Robot nebo kobot? V čem se liší?

5. 4. 2018|  Ze světa techniky

Obrázek k článku

Kolaborativní roboty neboli koboty rozšiřují akční rádius průmyslové robotiky. Na trh vstupují po dvacetiletém vývoji – myšlenka zkonstruovat robot přímo spolupracující s člověkem vznikla již v roce 1995 v rámci výzkumného projektu nadace General Motors Foundation.

Průmyslové roboty tak nyní obydlují nový prostor. Vedle samostatně pracujících konvenčních robotů se stále častěji uplatňují také kolaborativní roboty, koboty. Ty mohou pracovat bok po boku s pracovníky ve výrobě a pomáhat jim s obtížnými operacemi.

Podle poslední zprávy Mezinárodní federace robotiky IFR (International Federation of Robotics) budou však v letech 2018 až 2020 právě koboty motorem růstu počtu nasazených průmyslových robotů.

Kolaborativní robot společnosti Universal Robots

Kolaborativní robot společnosti Universal Robots (zdroj: https://www.universal-robots.com/cs)

Jak se liší kobot od robotu?

Rozdílný režim práce robotu jasně ukazuje, v čem se liší konvenční průmyslový robot od kobotu: v oplocení, zabezpečení, v oblastech použití a v přípravě k práci.

1. Oplocení

Zatímco konvenční průmyslové roboty jsou striktně izolovány od lidské obsluhy (ať mechanickým oplocením nebo optickými závorami, které při jakémkoli narušení zastaví pohyb robotu), koboty pracují na výrobních linkách přímo vedle člověka. Pomohou mu s namáhavými rutinními pracemi, a obtížnými operacemi (šroubování na nepřístupných místech) nebo manipulací s těžkými nebo také s miniaturními součástkami.

Průmyslové roboty zabezpečené oplocením

Průmyslové roboty zabezpečené oplocením (zdroj: http://comau-robotika.cz)

Oplocení průmyslového robotu kombinované s optickou závorou

Oplocení průmyslového robotu kombinované s optickou závorou (https://automatizace.hw.cz/)

Robot YuMi ve výrobním závodě ABB v Jablonci nad Nisou manipuluje s miniaturními pružinkami – pro člověka je obtížné uchopit tak malé pružiny a vkládat je do dětské pojistky: https://www.youtube.com/watch?v=-JwQ2BC5K7A

Kolaborativní robot KUKA při kontrole kvality výroby

Kolaborativní robot KUKA při kontrole kvality výroby (zdroj: http://automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/11247.pdf)

2. Zabezpečení

Roboty mají velikou sílu, a proto podléhají velmi přísným bezpečnostním předpisům. Všechny roboty, konvenční i kolaborativní, musí splňovat bezpečnostní normu ČSN EN ISO 10218. Podle této normy musí být bezpečnost zajištěna některou z níže uvedených funkcí – první tři jsou určeny pro konvenční průmyslové roboty, zatímco čtvrtá funkce, omezení síly a výkonu, je navržena pro koboty.

Bezpečnostní monitorované zastavení vstoupí-li jakákoli osoba do monitorovaného prostoru, robot se řízeným způsobem zastaví. Tato funkce je typická pro robot v oploceném prostoru či v kleci.

Ruční navádění – funkce pro programování robotů učením – obsluha vede paži robotu po požadované dráze a robot se tento pohyb naučí a opakuje ho. Po vstupu obsluhy do monitorovaného prostoru se robot řízeným způsobem zastaví. Obsluha může použít povolovací tlačítko a tím se pohyb robotické paže uvolní pro ruční navádění.

Sledování rychlosti a vzdálenostiBezpečnostní snímače sledují pohyby robotu a jeho vzdálenost od obsluhy a zajistí, aby mezi pohybujícím se robotem a obsluhou vždy zůstala určitá minimální vzdálenost. Vstoupí-li osoba do monitorovaného prostoru robot postupně zpomaluje a zastaví se, teprve když přijde obsluha k robotu příliš blízko. Robot vybavený touto funkcí nemusí být uzavřen v kleci, ale nelze s ním ještě bezprostředně spolupracovat.

Omezení síly a výkonu – funkce pro zajištění bezpečnosti kolaborativních robotů

Cílem je, aby v případě kontaktu robotu s člověkem nepřesáhl tlak na obsluhu stanovenou mez, tedy nezpůsobil mu nepřiměřenou bolest či dokonce zranění. Mez přijatelného tlaku stanoví specifikace ISO/TS 15066, která doplňuje ČSN EN ISO 10218. (Autorem specifikace je technická komise ISO/TC 299, v níž jsou zastoupeni všichni významní výrobci průmyslových kolaborativních robotů: Universal Robots, ABB, Rethink Robotics, Kuka, Fanuc, Denso Wave a Yaskawa.).

Jak je technicky vyřešeno, aby kobot nezranil obsluhu?

Jelikož mohou koboty do lidského operátora narazit, existují následující konstrukční prvky, které zabrání nepřiměřenému tlaku:

  • Rychlostní a momentové senzory v kloubech robotu signalizují, jakou silou působí paže robota při kontaktu s obsluhou a v případě překročení nastavené meze se robot okamžitě zastaví.
  • Co nejlehčí ramena kobotůčím je rameno lehčí, tím menší je náraz do obsluhujícího pracovníka.
  • Pomalejší pohyb ramen robotůkobot se nikdy nepohybuje tak rychle, aby se nemohl okamžitě zastavit
  • Zaoblené tvary robotů – síla ramena se rozloží na větší plochu a tlak se tím sníží náraz.
  • Měkká vrstva na povrchu ramena robotu zmírní náraz
  • Sensitive skincitlivá vrstva na povrchu ramene kobotu je tvořena velkoplošným kapacitním senzorem, který detekuje přibližování objektu k ramenu robotu a vydá pokyn k zabrzdění, aby v okamžiku doteku rychlost již vyhovovala požadavkům ISO/TS 15066.
  • Sériové elastické členy v kloubech ramen
  • Kamery sledující okolí kobotu upozorní na blížící se obsluhu, a umožňují také sbírat různé typy výrobních součástek a vkládat je do rukou lidského pracovníka.

3. Oblasti použití

Konvenční roboty a koboty si rozhodně nekonkurují. Každý typ má na trhu svůj vlastní prostor.

Kolaborativní robot jako spolupracovník jako spolupracovník v dílně

Kolaborativní robot jako spolupracovník jako spolupracovník v dílně (zdroj: https://www.universal-robots.com/cs/v%C3%BDrobky/robot-ur3/)

Koboty se uplatní zejména pro tyto úlohy:

  • malé série produktů, každý z nich může být v jiném provedení,
  • robotické operace prováděné souběžně s manuálními pracemi,
  • provozy, které nelze kompletně automatizovat,
  • manipulace s lehčími součástmi.

Konvenční průmyslové roboty se využijí v těchto podmínkách:

  • v plně automatizovaných linkách vyrábějících velké série výrobků,
  • pro operace vyžadující vysokou rychlost a maximální přesnost,
  • nebezpečné procesy (lakovny apod.),
  • manipulace s těžkými břemeny.
Konvenční svařovací roboty v automobilce TCPA v Kolíně

Konvenční svařovací roboty v automobilce TCPA v Kolíně (foto: autorka Eva Vaculíková)

4. Příprava k práci

Konvenční průmyslové roboty pracují většinou v automatizované výrobě. O instalaci a programování se starají specialisté v oboru a zprovoznit robotizovanou linku může trvat týdny.

Kolaborativní roboty se snadno instalují a nastaví na požadovanou operaci. Pomocí intuitivního rozhraní je dokáží připravit k práci pracovníci provozu během jednoho dne. Koboty se také snadno instalují na jiné místo a naprogramují na novou práci.

Spolupracovat přímo s robotem bez jakékoli bezpečnostní bariéry není pro každého. Stroje, které bývaly bezpečně ohrazené, se nyní přibližují k pracovníkům ve výrobních provozech a dílnách. Máte již zkušenosti s tímto typem robotů, odvážili jste se podat ruku kobotovi? Podělte se o názory v komentářích.


 Autor článku: Eva Vaculíková