Kolaboratívni roboti v automobilovom priemysle

Dejiny robotiky boli odjakživa úzko späté s automobilovým priemyslom. Spoločnosť General Motors ako prvá nasadila v roku 1962 priemyselného robota. Od roku 1970 sa už rozsiahle robotické systémy vo výrobných linkách využívali masívne. Až doteraz. Automobilový priemysel totiž prechádza veľkými zmenami.

Aký je dnešný trend? Zvyšuje sa dopyt po autách upravených podľa prianí zákazníkov. Objemy jednotlivých sérií sa znižujú. Pre výrobcov automobilov a ich dodávateľov to znamená, že musia byť stále pripravení na zmeny.

Práve preto má hneď vedľa efektivity a precíznosti svoje miesto aj flexibilita, ktorá sa stala v priemysle kľúčovým faktorom. Avšak flexibilita nie je typickou vlastnosťou priemyselných robotov, pevne stojacich na zemi, obklopených bezpečnostnými zábranami a naprogramovaných na jedinú činnosť. Z tohto dôvodu sa výrobcovia čoraz viac zameriavajú na využitie kolaboratívnych – flexibilných mobilných robotov.

Továreň budúcnosti: modulárna, mobilná a flexibilná

Jednou z nich je automobilka Audi: na udalosti „Tech Day Smart Factory“, ktorá sa konala v centrále spoločnosti, v nemeckom meste Ingolstadt, Audi predstavila nový výrobný koncept. Ten sa výrazne líšil od klasickej montážnej linky. Linka je modulárna a mobilná, aby dokázala čeliť zložitosti a rozmanitosti nových produktov a neustálej potrebe začleniť do výroby nové a nové procesy.

Okrem AGV („automatic guided vehicles“ – mobilný robot, automaticky riadené dopravné zariadenie, ktoré sa pohybuje podľa značiek alebo vodičov umiestnených v podlahe) majú vo vízii budúcnosti továrne nezastupiteľné miesto aj ľahkí flexibilní roboti od Universal Robots.

Kolaboratívni roboti v automobilovom priemysle
Audi: využitie kolaboratívnych robotov

Ergonomicky náročné úkony prenechajte robotom

Flexibilita sa nepochybne stáva pre výrobcov čoraz podstatnejšia. Nie je však jediným dôvodom, prečo si popredné automobilové spoločnosti volia do svojich výrob kolaboratívnych robotov. Možnosť nahradiť človeka, ktorý má fyzicky namáhavú a zdraviu škodlivú prácu, je tiež významným faktorom. Indická spoločnosť Bajaj Auto Ltd., tretí najväčší výrobca motocyklov na svete, veľmi rýchlo pochopila, odkiaľ fúka vietor. V roku 2010 sa rozhodla zamerať na štandardizáciu výrobných procesov a zautomatizovanie manuálnych činností, ktorých je vo výrobe stále množstvo.

„Montážna linka na výrobu dvojkolesových vozidiel je rozmerná, vyžaduje veľké množstvo pracovníkov, ktorí vykonávajú fyzicky namáhavú a precíznu prácu“, vysvetľuje Vikas Sawhney, generálny riaditeľ sekcie inžinierstva (robotika a automatizácia) spoločnosti Bajaj. Práve z týchto dôvodov sa rozhodli začleniť do výrobného procesu viac než 100 kolaboratívnych robotov. Pracovníci sa z toho rozhodnutia tešia: „Vďaka vysokej kvalite výstupu, ktorú dosiahnem pomocou kolaboratívnych robotov, som veľmi hrdá na svoje výkony,“ hovorí Rameshwari, operátorka výrobnej linky spoločnosti Bajaj. „Ovládať tieto pokročilé technológie je pre mňa zaujímavé a zároveň jednoduché, práca už viac nie je tak fyzicky náročná. Ja a aj ostatné pracovníčky s týmito robotmi rady pracujeme.“

Nissan Motor Company je podobný prípad – pracovníci starnú, strácajú dôležité zručnosti. Jedným z problémov veľkokapacitného závodu v Jokohame bolo prekročenie doby cyklu konkrétneho procesu, museli byť preto nasadení zastupujúci pracovníci. Výsledok? Vyššie náklady na pracovné sily a personál pre Nissan. Riešením bolo nainštalovať robotické ramená UR10. Prekračovanie času jednotlivých cyklov je už minulosťou, pracovníci navyše už nemusia zdvíhať ťažké kusy – to je už úloha kolaboratívnych robotov.

Nielen výrobci, aj dodávatelia sa spoliehajú na kolaboratívnych robotov. Ku príkladu, jeden z najväčších dodávateľov prístrojových dosiek automobilov, španielsky Continental Automotive, má v súčasnosti nainštalovaných 6 kolaboratívnych robotov a inštalácia ďalších troch UR10 je v projektovej fáze.

Veľké nadnárodné spoločnosti však nie sú jediné, ktoré sa snažia o „kobotizáciu“ výroby. Kolaboratívni roboti si nachádzajú svoje miesto aj na montážnych linkách v oveľa menších podnikoch.

Zdroj: www.universal-robots.com

Prípadová štúdia: Linaset

Kolaboratívny robot UR5 priniesol spoločnosti úsporu času a energie

V skratke: Kolaboratívny robot UR5 od firmy Universal Robots pomohol spoločnosti zlepšiť pracovné procesy. Pracovníci sú oslobodení od rutinných činností (tzv. „hltačov času a energie“), zvýšila sa produktivita a efektivita práce.

O spoločnosti: Linaset podniká v oblasti vstrekovania plastov. Je dodávateľom plastových výliskov pre strojársky a automobilový priemysel. Spoločnosť je z Českej republiky, má 750 zamestnancov.

Problém:

Cieľom spoločnosti Linaset bolo nájsť spôsob, ako zautomatizovať proces tryskania komponentov. Nový postup mal byť bezpečnejší, precíznejší a efektívnejší. Doteraz pracovník jednotlivé výlisky otryskával manuálne, za použitia tryskacieho aplikátora. Výlisky si pracovník doniesol, rozložil na pracovný stôl, otryskal, pootáčal, otryskal druhú stranu, zozbieral a odniesol. Tento proces je však už na prvý pohľad zdĺhavý a neefektívny.

Pri procese tryskania komponentov bolo potrebné, aby pracovník držal aplikátor v zvislej polohe. Práca bola fyzicky náročná a prostredie značne znečistené a hlučné. Spoločnosť Linaset sa rozhodla nájsť vhodné riešenie tohto problému.

Hlavné ciele:

  • zvýšiť bezpečnosť
  • zvýšiť produktivitu
  • zlepšiť presnosť tryskania
  • znížiť náklady
  • urýchliť návratnosť investície

Riešenie:

Spoločnosť sa rozhodla inštalovať robotickú ruku Univerzálneho robota UR5 a uviedla ju do skúšobnej prevádzky hneď po objednaní.

Robot bol umiestnený na existujúce pracovisko k operátorovi, ktorého úlohou bolo rozložiť výlisky na pracovnú plochu a následne ich počas chodu otáčať.

Robotická ruka vybavená upínacím systémom na prichytenie tryskacieho aplikátora otryskáva postupne obe strany komponentov. UR5 a človek-operátor pracujú vedľa seba bez potreby akýchkoľvek bezpečnostných zábran.

UR5 dokáže automaticky rozpoznať nízku hladinu zásoby tryskacieho materiálu, v prípade potreby jeho doplnenia robot automaticky prestane pracovať.

Efekt bol okamžitý – čas potrebný na opracovanie jedného výlisku sa zredukoval o 30 %. Stúpla produktivita a výrazne sa zvýšila presnosť opracovania komponentov. Výrobný proces sa zefektívnil – tryskací materiál sa zredukoval až o 35 %.

Počas šiestich mesiacov, kedy bol UR5 v nepretržitej prevádzke 24 hodín denne a 7 dní v týždni, spoločnosť nezaznamenala žiadne poruchy či neplánované prestoje. Okrem pravidelnej údržby a čistenia prachu z riadiacej jednotky nebolo potrebné vykonávať žiadne servisné práce či výmeny súčiastok – a to i napriek vysokej prašnosti.

Podľa slov produktového manažéra spoločnosti Linaset Petra Šramotu bolo naozaj úžasné, s akou rýchlosťou sa stal robot súčasťou výrobného procesu. „Na nič sme nemuseli čakať, v priebehu niekoľkých dní bol robot pripravený na pracovisku a mohol začať spoľahlivo pracovať.“

„Veľmi jednoducho sme svojpomocne robota zdvihli na pracovný stôl a pripevnili nástavec tryskacieho aplikátora. Taktiež naprogramovať robotickú ruku nebol žiadny problém.“

Kolaboratívneho robota UR5 spoločnosti Linaset dodal distribútor UR, ktorý vykonal počiatočnú konfiguráciu a základné školenie pracovníkov. Programovanie a ďalšiu údržbu tak mala spoločnosť Linaset už vo vlastných rukách.

Zdroj: www.universal-robots.com

Bojíte sa investovať do robotov? Nemusíte – sú tu flexibilní mobilní roboti

Vybrať sa cestou implementácie robotov do pracovného procesu je pre mnohé spoločnosti atraktívne. Pre niekoho však môže byť voľba o použití či nepoužití robotiky neľahká. Predsa len, kúpa robota nie je najmenšia investícia. Špecializovaní priemyselní roboti sú veľkí, drahí, nároční na naprogramovanie, vyžadujú bezpečnostné zábrany a samozrejme dostatočný priestor. Preto nemusia byť ideálnym riešením pre každú prevádzku.

Noví kolaboratívni roboti sú však ľahkí, priestorovo úsporní a jednoducho ich premiestnite alebo preprogramujete. Všetko toto sa spája ešte s jednou zaujímavou veličinou, a tou je návratnosť investície. Tá dokáže vykompenzovať mnohé – aj neistotu z investície do robotov, strach z neznáma.

Ľahký a mobilný robot

Jednoducho premiestniteľný kolaboratívny robot je pre flexibilného pracovníka skvelým pomocníkom. Je ľahký a pracovník ho bez námahy presunie z jedného miesta na druhé. Najväčší kolaboratívny robot z dielne Universal Robots UR10 váži len niečo málo cez 60 kg. Dokážete ho nainštalovať v priebehu pár minút, nevyžaduje komplexnú montáž. Navyše, títo roboti sú tvorení na to, aby fungovali bok po boku človeka – drahé a masívne ochranné opatrenia preto nie sú potrebné.

Matt Bush, riaditeľ prevádzky výrobcu elektroniky Scott Fetzer Electrical Group v Tennessee, si zvolil cestu experimentovania. Umiestnil kolaboratívneho robota na podstavec s kolieskami. Vytvoril tak mobilnú robotickú pracovnú silu, ktorá pracuje bez akýchkoľvek bezpečnostných zábran. „Po príchode našich pracovníkov je ich hlavnou úlohou vziať robota a nastaviť ho na to, na čo je v ten deň potreba. Rutinné činnosti vymenili za oveľa zábavnejšie.“

Dynamic Group, spoločnosť z Minnesoty, ktorá sa zaoberá vstrekovaním plastických hmôt, zvolila podobnú stratégiu. Ako hovorí spolumajiteľ Joe McGillivray: „Sme schopní vo veľmi krátkom čase pretransformovať robotov na úplne iné činnosti. Väčšinu z nich, teda vlastne všetkých, môžeme presúvať sem a tam na kolieskach, čo nám umožňuje vždy mať po ruke pomocníka na akékoľvek použitie.“

Flexibilný kolaboratívny robot Dynamic Group

Optimálne využitý priestor

Jeden z najväčších benefitov kolaboratívneho robota je istotne to, že nepotrebuje vyhradenú oblasť či bezpečnostné zábrany. Efektívne tak dokážete využiť aj malé výrobné zóny. Problém nedostatku miesta riešil aj nórsky producent mäsových výrobkov Nortura. Spoločnosť potrebovala zoptimalizovať proces paletizácie, avšak roboty typické pre tieto činnosti zaberajú veľa miesta (oblasť musí byť vyhradená len pre nich a ohraničená bezpečnostnými zábranami). Riešenie bolo jednoduché. S využitím robota putujú výrobky na palety nepretržite – nemusí sa zastavovať výrobná linka. V prípade, že v určitú dobu pracovníci nepotrebujú využívať palety, priestor sa využíva na iné činnosti.

Rocketfarm AS, spoločnosť venujúca sa IT a robotike, posunula Univerzálneho robota UR10 ešte o level vyššie – pridala úzky podstavec (v úspornom režime tvorí len 5 m2) a nainštalovala na neho kameru. Detekcia pomocou kamery umožňuje robotovi rozpoznať svoju pracovnú oblasť. Tú jednoducho tvorí nakreslený priestor na zemi, do ktorého pracovníci vkladajú prázdne palety. „Používame tak 10 až 20 percent priestoru, ktorý bežne potrebujú klasickí roboti,“ vysvetľuje vývojár Lars Bårdgard Åstveit. „Keď nemáme na podlahe žiadnu paletu, priestor je voľný. Je to ako keby systém paletizácie v ten moment vôbec neexistoval.“

Robot na paletizáciu

Podľa slov McGillivray, CEO spoločnosti Dynamic Group, je mobilita UR robotov v ostrom kontraste s klasickými priemyselnými robotmi, ktorí bývajú pripevnení k zemi a obkolesení masívnou bezpečnostnou konštrukciou. „Naši zamestnanci pracujú priamo s robotom, nie je medzi nimi žiadna bariéra. Dokážu veľmi rýchlo presunúť firemných UR robotov na úplne iné úlohy. Šetrí nám to čas, náklady a samozrejme aj miesto – viac zautomatizovaných činností na menšom priestore.“

„V minulosti bolo najväčšou prekážkou vo využívaní robotov práve toto „oplotenie“ bezpečnostnou zábranou,“ dodáva Stewart McMillan, CEO spoločnosti Task Force Tips špecializujúcej sa na výrobu protipožiarneho zariadenia. „Na UR robotoch je krásne, že nič také nepotrebujete. Žiadne konštrukcie okolo robota. Premiestnite ho ku stroju a o pár minút ho už učíte, ako má ukladať jednotlivé časti.“

Jednoduché naprogramovanie

Kolaboratívni roboti sa skvelo hodia pre malosériové výroby, paralelné výrobné linky a tam, kde sa vyžaduje rýchle prestavovanie. Nenáročné naprogramovanie podporuje procesy aktívnej výroby. Umožňuje pracovníkom znova využiť program v prípade, že sa úlohy opakujú. McGillivray, CEO spoločnosti Dynamic Group, hovorí: „Každého z našich robotov dokážeme rýchlo presunúť na úplne inú činnosť. Pomáha nám to hlavne pri výrobe malých množstiev alebo veľmi rozmanitej výrobe.“

Cory Mack, vedúci výroby spoločnosti Task Force Tips, spomína, ako už pár minút po dodávke nových Univerzálnych robotov boli v obkľúčení jeho kolegov. Všetci vymýšľali, ako ich naprogramovať a spustiť. „Rozbehnúť Univerzálnych robotov je naozaj jednoduché. Naši programátori zásadne odmietli využiť akýkoľvek návod. Bolo to asi ako pri PlayStation – vezmete ovládač a hráte.“

Rýchla návratnosť investície

Priemerná doba návratnosti investície Univerzálneho robota je 195 dní. V porovnaní so špecializovanými priemyselnými robotmi je toto číslo naozaj nízke. Flexibilita kolaboratívnych robotov (bez ďalších nákladov na naprogramovanie, nastavenie a vytvorenie pevného ohraničeného priestoru) znamená, že automatizácia prostredníctvom robotov je už konečne dostupná aj pre malé a stredné podniky.

CEO firmy Task Force Tips McMillan spomína, ako pred 40 rokmi kúpili prvý CNC stroj. „Títo roboti vedeli pracovať len na strojoch, ku ktorým boli inštalovaní. Nemohli byť len tak premiestnení na iné činnosti. Takže čo sa stane? Ako prvý sa opotrebuje stroj a zrazu máte robota, ktorý stál 100 000 dolárov a nemáte ho na čo využiť. Kolaboratívni roboti fungujú oveľa flexibilnejšie, rozhodli sme sa preto odskúšať nové technológie.“ Spoločnosť v tejto dobe využíva 4 Univerzálnych robotov, vďaka čomu šetrí svoje náklady (návratnosť investície bola 34 dní).

V spoločnosti Dynamic Group robili určitú pracovnú činnosť šiesti alebo siedmi pracovníci naraz. Teraz sú na to isté potrební len dvaja. Návratnosť investície bola nižšia ako dva mesiace. „Vďaka robotom sa však môžeme posúvať ešte ďalej – určite ich využijeme aj na ďalšie produkty,“ dodáva CEO spoločnosti McGillivray.

A aké z toho plynie ponaučenie? Špecializovaný robot nie je pre každého. Ak potrebujete viac voľnosti, porozmýšľajte nad kolaboratívnym robotom. Stane sa vaším parťákom.

Zdroj: universal-robots.com

Práca s kolaboratívnymi robotmi – čo na to zamestnanci?

Výhody, ktoré prináša podnikom automatizácia, sú nesporné. Ako sa však na to celé pozerajú pracovníci, ktorí dennodenne pracujú s kolaboratívnymi robotmi? Aký vplyv má využívanie týchto nových technológií na ich životy?

Pre niekoho predstavuje práca s kolaboratívnymi robotmi formu vzdelávania, pre iného je to zábava. Flexibilita, zvýšená produktivita, zvýšená bezpečnosť, lepšia kultúra práce – milión ľudí, milión pohľadov. Pozrime sa na ich príbehy.

Zmena náplne práce

Podľa Inertia Switch, firmy zaoberajúcej sa presnou strojárskou výrobou v New Yorku, má práca s kolaboratívnymi robotmi na ich zamestnancov pozitívny vplyv. Spoločnosť využíva robotov UR5 od dánskej firmy Universal Robots k optimalizácii výroby. Roboti vykonávajú rutinné opakujúce sa úlohy, čím oslobodzujú pracovníkov od všedných činností a vytvárajú pracovné miesta s novou náplňou práce. Zamestnanci sa učia programovať a pracovať s robotmi.

Prácu Slobodana Todori, strojníka v Inertia Switch, nahradil robot UR5. „Mám dobrý pocit z toho, že programujem robota, ktorý v skutočnosti robí prácu, ktorú by som robil ja.” vraví. Podľa Slobodana bolo naučiť sa programovať robota naozaj jednoduché. „Dostali sme software, uploadli sme ho do robota UR5 a začali pracovať. Zapoj a hraj. Prešiel som si manuál a ten mi ukázal, že existuje učebný ovládací program. Držal som tlačidlo a hýbal robotickým ramenom, kamkoľvek som chcel. Nastavil som si cieľový bod. Vďaka tomuto som si vytvoril jednoduchý program obsahujúci rôzne pohyby.

Dynamic Group je spoločnosť špecializujúca sa na vstrekovanie plastických hmôt so sídlom v Minnesote s viac ako 135 zamestnancami. Obsluha lisu, Darryl Lidel, si nikdy nemyslel, že dostane príležitosť pracovať s robotmi. „Moja práca bola bez robota dosť namáhavá. Teraz, keď ho máme, všetko ide ľahšie, rýchlejšie.“

Flexibilita

Začlenenie robotov UR5 a UR10 do výrobnej linky v spoločnosti BJ-Gear A/S v Dánsku malo viacero pozitívnych vplyvov. Efektívnejšie podnikové procesy, lepšia a silnejšia firemná kultúra a motivovanejší zamestnanci, ktorí sa chcú sa vzdelávať v oblasti práce s robotmi.

„Predtým, ako sme dostali Universal Robots, stál som osem hodín denne pri tom istom stroji a nemal iné úlohy. Roboti mi umožnili byť flexibilnejším a pribrať nové úlohy. Je zaujímavejšie a zároveň zábavnejšie prísť do práce a učiť sa programovať robotov,” povedal Lars Meldgaard Nielsen, priemyselný inžinier v BJ-Gear A/S.

Spoločnosť verí, že kolaboratívni roboti sú najefektívnejším spôsobom, ako zautomatizovať výrobu a udržať tempo v silne konkurenčnom prostredí.

Produktivita

Roboti UR5 a UR10 otvorili nové dvere aj spoločnosti Scott Fetzer Electrical Group v Tennessee. Tá zaznamenala vďaka ich uvedeniu až 20-percentný nárast produktivity.

Vedúca výrobnej linky, Sebrina Thompson hovorí, že ak viete obsluhovať smartfóny, celkom iste zvládnete i robotov. „Na začiatku, keď sme robotov začlenili do výrobného procesu, zamestnanci boli trošku nervózni a znepokojení. Bola to pre nich veľká neznáma. Teraz? Nedokážu bez nich žiť.” UR5 a UR10 sú súčasťou rodiny – pracovníci, ktorí sú pri nich každý deň, ich volajú Thelma a Louisa.

Zamestnancom sa nízko-nákladové robotické ramená páčia a tešia sa z pokrokov, ktoré vďaka nim dokázali uskutočniť. Hľadajú nové spôsoby, ako by mohli byť roboti použití na zlepšenie pracovných procesov a zvýšenie účinnosti.

Spokojnosť

Nie sú to len efektivita a produktivita, ktoré zostávajú pre spoločnosti prioritou. Spokojnosť zamestnancov je častokrát tiež na vrchole zoznamu. V BMW Plant Spartanbur sa Nise Ellis vďaka Univerzálnemu robotovi cíti v práci príjemnejšie a bez stresu a napätia sa môže sústrediť na svoje úlohy. Kolaboratívni roboti vedia nepochybne zvýšiť celkový výkon vo výrobe.

Veríme, že roboti prinášajú nové príležitosti a už dávno nie sú hudbou budúcnosti. Objavte i vy nekonečné možnosti, ktoré roboti ponúkajú!

Zdroj: universalrobots.com