Obecnie pojawia się coraz więcej projektów z zakresu robotyki przemysłowej w przemyśle metalowym oraz w innych branżach, takich jak motoryzacja, przemysł stoczniowy czy farmaceutyczny. Robotyka odgrywa bowiem kluczową rolę w automatyzacji zakładów produkcyjnych, wprowadzając nowe technologie, które przynoszą produkcji ogromne korzyści.
Czym jest Przemysł 4.0?
Zanim przeanalizujemy poszczególne projekty z zakresu robotyki przemysłowej, trzeba omówić pojęcie Przemysłu 4.0. To swego rodzaju czwarta rewolucja maszynowa w zakładach produkcyjnych: jeśli w XVIII wieku, w czasie rewolucji przemysłowej, jej symbolem była maszyna parowa, to w XXI wieku na jej czele stoją roboty. Przemysł 4.0 ugruntował swoją pozycję właśnie dzięki robotyce przemysłowej i automatyzacji; te dwa pojęcia są ze sobą nierozerwalnie związane.
Robotyka przemysłowa to badanie, projektowanie i wykorzystywanie robotów w procesach przemysłowych; automatyzację można natomiast zdefiniować jako zespół elementów lub procesów informatycznych, mechanicznych i elektromechanicznych, które przebiegają przy minimalnym udziale operatorów lub zupełnie bez niego. Roboty i automatyzacja to filary Przemysłu 4.0.
Korzyścią z Przemysłu 4.0 jest nie tylko skrócenie czasu i obniżenie kosztów produkcji (doskonale sprawdza się w produkcji wielkoseryjnej), ale także ograniczenie udziału operatorów i zapewnienie im bezpieczeństwa, ponieważ nie wykonują już tak złożonych zadań, które mogą stwarzać zagrożenie. Ponadto, ponieważ wszystko jest sterowane z komputerów, margines błędu jest mniejszy, a wyniki – dokładniejsze.
Projekty z zakresu robotyki przemysłowej
Robot przemysłowy
Bez wątpienia jednym z projektów z zakresu robotyki przemysłowej, które są dziś najbardziej ugruntowane, jest robot przemysłowy. To maszyna, która pracuje w trzech lub więcej osiach i może być sterowana automatycznie lub programowana i przeprogramowywana za pomocą komputera. Historia pierwszego robota przemysłowego sięga 1937 roku, kiedy wynaleziono pierwszą taką maszynę; urządzenie, nazywane wówczas „dźwigiem”, miało pięć osi ruchu, w tym obrót i chwytanie. Z biegiem lat firmy będące pionierami robotyki opracowywały kolejne roboty i dostosowywały je do nowych technologii.
Obecnie wyróżnia się pięć typów robotów przemysłowych:
- Manipulatory.
- Roboty uczące się lub odtwarzające.
- Roboty sterowane komputerowo.
- Roboty inteligentne.
- Mikro- i nanoroboty.
Pierwsze roboty przemysłowe przyczyniły się do upowszechnienia pojęcia automatyzacji procesów i zadań; jako pierwsze wyposażono je też w czujniki bezpieczeństwa chroniące pracowników i operatorów przed wypadkami w zakładach i warsztatach. Z czasem roboty zaczęto projektować z myślą o lepszej funkcjonalności, np. większej mobilności, co przełożyło się na wzrost wydajności produkcji. Skuteczność robotów wzrosła jeszcze bardziej, gdy wprowadzono systemy i funkcje umożliwiające im wykonywanie zadań we współpracy z operatorami.
Roboty współpracujące, czyli coboty
Obecnie roboty potrafią komunikować się ze sobą, ale mogą też bezpośrednio współpracować z ludźmi. Roboty tego typu nazywa się cobotami lub robotami współpracującymi. Zwiększa to nie tylko ich skuteczność, ale również pozwala optymalizować procesy produkcyjne, ograniczać koszty i podnosić jakość wyrobów. To jeden z najbardziej ambitnych projektów z zakresu robotyki przemysłowej, dzięki któremu coboty mogą prowadzić produkcję seryjną bardzo szybko, bezpiecznie i precyzyjnie.
Przegubowe ramiona robotów
Kolejną wielką rewolucją w robotyce są bez wątpienia ramiona przegubowe. Rozwiązanie to można dziś stosować jako wyposażenie dodatkowe innych obrabiarek, tak aby operatorzy nie musieli nawet samodzielnie zakładać detalu do obróbki.
Ramiona przegubowe potrafią przenosić, paletyzować i montować detale i części, tworząc zespoły modułowe. Maszyny te można programować za pomocą bardzo zaawansowanego oprogramowania, tak aby udział człowieka był minimalny.
Automatyzacja – wyzwanie Przemysłu 4.0
Ostatecznym celem wielu projektów z zakresu robotyki przemysłowej jest automatyzacja przemysłu. Poziom automatyzacji zależy od branży, w której ma być wdrożona: metalowej, przetwórczej, spożywczej, motoryzacyjnej itd. Obecnie wyróżnia się trzy rodzaje automatyzacji.
- Automatyzacja sztywna, w której roboty wykonują to samo zadanie w kolejnych cyklach. Stosuje się ją w produkcji masowej.
- Automatyzacja programowalna, która pozwala przeprogramować oprogramowanie robotów tak, aby mogły wykonywać wiele różnych zadań. Ten rodzaj automatyzacji jest najbardziej polecany dla zakładów, które nie produkują jednego wyrobu, lecz wytwarzają różne rodzaje detali.
- Automatyzacja elastyczna, oparta na maszynach połączonych ze sobą, które wykonują jednak niezależne zadania. W tym rodzaju automatyzacji centralny komputer steruje pozostałymi systemami, tak aby każdy z nich wykonywał przypisane mu zadanie. Właśnie tutaj można wykorzystać coboty.