Roboty współpracujące (coboty) – czy to przyszłość twojej linii produkcyjnej?

Nowoczesna automatyzacja zmienia oblicze fabryk, wprowadzając rozwiązania, które jeszcze niedawno wydawały się niemożliwe. Jednym z filarów tej transformacji są roboty współpracujące, czyli coboty. W artykule wyjaśniamy, w jaki sposób te zaawansowane maszyny rewolucjonizują przemysł.

Roboty współpracujące jako element nowoczesnej produkcji

Roboty współpracujące, określane mianem cobotów, to zaawansowane urządzenia przemysłowe zaprojektowane do bezpiecznej i bezpośredniej interakcji z ludźmi we wspólnej przestrzeni roboczej. W odróżnieniu od tradycyjnych robotów, które dla bezpieczeństwa muszą być odizolowane w klatkach lub za barierami ochronnymi, coboty mogą pracować tuż obok człowieka. Ich konstrukcja, oparta na lekkich materiałach i zaokrąglonych krawędziach, zmniejsza ryzyko urazów podczas ewentualnego kontaktu. Ta cecha zmienia podejście do automatyzacji procesów produkcyjnych.

Podstawą działania cobotów są wbudowane, zaawansowane systemy bezpieczeństwa, które stale monitorują otoczenie. W przypadku napotkania nieoczekiwanej przeszkody, na przykład ręki operatora, robot natychmiast się zatrzymuje, zapobiegając wypadkowi. Filozofia ich zastosowania również jest inna – zamiast w pełni zastępować człowieka, mają go wspierać i uzupełniać jego pracę. Skupiają się na wykonywaniu czynności monotonnych, nieergonomicznych lub wymagających dużej powtarzalności. W tym czasie pracownik może nadzorować proces albo wykonywać zadania wymagające ludzkiej zręczności i oceny sytuacji.

Główne obszary zastosowań i korzyści operacyjne

Jednym z największych atutów, jakimi cechują się roboty współpracujące, jest wszechstronność. Pozwala to na ich wykorzystanie w wielu różnorodnych procesach przemysłowych:

• do najczęstszych zastosowań należą montaż, pakowanie, paletyzacja, obsługa maszyn, spawanie oraz precyzyjna kontrola jakości;
• w procesach montażowych coboty z niezwykłą dokładnością łączą drobne komponenty, co jest nieocenione w branżach takich jak elektronika czy motoryzacja;
• automatyzacja pakowania i układania produktów na paletach odciąża pracowników od ciężkiej pracy fizycznej, jednocześnie gwarantując powtarzalność i zwiększając tempo operacji.

Jednym z najbardziej efektywnych zastosowań cobotów jest obsługa maszyn. Roboty współpracujące mogą w sposób autonomiczny załadowywać surowce i odbierać gotowe elementy, co pozwala na utrzymanie ciągłości produkcji przez całą dobę, bez konieczności stałego nadzoru człowieka. Z kolei w zadaniach związanych z kontrolą jakości coboty wyposażone w zaawansowane systemy wizyjne potrafią z dużą precyzją weryfikować zgodność produktów ze wzorcem, liczyć je i oceniać ich stan. Bezpośrednio przekłada się to na redukcję błędów i podniesienie standardów jakościowych.

Bezpieczeństwo i elastyczność – filary współpracy z cobotem

Istotną kwestią przy wdrażaniu cobotów jest bezpieczeństwo pracy z robotem. Maszyny te są projektowane w zgodzie z rygorystycznymi normami. Ich podstawową cechą jest wbudowana funkcja ograniczenia siły i mocy, która sprawia, że nawet w przypadku bezpośredniego kontaktu z człowiekiem, siła oddziaływania robota jest na tyle mała, że nie powoduje obrażeń. Dzięki temu możliwe jest stworzenie otwartego i interaktywnego stanowiska pracy człowiek-maszyna.

Należy jednak pamiętać, że samo zastosowanie cobota nie gwarantuje stuprocentowego bezpieczeństwa. Konieczne jest przeprowadzenie szczegółowej oceny ryzyka dla całego zrobotyzowanego stanowiska. Analiza musi uwzględniać nie tylko samego robota, ale także jego narzędzie (np. chwytak), właściwości przenoszonego przedmiotu oraz całe otoczenie pracy. Element o ostrych krawędziach, wysokiej temperaturze lub substancja chemiczna mogą stanowić zagrożenie dla operatora, nawet jeśli sam cobot działa w trybie bezpiecznym. Każda nowa aplikacja wymaga zatem indywidualnego podejścia i zidentyfikowania wszystkich potencjalnych zagrożeń.

Dlatego wdrażanie nowych rozwiązań warto powierzyć ekspertom – takim jak ELPLC.

Roboty współpracujące a optymalizacja procesów produkcyjnych

Elastyczność produkcji to kolejna zaleta, jaką oferują roboty współpracujące, szczególnie istotna w warunkach częstych zmian asortymentu i produkcji krótkoseryjnej. Coboty są z natury lekkie, kompaktowe i często mobilne, co pozwala na szybkie przemieszczanie między gniazdami produkcyjnymi w zależności od bieżących potrzeb. Proces ich programowania jest znacznie uproszczony w stosunku do robotów tradycyjnych i często nie wymaga specjalistycznej wiedzy. Operator może zaprogramować ruch poprzez ręczne prowadzenie ramienia robota i zapisywanie kolejnych punktów trajektorii.

Odpowiedzią na rosnące problemy z dostępnością pracowników oraz potrzebę zwiększania efektywności jest automatyzacja stanowisk manualnych. Jak wspomniano wcześniej, roboty te z powodzeniem przejmują zadania nużące, powtarzalne i obciążające fizycznie, takie jak wkręcanie setek śrub, naklejanie etykiet czy przenoszenie elementów. Dzięki temu pracownicy mogą zostać przesunięci do wykonywania bardziej złożonych operacji, które wymagają zdolności poznawczych, kreatywności i umiejętności rozwiązywania problemów. Taka synergia nie tylko zwiększa ogólną wydajność, ale także poprawia warunki pracy i bezpieczeństwo załogi.

Aspekty ekonomiczne i dostępność cobotów dla małych firm

Szybki zwrot z inwestycji jest jednym z głównych czynników, które przekonują przedsiębiorców do wdrażania cobotów: 

• w zależności od specyfiki aplikacji, liczby zmian w zakładzie i lokalnych kosztów pracy, typowy okres zwrotu z inwestycji (ROI) w robota współpracującego mieści się w przedziale od 12 do 24 miesięcy, a w niektórych przypadkach jest on nawet krótszy;
• oszczędności generowane są nie tylko przez redukcję kosztów pracy, ale także przez znaczący wzrost wydajności, poprawę jakości i powtarzalności, co prowadzi do zmniejszenia liczby wadliwych produktów i marnotrawstwa materiałów.

Co prawda w przeszłości automatyzacja była domeną dużych korporacji, jednak robotyzacja małych firm staje się coraz bardziej powszechna właśnie dzięki cobotom. Bariera wejścia w ten świat została znacząco obniżona. Roboty współpracujące są relatywnie tańsze w zakupie i integracji niż tradycyjne roboty przemysłowe. Ich niewielkie rozmiary pozwalają na instalację nawet w bardzo ograniczonej przestrzeni produkcyjnej. Co więcej, intuicyjna obsługa eliminuje konieczność zatrudniania drogich specjalistów od robotyki, gdyż do programowania i nadzoru można przyuczyć obecnych pracowników.

Jaka jest przyszłość robotów współpracujących?

Technologia robotów współpracujących nieustannie i dynamicznie ewoluuje, otwierając zupełnie nowe możliwości dla przemysłu. Najnowsze trendy w rozwoju cobotów koncentrują się na ich ścisłej integracji ze sztuczną inteligencją (AI) oraz z Internetem Rzeczy (IoT). Wyposażenie cobotów w zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego pozwoli im na samodzielną optymalizację wykonywanych zadań i adaptację do zmiennych warunków pracy w czasie rzeczywistym. To z kolei zmniejsza potrzebę interwencji człowieka w procesie programowania i dostosowywania aplikacji.

Prawdopodobnie w niedalekiej przyszłości roboty współpracujące staną się standardowym elementem wyposażenia nie tylko wielkich fabryk, ale również mniejszych zakładów produkcyjnych. Ich rosnąca dostępność, coraz większe zdolności obliczeniowe i spadające ceny sprawią, że będą one wszechobecne na liniach produkcyjnych. Wizja fabryki przyszłości nie opiera się na całkowitej eliminacji człowieka z procesu produkcyjnego, lecz na stworzeniu wydajnego i bezpiecznego środowiska, w którym ludzka inteligencja, elastyczność i kreatywność będą połączone z precyzją, siłą i niestrudzoną powtarzalnością maszyn.