сверление
• Шлифовка
• Фрезеровка/маршрутизация
• Гравировка

Другие распространенные промышленные задачи:

• Упаковка
• Сборка изделий
• Контроль качества
• Литье пластмасс
• Сварка
• Дозирование
• Наведение/гидирование

Начало работы с автоматизацией коботов для ЧПУ-станков

Узнайте больше о machine tending с коботами:

1. Скачайте бесплатную электронную книгу: «Роботизированная интеграция для машиностроительных цехов».
2. Посмотрите видеоресурсы с примерами коботов в действии на ЧПУ.
3. Изучите кейсы цехов, получающих конкурентное преимущество с коботами.
4. Зарегистрируйтесь на предстоящие вебинары или мероприятия, чтобы увидеть OB7 в деле.

Интересует оценка применимости? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы поговорить с экспертом по робототехнике и получить практический демо. Контакты здесь!