A kis helyigényű, rugalmas, egyszerűen kezelhető és biztonságos kollaboratív robotokkal való gyártás azok számára is elérhetővé teszi az ipari automatizálást, aki nem a tömeggyártás kiélezett versenyében futnak a másodpercekért. A kifogások és félelmek ideje lassan lejár, helyükre robotok és kobotok lépnek a hegesztés világában is.
Az automatizálás igénye általános, azonban az ipari robotcellák rugalmatlansága, emberekre jelentett veszélye és bonyolult kezelése miatt nem minden üzem vagy műhely számára jelentenek megoldást az ipari robotok. Ahol a folyamatok nem azonosak, a gyártásban felmerülnek nem várt problémák, ahol az ember ítélőképessége nem kizárható, ott csak olyan automatizálási megoldás jelenthet előrelépést, ahol az ember és robot együttműködése biztonságosan megoldott.
A robotokkal való kollaboráció
A robotokkal való közös munka és a kobotok alkalmazása nem teljesen egy és ugyanaz. Akik a témában nem járatosak azt gondolhatják, hogy a közös munka az, amikor a kerítés nélkül üzemelő robot az embereket kerülgetve végzi a dolgát.
Az ISO10218 nemzetközi szabvány négyféle együttműködési lehetőséget említ robot és ember számára.
Biztonsági megállás
A módszer használata akkor javasolt, ha a robot működése az esetek jelentős részében nem igényel sem emberi felügyeletet, sem beavatkozást, az ember megjelenése azonban alkalmanként nem elkerülhető. Ilyen lehet például egy nehéz alkatrész robottal való emelése, forgatása, amin egy ember másodlagos műveletet végez, vagy a próba szerű ellenőrzés.
Amikor ember lép a kijelölt, ún. tiltott zónába a robot mozgása (és minden egyéb veszélyes mozgás és történés a cellában) megáll. Fontos, hogy a robot nem lekapcsol, vagy vészállapotban áll, csupán tengelyeinek mozgása szünetel. Amennyiben az ilyen megoldással üzemelő gyártást túl sok emberi tevékenység zavarja meg, a termelés hatékonysága radikálisan csökken.
Kézi vezérlés vagy betanítás
A robot kézzel való írányításakor, vagy a folyamat kézi betanítására használt együttműködés gey lehetséges formája. A pálya gyors lemozgása ember által vezérelt módon történik. A módszer jellemzően az ipari robotokkal való munka során használatos, amik nyomatékhatárolók segítségével képesek az ember jelenlétére érzékenyen reagálni. Ez a funkció csak akkor működik, azaz csak abban az esetben valósul meg a kollaboráció, ha a robot éppen ebben az üzemmódban van. Egyébként a robot nem használható biztonsági eszközök (kerítés, szenzorok, lézer sorompó stb.) nélkül.
Lassító és megállási zónák kezelése
A módszer lényege, hogy a robot tevékenységi területét szenzorok, optikai egységek figyelik. A figyelt zóna két részre van bontva, melyek közül az egyik, a lassítási terület. Az ide való behatolást a robot mozgásának lassulása követi. A másik, ún. megállási zónába történő belépésre a robot megállással reagál. A lassítási területről történő távozás után a robot automatikusan vissza gyorsítja a mozgási sebességét. Azonban a megállási zóna érintését, azaz a robot megállását követően a cellakezelőnek engedélyezni kell a robot számára a munka folytatását.
Az erő és a teljesítmény korlátozása
Ez az a robot, ami kollaboratív robotként, vagy kobotként terjedt el a szakmán belül. Az ember és gép közös munkájának legbiztonságosabb megoldása. A robot a betanított mozgás végzése közben képes felismerni a rendellenes erők ébredését, például az ütközést, és azonnal megáll.
Másik a tervezésük során figyelembe vett szempont, hogy a robotok az ébredő erőket széles felületen képesek eloszlatni, ezért kerekebbek, mint ipari társaik.
Az ISO15066 szabvány tartalmazza azokat az erőket és nyomatékokat, amik alkalmazhatók az emberre. Ez a szabvány tartalmazza a kollaboratív együttműködések biztonsági szabályait.
A kobotok működésének lényegek, hogy minden “ízületben” képesek mérni az ébredő erőket. Ez teszi lehetővé hogy azonnal reagáljanak, ha humán erőforrással (vagy bárnmi nem várt akadállyal) lépnek fizikai kontaktusba.
A kobotok programozásának bevált módszere a teaching, azaz tanítás. Ilyenkor az ember megmutatja a kobotnak a nevezetes pozíciókat, végigvezeti azon a pályán, amit aztán a kobot ismétel.
A biztonsági berendezések nélkül üzemeltethető robotokat úgy tervezték, hogy biztonságosabbak legyenek mint ipari testvéreik. Ezt szolgálják az ébredők erők figyelését ellátó egységek, a biztonságosabb váz, az elrejtett motorok.
Egyes kobotok vázára “bőrt” is húznak, amikbe épített szenzorok segítik az ütközések detektálását, ráadásul puha mivoltukból adódóan tompítják az ütést.
Kollaboratív robotok a hegesztés világában
A munkaerőhiány, az egészségre ártalmas munkakörnyezet, a növekvő termelékenység igénye a hegesztéssel foglalkozó vállalatokat is a robotizálás felé nyomja. Az ipari cellákat az összetettségük, áruk és jelentős helyigényük (nem beszélve a hatalmas hozzáértésről) nem mindenhol teszik kívánatossá vagy éppen elérhetővé.
A visszatérő kissorozatok, rendszeresen változó körülmények és követelmények megalapozták a kobotok létjogosultságát ebben az ipari szektorban.
Olyan automatizálási megoldásra van szükség, ami könnyen telepíthető, rugalmasan és egyszerűen tanítható, és szükség esetén percek alatt elbontható.
Gyors és egyszerű tanítás
Egyes robotok programozását bárki elvégezheti, aki egyébként jártas a hegesztés területén. A robot “kezébe adott” hegesztő eszközt a dolgozó saját kezével tapasztalata és tudása szerint elvezeti egy adott pályán. A mozgást később a robot önállóan elvégzni. Amíg a feltételek nem változnak jelentősen, az elkészült varratok azonos minőségűek lesznek az ember által készítettével.
Biztonságos közös munka
A hegesztés fokozottan veszélyes tevékenység, és bár a robot felismeri a nem várt akadályokat, a nagy hőmérséklet, áram, keletkezett ív és a fröcsögő fém fokozott óvintézkedéseket igényel.
A biztonsági eszközök használata kötelező akkor is, ha a hegesztése a robot végzi.
Egyszerű eltávolítás, áthelyezés
Egyes kobotok befoglaló mérete és súlya is lehetővé teszi, hogy könnyen és gyorsan mozgassák őket arra az ipari területre, ahol aztán munkát végezhetnek. Szemben az ipari robotok tonnás tömegeivel, a kobotok csupán 60-100kg-osak a felszereléssel együtt.
Kis számú, változatos termékpaletta készítése
A kobotok egyszerű programozása, gyors mozgathatósága lehetővé teszi, hogy akár néhány darab alkatrész elkészítésére is bevessék őket. Mialatt a kollaboratív robot elvégzi a feladatát, a mára nehezen elérhető és költséges jól képzett munkaerő más, a gyár számára értékes tevékenységet végezhet. De az is jellemző, hogy amíg a robot elvégzi az egyszerűbb hegesztési feladatokat, a magasan képzett emberi munkaerő a robot által nem megoldható, tapasztalatot igénylő hegesztéseket készíti el. Így az elkészített alkatrészekre eső költségek mérséklődnek.
Szebb és jobb hosszú varratok
Az emberi munkaerő által egyszerre elkészített varrat maximum két méter körüli lehet, míg robot esetén ez akár a duplája is. A kevesebb ki/be kapcsolás és a robot stabil folyamatos mozgásának következtében az elkészült varrat esztétikájában és tartalmában is jobb lehet, mint az ember által készített. És mivel a minőség kritikus tényező, ez hatalmas előnye a “kobotizált” hegesztésnek.
A robotokkal való együttműködés nagyon sokszínű lehet. A hegesztésen túl a munkadarabok mozgatása, forgatása, előkészítés, jelölés, sorjázás is elvégezhető. Mindez a robot egyer részegységeinek cseréjével, amitől univerzálisabbakká válnak.
A robotokkal szemben elhangzó negatív hangok, mint hogy költségesek, képzett munkaerőt igényelnek, bonyolultak egyre kevésbé helytállók. A kobottechnológia lassan, de biztosan belépett a nehézipar világába, és köszöni jól van.
Szerző: Sipos Ádám
