Stroje, které pouze tvrdohlavě nahrazují lidského ducha, ztrácejí svůj význam. Zájem je o flexibilní, spolupracující lehké roboty, z jejichž přidané hodnoty profitují jak podniky, tak i zaměstnanci. Co nevyhovuje, musí být přizpůsobeno. Čtvrtá průmyslová revoluce je stále náročnější na flexibilitu a schopnost rychle se přizpůsobit měnícím se požadavkům ve výrobě.
Podniky, které tomu nejsou nakloněny, budou v oblasti pokroku a modernizace patřit k poraženým. Stejně jako rostoucí nejistota, která se přiživuje na komunikaci kolem průmyslu 4.0. K tomu se přidávají ještě obavy, že stále chytřejší nové stroje v dlouhodobém horizontu nahradí lidi. Již nyní ale existují firmy, které už učinily další krok v automatizační technologii. Klíčová jsou pro ně slova: spolupráce lidí a robotů. Flexibilní a kolaborativní robotická ramena, jako jsou ta od Universal Robots, reagují adaptivně, bez velkého úsilí se přizpůsobí novým situacím a pracují společně s lidmi, namísto aby je z továren vyháněly.
Pohlédněme do praxe: Firma Trelleborg Sealing Solutions potřebovala ve své dánské továrně naléhavě zefektivnit své postupy, aby mohla vyrábět přibližně 100 milionů těsnění ročně. Zákaznicí navíc požadovali vyšší kvalitu a kratší dodací lhůty a zároveň i klesající ceny. Přidala se i rostoucí konkurence na světovém trhu. Dánskou továrnu dostaly pod tlak i závody Trelleborgu v zemích s nižšími mzdovými náklady.
Rostoucí kvalita, rychlejší výroba při rostoucí konkurenci a intenzivním tlaku na náklady. Tento mix výzev můžeme aplikovat na nespočet firem. Firma Trelleborg Sealing Solutions našla řešení v podobě 42 lehkých robotů, které dnes zvyšují zisk podniku. Nárůst zakázek byl tak vysoký, že i přes nové roboty bylo přijato 50 dalších zaměstnanců. Pracovníci firmy dnes vědí, že robot je užitečným kolegou a ne konkurentem.
Dynamické duo
Je pochopitelné, že spolupráci mezi lidmi a roboty nelze hned zavést do všech výrobních procesů. Protože pokud si mají člověk a stroj doslova potřást rukou, je třeba nová otevřenost a také určitá doba na přehodnocení postupů. Jedna přidaná hodnota z mnoha spočívá i v tom, že nová flexibilní robotická ramena nepatří ke generaci hlučných, nebezpečných a těžkých průmyslových robotů, které musely být odděleny od lidí. Pro nasazení lehkých kolaborativních robotů se již dnes rozhoduje stále větší počet firem. Teprve v masovém měřítku si ovšem získají důvěru. Obraz strojů se mění.
Nové lehké roboty slouží jako asistenti, kteří dělají pracovní místa pohodlnějšími, přebírají opakované pracovní úlohy a poskytují tak svým spolupracovníkům více času na důležitější úkoly. To je dobré pro zaměstnance, ale také pro celý podnik. Získaný čas lze totiž využít například na kontrolu kvality nebo na jiné úkoly, vyžadující optimalizaci. Jak ale vypadá dokonalý partner pro dynamické duo mezi člověkem a strojem? Co musí zvládnout, aby podpořil růst zisku a konkurenceschopnost firmy?
Dokonalý partner ve výrobě – intuitivní a bezpečný
Při automatizaci jde stále méně o to, nahradit lidského ducha tvrdohlavým strojem. Cílem je získat výrobní asistenty, kteří pomáhají, aby bylo možné rychle a flexibilně naplnit stávající i nové výzvy. Toho lze ovšem dosáhnout pouze v případě, pokud jsou roboty lehké, prostorové nenáročné a intuitivně ovladatelné a díky tomu je lze bez velkých časových ztrát a s vysokou efektivitou integrovat do běžící výroby a mohou rychle převzít nové úkoly.
U kolaborativních robotických ramen od Universal Robots mohou být nové úlohy, které mají roboty převzít, rychle a snadno naprogramovány v tzv. režimu učení. Robotickému ramenu jsou přitom krok za krokem ukázány jednotlivé body cesty, po které se má pohybovat. Programátor přitom vede rameno rukou na jednotlivé body, které jsou ukládány prostřednictvím dotykového ovladače. I zaměstnanci, kteří nemají zkušenosti s automatizační technikou, mohou díky intuitivnímu vedení uživatele v krátkém čase začít programovat. Obvykle vysoké náklady na programování, dlouhá školení a zřízení drahých ochranných klecí díky tomu odpadají.
Dokonalý partner ve výrobě musí samozřejmě splňovat i požadavky na zabezpečení. Tyto lehké roboty s certifikací TÜV jsou vybaveny interními regulátory výkonu a až 15 individuálně nastavitelnými bezpečnostními funkcemi. To jim umožňuje, po úspěšně provedené analýze rizik, provoz zcela bez, nebo jen s minimálními ochrannými opatřeními. Robot neustále kontroluje proudy ve svých kloubech poháněných prostřednictvím stejnosměrných servomotorů. Na základě jednotlivých proudů a několika dalších naměřených parametrů může robot určit síly, které na něj působí. Ty pak v reálném čase porovná se statickými a dynamickými silami, očekávanými na základě fyziky. Pokud přesto dojde k neočekávané kolizi, nejsou již tyto dvě hodnoty v důsledku zvýšeného mechanického odporu v souladu a robot okamžitě zastaví. U robotů s kloubovými rameny od Universal Robots stačí podle nastavení a modelu působení síly od pouhých 50 nebo 100 Newtonů, aby je automatický bezpečnostní systém zastavil.
Tyto lehké roboty jsou na trhu již od roku 2008. Od té doby bylo po celém světě prodáno již přes 4 000 kusů, které jsou nasazeny v různých aplikacích. Kolem 80 procent z nich pracuje bez ochranné klece v těsné blízkosti lidí.
UR3: Malý asistent s velkým účinkem
Jako průkopník v oblasti kolaborativních robotů nabízí Universal Robots s šestiosými robotickými rameny UR3, UR5 a UR10 celou rodinu výrobních asistentů. Šestiosé roboty s ohebným ramenem jsou označeny podle své nosnosti, takže uzvednou až tři, pět nebo deset kilogramů hmotnosti. Tyto roboty také dosahují daleko nejkratšího času návratnosti investice v odvětví – průměrně 195 dní. Celosvětově nejflexibilnější robot UR3, určený k umístění na stůl, byl představen v březnu 2015. Spolu s ním se přenesla spolupráce člověka a robotu na pracovní stůl.
Tento stolní robot váží pouze 11 kilogramů. Díky své kompaktní formě a prostřednictvím intuitivní programovatelnosti jej lze bez velkého úsilí namontovat a rychle nastavit pro nové úlohy. Je vhodný především pro podniky, které zatím kvůli svým omezeným prostorovým kapacitám neměly k automatizaci přístup. Možnosti využití se nabízejí například ve velmi dynamickém elektrotechnickém průmyslu. Protože zde musí být firmy schopné pravidelně přenastavovat své výrobní linky, aby mohly produkovat měnící se sortiment v milionových sériích, jakmile se zvýší poptávka.
UR3 pracuje s opakovatelnou přesností 0,1 milimetru a může během celého výrobního procesu vyvíjet konzistentní tlak. Všechny jeho otočné klouby zvládnou rotaci v rozsahu 360°, stejně jako neomezenou rotaci koncového rozhraní pro uchycení nástrojů. To z něj činí ideálního pomocníka při montáži, leštění, lepení či šroubování – a tedy především pro aplikace, vyžadující jednotnou úroveň kvality výrobků.
Aplikace v lehké robotice: Není nic, co by nebylo možné
Lehké roboty jsou využívány po celém světě v celé řadě různých průmyslových odvětví. Přebírají například úlohy při přemisťování výrobků a některé kroky při jejich balení nebo výběr a manipulaci s velmi malými, sotva milimetr velkými, komponenty v laboratořích. Podniky vybavují rozhraní robotu pro uchycení nástrojů různými doplňky odpovídajícími jejich individuálním potřebám.
Rozsah aplikací je obrovský: U dodavatele automobilek Lear Corporation upevní UR5 denně do držáků 8 500 autosedaček. Pokud robot obdrží od transpondéru v sedačce signál, upevní více šroubů na obou stranách sedačky, nebo produkt vyřadí, kdyby měly šrouby chybět. Ve firmě Clamcleats Ltd., což je britský výrobce napínáků na lana, UR5 zakládá a vyndává výrobky z CNC strojů. Kromě toho zavádí díly k řezacímu nástroji a dává signál pro spuštění řezání. Řezání je nyní součástí automatizovaného procesu, zatímco dříve bylo prováděno samostatně. Cascina Italia zpracuje denně 1,5 milionu vajec. Robotické rameno pomáhá naplnit přepravní krabice 144 kartony po deseti vejcích. Přitom jsou důležité především opatrné a precizní pohyby. BJ-Gear využívá robot pro lakování předmontovaných převodovek pomocí stříkací pistole, zatímco další převodová kola automatizují děrování a odhrotování. V dalších podnicích pomáhají robotická ramena při lepení, svařování nebo frézování. Po vybavení kamerami a odpovídajícím rozpoznávacím softwarem mohou roboty samostatně třídit zboží nebo rozpoznávat různé značky, podle kterých jsou řízeny jejich další pohyby. Možné je i skenování čárových kódů, stejně jako automatická kontrola kvality. V závislosti na složitosti aplikace je implementace lehkého robotu od Universal Robots možná již po půldenní integraci. Díky tomu se automatizace vyplatí i při pracovních operacích s nízkým opakováním.
Závěr
Pouze když se robot stane každodenním nástrojem, bude skutečným pomocníkem při výrobě. Spolupráce mezi lidmi a roboty se vyznačuje přidanou hodnotou pro podniky i zaměstnance. Firmy dosáhnou nasazením kolaborativních lehkých robotů zkrácení času pro zpracování, snížení nákladů a zvýšení kvality produktů. Automatizace je možná zejména v menších a středně velkých firmách, které dosud postrádaly potřebné zdroje a prostor. Zaměstnancům se otevírá možnost přenechat robotům ergonomicky nepříznivé pracovní pozice. Lidé a roboty společně přinesou své firmě úspěch a tím přispějí k udržení pracovních míst nebo dokonce k vytvoření nových.
