Výroba a jej pokrok v 21. storočí

Úloha človeka vo výrobe

Úplná automatizácia ľudských úloh vo výrobnom závode je snom každého výrobného inžiniera. Predstava robota, ktorý vykonáva všetku prácu vo dne v noci, je lákavým snom. Avšak tento sen narúšajú náklady na úplnú automatizáciu závodu, pričom pravidlo je 80/20, teda 80 percent automatizácie a 20 percent manuálnej práce. Dôvodom je, že náklady na automatizáciu posledných 20 percent sú výrazne vyššie ako prvých 80 percent. To môže zahŕňať aj úlohy ako automatické vymieňanie balení, ale aj samoopravné mechanizmy, synchronizovanie jednotlivých prostriedkov a podobne.

Spolupráca robot – človek

Aj keď roboty v budúcnosti vykonajú veľkú časť práce, ktorú dnes a v minulosti vykonávali ľudia, stále je veľká potreba ľudskej práce. Dôvodom je najmä to, že je ťažké nahradiť ľudskú kreativitu. S úplnou automatizáciou výrobných procesov sú spojené aj obrovské náklady. Roboty nenahrádzajú ľudí, ale dopĺňajú ich tým, že preberajú ťažkú, únavnú a stresujúcu prácu. Ľudia sa tak môžu plne sústrediť na vykonávanie kreatívnejších a zmysluplnejších úloh. Táto spolupráca prispieva k efektívnejšiemu procesu a lepšej kvalite výrobkov.

Autonomous Robots Special Issue | Interactive Robotics Laboratory
Spolupráca robot – človek s UR5 od Universal Robots

Dôvody pre inováciu

Výroba napreduje vďaka inováciám z rôznych dôvodov. Či už sú to konkurenčné „preteky“, alebo snaha inovovať produkciu a dosiahnuť pritom úsporu. Do budúcna jednými z najčastejších dôvodov budú napríklad:

Flexibilná výroba

Súčasné statické výrobné linky, kde sa vyrába veľa rovnakých výrobkov, pravdepodobne nahradí viac prispôsobená výroba, kde sa bude vyrábať menej a rôznych výrobkov. To si vyžaduje mobilné a kolaboratívne roboty, ktoré sa dokážu prepravovať po celej továrni. Táto flexibilná a prispôsobená výroba sa označuje ako rekonfigurovateľná výroba.

Dopyt zákazníkov

Jedná sa o prístup viac orientovaný na zákazníka a jeho požiadavky. Pre malé a stredné podniky by mohlo byť problémom zabezpečiť takéto flexibilné nastavenie výroby. Zákazníci budú tiež náročnejší v podobe toho, že budú chcieť výrobok rýchlejšie a často lacnejšie. Priemysel preto musí vyrábať nové výrobky stále rýchlejšie. Schopnosť rýchlo reštrukturalizovať výrobu bude preto na trhu zajtrajška absolútne kľúčová.

výroba
Výroba a jej automatizácia cobotom

Príklad inovácie – paletizácia cobotom


Riešením tohto problému by mohlo byť používanie robotov a cobotov na ťažké, opakujúce sa úlohy, pričom ľudia by mohli buď obsluhovať robota, alebo presunúť svoju pozornosť na iné, dôležitejšie úlohy. Paletovanie pomocou kolaboratívnych robotov je skvelým príkladom využitia tejto stratégie. Túto úlohu môže ľahko vyriešiť cobot len v niekoľkých krokoch, pričom použitím cobota na túto operáciu môžete uvoľniť ľudské zdroje na iné úlohy a zároveň zachovať alebo dokonca zvýšiť výrobu. Keďže cobot nevyžaduje veľa miesta ani veľké počiatočné investície, je skvelým riešením pre stredné a veľké podniky.
Príkladom tohto je aj naše riešenie paletizácie Cobot PalCo so softvérom Pally od RocketFarmnájdete na našom webe.

Ktorá technológia sa stane najdôležitejšou?

Umelá inteligencia bude hrať dôležitú úlohu v závodoch budúcnosti. Tá pomôže robotom odhaliť chyby v kvalite v pokročilom plánovacom softvéri, ktorý dokáže predvídať poruchy strojov a navrhovať úpravy vo výrobe, napríklad na základe meškania alebo úpravy cien surovín. Umelú inteligenciu poznáme už teraz, kde svoje uplatnenie nachádza predovšetkým pri kamerových systémoch a kontrole kvality, aspektu, alebo profilu dielu, kde vďaka algoritmom dokáže systém analyzovať snímaný objekt v rôznych spektrách a zachytiť tak chybu. Umelá inteligencia však dokáže toho budúcnosti ponúknuť oveľa viac.

Deep Learning For Factory Automation – Metrology and Quality News - Online  Magazine
Machine vision s využitím AI

Industry 5.0

Štvrtá priemyselná revolúcia nám zanechala spôsob, ako maximalizovať zisk znížením nákladov a zvýšením výroby. Všetky nástroje sú mimoriadne dostupné, ako napríklad „internet of things“, cloudové výpočty, inteligentné senzory atď. zákazníci sú spokojní a vracajú sa po ďalšie vďaka personalizácii a pohlcujúcim funkciám. Napriek tomu sa vynárajú otázky týkajúce sa nerovnováhy medzi strojmi a ľuďmi. Priemysel 5.0 sa zaoberá týmito otázkami a jeho cieľom je vytvoriť symbiotický vzťah medzi ľuďmi a robotmi pri ich vzájomnej kolaborácii vo výrobe. Možno si poviete – my sme to ešte nedotiahli ani k Industry 4.0 – nebojte sa, nie ste jediní, no akonáhle sa proces inovácií začne aj u Vás (a bude sa musieť začať), už to pôjde ľahko 🙂

Kráčanie s dobou

Priemysel 4.0(5.0) prichádza. Pevne veríme, že kolaboratívne roboty budú neoddeliteľnou súčasťou budúcnosti vďaka flexibilite, schopnosti pracovať vedľa človeka a veľkému potenciálu. Veľké korporácie, ktoré spájajú svoje aktíva, vytvárajú ďalší tlak na malé a stredné podniky. To sťažuje získanie konkurenčnej výhody na trhu orientovanom na vysokú rýchlosť výroby s náročnými zákazníkmi. Aby sa vyhli likvidácii, menšie organizácie v súčasnosti automatizujú svoje výrobné linky pomocou kolaboratívnych robotov a pracujú na symbiotickom vzťahu medzi ľuďmi a robotmi. Digitálne testovanie a predbežné overovanie bude v budúcom priemysle zohrávať kľúčovú úlohu, pretože to každému umožní pred investíciou otestovať, overiť a ľahko odhadnúť návratnosť investícií. Bude preto zavedenie týchto zmien nevyhnutným krokom aj u Vás?

Paletizácia s novými možnosťami s UR20 od Universal Robots

Paletizácia pomocou nášho Cobota Palca je už dôverne známa – dokáže veľmi rýchlo, presne a efektívne paletizovať a baliť produkty už dlhé roky s využitím špičkového softvéru bez vysokých nárokov na obsluhovanie. Doteraz sa vďaka svojmu veľkému dosahu (130 cm) a slušnému maximálnemu zdvihu (12,5 kg) používal Cobot UR10e.
Universal Robots však predstavil svoju novinku – Cobot UR20, čo už podľa názvu evokuje cobota, ktorý dokáže zdvihnúť veľmi objemné produkty až do 20 kg a obrovským dosahom až 175 cm.
Zažije vďaka tejto novinke automatizovaná paletizácia revolúciu? Aké sú nové možnosti aplikácie? Najbližšia doba a prvé aplikácie prinesú odpoveď na všetky otázky.

Paletizácia a jej výhody s UR20

Pri väčšine projektov pre nášho PalCa využívame UR10e, ktorý vďaka svojmu dostatočne veľkému dosahu (130 cm) a zdvihu 12,5 kg dokázal byť efektívny takmer pri každej aplikácii. V prípadoch, kde dokážeme obetovať dosah za zdvih, je možné využiť UR16e, ktorý ponúka dosah 90 cm a 16 kg maximálny zdvih. Avšak čo v prípade, kde bol potrebný veľký dosah a zároveň veľký zdvih? Jedna z možností je navýšiť zdvih s externými zariadeniami, rovnako ako dosah doplnením posuvu horizontálne, alebo vertikálne. Tieto otázky, s ktorými bolo nutné sa popasovať pri určitých riešeniach však práve vyriešili inžinieri z Universal Robots, ktorí nám predstavili najnovší prírastok do ich rodiny.

Náš PalCo UR10e v akcii

Ako sme už spomenuli na začiatku, veríme, že UR20 je veľmi vhodný robot na paletizáciu. A nielen my. Spoločnosť Universal Robots tiež zdôraznila, že možnosti s robotom UR20 pri paletizácii. Pre každého, kto pozná pomenovanie univerzálnych robotov, je to zrejmé. UR20 = 20 kg užitočného zaťaženia. S kapacitou užitočného zaťaženia do 20 kg prevyšuje UR16e „len“ o 4 kg užitočného zaťaženia navyše, ale pre cobotové paletizačné aplikácie je tu ďalšia vlastnosť, vďaka ktorej je oveľa lepší ako jeho predchodca. Je väčší! Oveľa väčší! S dosahom 1750 mm výrazne prekonáva UR16e aj UR10e. Práve kombinácia užitočného zaťaženia a dosahu robí z modelu UR20 paletizačného cobota už od začiatku.

Porovnanie jednotlivých typov robotov UR

Rizika úrazov pri paletizácii

Existuje niekoľko úloh, ktoré by ľudia jednoducho nemali robiť. Vyberanie a ukladanie 10-kilogramových škatúľ z dopravníkového pásu na paletu už patrí do oblasti bolestivých bodov, ktoré pracovníka vyčerpajú. Ak sa posunieme do oblasti 10 až 20 kg užitočného zaťaženia, sme v zóne ťažkej ľudskej práce. Ako paletizačný cobot pre tento interval UR20 rieši viac ako výmenu ľudí za coboty.

Keď sa pozrieme na päť hlavných príčin úrazov na pracovisku vo výrobe, 8 % z nich vzniká v dôsledku opakovaných pohybov a 24 % v dôsledku preťaženia. Kolaboratívny robot UR20 teraz dokáže automatizovať viac toho, čo zaťažuje pracovnú silu, takže vaše tímy môžu vytvárať hodnoty tam, kde sú najviac potrebné.
– Rocketfarm

Paletizácia pomocou UR20
  • Opakujúce sa úlohy s nízkou hodnotou spôsobujú, že pracovníci strácajú sústredenie a zvyšujú pravdepodobnosť chýb, čo vedie k nesúrodým súčiastkam a oneskoreniu výrobných plánov.
  • Jednoducho vytvárajte, upravujte, ukladajte a nahrávajte programy v závislosti od úlohy. Optimalizujte bez prestojov analýzou a vylepšovaním programov počas ich behu.

Porovnanie UR20 s inými cobotmi

Z pohľadu „priemyselného robota“ sa väčšia nosnosť a dosah zvyčajne spájajú s „väčšou silou“ alebo „silnejším“, pričom je prirodzené, že sa stáva aj nebezpečnejším, ak zasiahne človeka alebo vás uväzní. UR20 je však stále cobot. To neznamená, že vám nemôže ublížiť, ak vás zasiahne, ale zastaví sa, AK vás zasiahne. Pýtate sa teda, čím sa líši od UR10e, alebo UR16e?

UR20 vs UR16e

Hoci je komunitou UR veľmi podceňovaný, pretože má jednoducho „príliš krátky“ dosah na to, aby dosiahol do vzdialenejších rohov palety, má svoje prirodzené obmedzenia na stohovanie vyšších a širších paliet, čo platí najmä pre USA v porovnaní s normami EÚ. Dokonca aj pri rozsiahlom používaní samostatnej siedmej osi (výťahu) je náš predpoklad, že komunita UR16e jednoducho vníma ako „príliš krátky“ dosah, v dôsledku čoho sa o paletizácii UR16e v skutočnosti nikdy ani neuvažovalo, minimálne nie pre štandardnú paletizáciu napr. na EU palety. V tomto prípade má UR20 bezkonkurenčne naviac čo sa týka v zdvihu no predovšetkým dosahu, ktorý je takmer dvojnásobný.

UR20 vs UR10e

UR10e v mnohých prípadoch skvelým paletizačným cobotom. Najmä pri práci s paletami EU1, je dosah dostatočne dlhý na to, aby sa zaobišiel bez siedmej osi. Použitie siedmej osi zabezpečí potrebný dosah prakticky pri všetkých scenároch paletizácie za predpokladu, že používate paletizačný softvér schopný optimalizovať dosah vzhľadom na orientáciu nástroja pri uchopení a uvoľnení. V rozpore s tým, čo môže naznačovať pomenovanie, je však jeho nosnosť „len“ 12,5 kg. Pokiaľ ide o paletizáciu, od 12,5 kg po 20 kg je obrovský rozdiel. Preto jedným rozhodujúcim faktorom, v inak jednoznačnom víťazstve UR20 bude jeho konečná cena.

Nového cobota nebude možné zakúpiť hneď po jeho vydaní. Očakáva sa, že cobot bude k dispozícii niekedy po 1. štvrťroku 2023, ale presný dátum zatiaľ nie je známy. Kompletné detaily a špecifikácie nájdete na webe výrobcu.

Leštenie a brúsenie robotom bez programovania s 3D kamerou, umelou inteligenciou a aktívnym prítlakom

Najnovšia generácia pokročilých kolaboratívnych robotov už funguje aj bez programovania. Intuitívne ako na tablete. Aj pre častú zmenu sortimentu. Ready-made riešenie s pokročilým riadením. Odpadajú tak zdĺhavé úlohy programovania zložitých tvarov.

Cenovo dostupnejšie leštenie, presunuteľné riešenie kobotom

Rýchlosť integrácie takýchto riešení je podstatne kratšia ako pri priemyselnej robotike, bunky sú presunuteľné a cenovo dostupnejšie pri porovnateľných výsledkoch. Pripravíme custom riešenie pre Vaše potreby. Použijeme však preto odladenú platformu Nordbo Craftmate

Aktívna kompenzácia prítlaku Nordbo

Pre dosiahnutie najlepších výsledkov nestačia bežné pasívne pasívne pneumatické kompenzácie prítlačnej sily. A pri zložitých povrchov ani silové senzory.

Nordbo robotics preto vyvinuli aktívny elektro-pneumatický systém kompenzácie prítlaku. Tento extrémne rýchlo vyhodnocuje stav pohybu po povrchu, kompenzuje gravitačné zaťaženie nástroja. Dokáže tak plynule pracovať na hranách, „dole hlavou“, či neustále prechádzať z vertikálnych do horizontálnych polôh. Pri zachovaní konštantnej prítlačnej sily. Miera kompenzácie je až do 40mm.

https://youtu.be/fQ13WDCZwLI?t=5
obrusovanie zvarov s pomocou orbitálnej brúsky a aktívnej kompenzácie prítlaku Nordbo

Stimba je distribútorom a partnerom Nordbo. Viac info o Nordbo robotics riešeniach na www.nordbo-robotics.com

Viaco riešení Nordbo Mimic v článku: https://www.stimba.sk/nordbo-mimic-roboticke-odihlovanie-brusenie-zrazanie-hran-robotom/

Materiály 3M pre leštenie a brúsenie

3M je svetový líder v abrazívnych materiálov. Pri odlaďovaní aplikácie môžete využiť expertné znalosti 3M pri nastavení procesu. Najčastejšie sa snažíme spolu s klientom analyzovať súčasný stav a dosiahnuť jeho zlepšenie.

Universal robots UR10e a 7.os Ewellix

Všetky komponenty Nordbo sú dokonale zintegrované s najrozšírenejšou platformou cobotov Universal robots. Pre skenovanie a následné opracovanie veľkých plôch a konštrukcii používame pojazd – takzvanú siedmu os robota. V prípade UR10e táto dokonale a intuitívne funguje s robotom.

Robotické odihlovanie, brúsenie a zrážanie hrán kopírujúce pohyb operátora | Nordbo Mimic

Naučíme robota kopírovať pohyby operátora. Riešenie pre high mix – low volume: časté nízkodávkové striedanie výroby a pohybovo či tvarovo náročné aplikácie, ktoré bolo neefektívne riešiť roboticky.

Príklady použitia Mimic technológie

Digitálne dvojča s online nastavením bez programovania.

Pred pár rokmi ťažko riešiteľné aplikácie sa stali reálnymi. Donedávna sa obdobné programi riešili pre bežnú obsluhu náročným offline programovaním s podporou CAD / CAM softvérov, alebo zdĺhavým programovaním a odlaďovaním komplexných dráh.

Ručné odihlovanie často trvá dlhý čas, niekedy podobný ako samotné opracovanie na CNC. Robotické odihľovanie trvá zväčša dlhý čas kým sa nastaví a odladí. Mimic technológia spolu s flexibilným ložením vretena posúva dostupnosť v bežnej výrobe na úplne novú úroveň.

https://youtu.be/8ijD-E7a-EE
Mimic + Universal robots: Odihlovacia aplikácia s flexibilným uložením vretena s aktívnou kompenzáciou prítlaku

Jeden z príkladov použitia: operátor drží v ruke Mimic 3D joystick a vo zveráku má upnutú súčiastku pre odihlenie. V druhom zveráku má rovnakú súčiastku upnutú robot. Napríklad Universal robots UR10e.

  • Operátor spraví všetky detailné operácie s joystickom kopírujúc odihlovanie tak ako je celé roky zvyknutý.
  • Robot si nahrá dráhy (alebo rovno online opakuje pohyb).
  • Operátor si spustí program bez vretena, skontroluje dráhy a online ich môže doladiť ak spravil chyby v ktorejkoľvek časti!
  • Taktiež môže nahrať viacero parciálnych dráh
  • Spustí pripravený program spolu so zapnutým vretenom a odihlí súčiastku
  • Vhodné pre zrazenie hrán, prebytočného materiálu, zvarov a podobne
  • Pre ochranu nástroja používa silový senzor a flexibilné uloženie vretena s pneumatickou kompenzáciou prítlačnej sily
  • Je možné použiť väčšinu nástrojov bežne dostupných na trhu – pravdepodobne aj tie čo sami používate u Vás vo výrobe

U iných prístrojov sa pre toto používa výraz „kopírovacia fréza“. Tu sme to však posunuli na úroveň „Industry 5.0 = spolupráca cobot-človek“

Medzi ďalšie príklady použitia technológie Mimic patria:

  • Brúsenie ťažko dostupných a komplikovaných plôch
  • Zrážanie prebytočného materiálu pri odliatkoch, výkovkoch a plastoch
  • Lakovanie a nanášanie farieb robotom aj v malých sériách
  • Medicína, farmácia,… čokoľvek kde je potrebné rýchlo vytvoriť komplikované pohyby robota bez znalosti programovania
  • Kreatívny priemysel – dať fantázii nové možnosti realizácie
  • Je možné použiť Mimic kit aj jednorazovo ako službu pre nastavenie Vášho robota – viac info Stimba

Robotické odihlovanie súčiastok s radiálnou kompenzáciou 5°

Aby sme predišli poškodeniu nástroja používame špeciálny flexibilný pneumatický držiak nástroja „Flexible spindle mount„. Ten má v Newtnoch nastaviteľnú mieru odozvy/tvrdosti podľa potrieb aplikácie s veľmi rýchlym monitorovaním stavu a kompenzácie. To znamená, že zachováva pri definovanej rýchlosti požadovanú mieru prítlaku na obrobok tak aby na jednej strane došlo k primeranému odstráneniu materiálu. Zároveň sa však predišlo poškodeniu nástroja pri náraze.

Flexibilné uloženie vretena pri trojitom nástroji – komplexné odihlovanie súčiastky v japonskej firme s robotom Nakanishi

Dostupné pre pneumatické brúsky/vretená/frézky s priemerom do 40mm a do 80mm.

Nordbo Mimic kit – výpočtová jednotka, 3D joystick a príslušenstvo pre kalibráciu a použitie

Robotické brúsenie s aktívnou alebo pasívnou kompenzáciou prítlačnej sily

Vhodné pre obrusovanie zvarencov v malých sériách. Extrémne rýchle naučenie pohybov robota napríklad pri obrúsení prerušovaných zvarov. V tomto prípade používame najčastejšie modul aktívnej pneumatickej kompenzácie prítlačnej sily s chodom až do 40mm. Tj brúska sa extrémne rýchlo prispôsobí povrchu obrobku, ak sa napríklad zvarence alebo výkovky, či odliatky v dôsledku povedzme pnutia odlišujú aj o niekoľko milimetrov.

https://youtu.be/UWOiR0YpTvs
Použitie Mimic technológie pre brúsenie plôch – vieme pripraviť s akoukoľvek brúskou a kompenzáciou v osi Z

Robotické riešenie pre Vás – zvýšenie kvality a zníženie pracnosti

Zväčšenie prietoku materiálu firmou pri zachovaní počtu ľudí – zvádnu viac s menšou námahou

Stimba je integrátor Universal robots a je zmluvným partnerom Nordbo na Slovensku. Nordbo je dánska technologická firma s riešeniami v oblasti AI a robotiky. Pre viac info o Nordbo produktoch: www.nordbo-robotics.com

Pre spoluprácu a integráciu u Vás vo výrobe:

Andrej Bielik, +421 907 414 389, [email protected]

LinkedIn: linkedin.com/in/andrej-bielik

Platforma UR+: označená „Best of 2017“ Industriepreis 2017 v Nemecku – kategória „Služby“!

Expertná komisia INDUSTRIEPREIS 2017 (Nemecké priemyselné ocenenie) označila online ekosystém Universal Robots+ ako „BEST of 2017“ v kategórii „Služby“. S týmto označením nezávislá porota sudcov pozostávajúcich z priemyselných expertov, profesorov a obchodných žurnalistov oceňuje prelomové priemyselné riešenia, ktoré kombinujú ekonomické a technologické použitia so sociálnymi a enviromentálnymi benefitmi. UR+ presvedčil expertnú porotu so svojou schopnosťou pomôcť špeciálne malým a stredným podnikom začať ľahko s automatizáciou a tak aj s Industry 4.0.

UR je veľmi potešený týmto ocenením a vidí ju ako ďalšie potvrdenie role UR ako pioniera poskytujúceho dôležitú službu celému priemyslu. UR+ je kľúčovým komponentom v „Do it yourself / Urob sám“ stratégii. Toto cieli na značné zníženie prekážok automatizácie ďalším znížením ceny a komplexity implementácie. Robotické aplikácie sa musia stať jednoduchými a flexibilnými tak, aby ich každý vedel používať. So svojou online platformou vytvorilo UR virtuálny toolbox pre svojich partnerov a klientov, v ktorom nájdu všetko to čo potrebujú na vytvorenie najvhodnejšej plug & play robotickej aplikácie pre potreby ich spoločnosti.

Universal Robots+
Universal Robots+

Viac než jednoduchá Online Komunita

Od svojho vytvorenia Universal Robots+ sa stal významným eco-systémom pre developerov, distribútorov a konečných zákazníkov, v ktorom sa rodia, vyvíjajú a prezentujú aplikácie pre kolaboratívne robotické ramená UR3, UR5 a UR10. Online platforma sa skladá z 2 častí: Showroom prezentuje inovatívne koncové-efektory, príslušenstvo a softvérové riešenia; všetko sú to plug & play komponenty, ktoré garantujú hladkú integráciu s UR-robotmi. Naviac, UR ponúka obsiahlu podporu a marketingovú platformu pre developerov s bezplatným UR+ Developer Programom. Účastníci dostanú nielen bezplatnú technickú podporukeď vyvíjajú nové robotické príslušenstvo, ale taktiež benefitujú z prístupu k neustále sa rozširujúcej globálnej distribučnej a zákazníckej sieti. Súčasný rast eco-systému dokumentuje vysoký dopyt po tomto novom koncepte: Počet UR+ produktov v showroome sa zvýšil na 35 a pravdepodobne dosiahne 100 do konca roka 2017. Medzitým 260 developerov sa už zaregistrovalo do UR+ Developer Programu – počet ktorý narastie do konca roka asi na 400.

Mníchov – 31.máj 2017

V Stimbe aktívne používame viaceré komponenty zo showroomu a pripravované novinky. Podstránka Universal Robots+: https://www.universal-robots.com/plus/

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

UR robot + cloud = ako na smart manufacturing zjednodušene

Zoberiete jednoducho webkameru, spojíte s UR cobotom a celé to cez malý počítač pripojíte do cloudu. A zrazu máte robota, ktorý vie čítať obrazovky na displejoch strojov, rozpoznáva alarmy a statusy, vie rozoznať čo má robiť ďalej a podobne, aj keď na to stroj pôvodne nebol vôbec pripravený. Kolaboratívny robot prečíta čo treba, stlačí tlačítka riadiaceho systému,  prenesie, upne, zaskrutkuje, zalepí, uloží, spustí stroj,… a vy ho kedykoľvek skontrolujete mobilom, prípadne mu dáte vedieť ak si nevie dať rady. Kdekoľvek práve ste. Čakám, že v dohľadnej dobe začneme aj na Stimbe implementovať podobné riešenia.

Cloudová robotika – Nasledovný článok o riešení zjednodušujúcom Smart manufacturing spoločnosťou Tend som prevzal z blogu UR.

Smart manufacturing - ovládanie robotov a strojov v cloude mobilom

Predstavte si poslušného robota, ktorý vie, kde sa čo nachádza a čo treba urobiť. Kobota (kolaboratívny robot), ktorý dokáže skontrolovať, či je niektorá časť vášho výrobného procesu dokončená, a pokiaľ nie je, preskočí automaticky na ďalšiu úlohu. Kobota, ktorý dokonca dokáže nezávisle reagovať v prípade chyby na jednom alebo viacerých vašich strojoch. Zdá sa vám, že je to príliš futuristický scenár? Koncept výroby strojov, ktoré by boli viac prepojené s ľuďmi, je už dlho kľúčovým problémom trendov Industry 4.0 a Inteligentná výroba. Spoločnosť Tend uplatňuje jedinečný prístup v poskytovaní pomoci spoločnostiam, ktoré nechcú byť len konzumentmi týchto nápadov, ale chcú ich tiež realizovať pomocou „in.control™“, platformy cloudovej robotiky vychádzajúcej z UI.

„Smart manufacturing made simple“ – zjednodušená inteligentná výroba

Začnime však od úplného začiatku. Kúpite si kolaboratívneho robota, primontujete obyčajnú webkameru a efektor podľa vlastného výberu a umožníte spoločnosti Tend, aby vám poskytla inteligentné prvky. Spoločnosť vytvorila systém pozostávajúci z malého predkonfigurovaného počítača, ktorý robota bezpečne pripojí k internetu a zabezpečí prenos údajov medzi robotom a primontovanou webkamerou. Webkamera zabezpečuje videnie pre robotické rameno, ktoré tak dokáže sledovať svoje okolie ako je napríklad obrazovka stroja. Teraz prichádza na rad in.control, softvérová platforma spoločnosti Tend, ktorá analyzuje obraz z kamery a na základe neho posiela ramenu pokyny: „Stlač tlačidlo štart na stroji 3“ alebo tiež „otoč ovládacie kolečko na stroji 6 o 30 stupňov v smere hodinových ručičiek“. Zjednodušene: Robot sa bude správať podľa toho, čo vidí.

https://youtu.be/K5WYLnOcggY

3D tlačiareň môže napríklad prostredníctvom svojej obrazovky oznámiť, že úloha je dokončená. Robota môžete naučiť, ktorú časť obrazovky má prečítať, a následne pokračovať krokmi ako je vyprázdnenie tlačiarne a výber novej úlohy.

Okrem toho, že roboti vizuálne vzájomne spolupracujú so strojmi podobne ako človek, všetky konfiguračné údaje a pokyny sa ukladajú v cloude, čím sa z robota stáva stroj na báze UI, ktorý dokáže odosielať, ukladať a prijímať údaje. Tento softvér tak dokáže pre koncových používateľov zabezpečiť aj analýzu výroby v reálnom čase, takže vedia sledovať a riadiť výkon príslušnej výrobnej linky zo svojich mobilných zariadení.

UR obsluhuje 3D tlačiarneU prvých používateľov cloudového rozpoznávania sa Universal Robots osvedčili

Aby mohla spoločnosť Tend svoj nový systém vyvinúť a odskúšať, potrebovala samozrejme jednu vec, a to spolupracujúceho robota. V tomto momente vstupuje do hry spoločnosť Universal Robots. „Jedným z prvých robotov, na ktorých sme systém odskúšali, bol model UR5,“ vysvetľuje Eric Foellmer, marketingový riaditeľ v spoločnosti Tend. „Tento model je flexibilný a ľahko sa s ním pracuje, vďaka čomu sme sa k robotovi pripojili v priebehu niekoľkých minút a na pracovisku zákazníka sme ho nainštalovali za necelú hodinu. Jeho spoľahlivý výkon nám pomohol presne umiestniť kameru pri čítaní obrazoviek a testovaní jednotlivých dielov,“ vysvetľuje.

Koboti sa osvedčili v testovacích podmienkach, to však nie je všetko. Mnohí z prvých klientov spoločnosti úspešne pripojili svojich UR robotov k systému in.control spoločnosti Tend. „Zatiaľ sme dostali ohromnú odozvu“, dodáva Eric. „Ozval sa nám jeden zákazník využívajúci systém in.control od spoločnosti Tend, že na modeli UR5 už potrebujú nové prídavné zariadenie na testovanie obrazovky, pretože ho používali non-stop a opotreboval sa im pôvodný koncový efektor. Mali s tým veľké problémy.“

Pomoc pri realizácií základných myšlienok trendu Industry 4.0

Z tohto typu riešenia môžu profitovať viaceré odvetvia. Spoločnosť Tend sa zatiaľ zameriava na oblasť výroby, kde spolupracujúci roboti v zásade musia dopĺňať materiál do stroja a vyberať z neho hotové výrobky ako napr. v prípade 3D tlačiarní resp. CNC strojov. Táto platforma sa však dá použiť všade, kde koboti riadia procesy a musia vizuálne kontrolovať iné stroje.
A to je kľúčový aspekt: Systém umožňuje kobotom pracovať s iným strojmi veľmi podobným spôsobom ako človek – vizuálne. Využitím tohto prístupu spoločnosť Tend vyplnila medzeru v trende Inteligentnej výroby. „Stroje v zásade nemuseli byť navrhnuté tak, aby vedeli medzi sebou vzájomne spolupracovať, čo je jedným z dôvodov, prečo je v súčasnosti realizácia základných myšlienok trendu Industry 4.0 takou výzvou. Vyzdvihli sme jednu spoločnú myšlienku, že stroje sú navrhnuté tak, aby dokázali vzájomne spolupracovať s človekom, a to vizuálnym spôsobom – takže sme našli spôsob, aby takúto interakciu zvládli aj roboti.“

kolaboratívna robotikaPonorenie sa do cloudovej robotiky s Universal Robots+

Spoločnosť Tend je vďaka svojmu poslaniu preniesť technológiu, ktorú sama označuje ako „Inteligentná cloudová robotika“, do výrobných hál ideálnym partnerom, ktorý by mal mať miesto v showroome spoločnosti Universal Robots+.
„Naše začlenenie do showroomu spoločnosti Universal Robots+ je zatiaľ v úplných začiatkoch, pre nás je to však veľká príležitosť, ako sa dostať do povedomia zákazníkov UR,“ hovorí marketingový riaditeľ spoločnosti Tend. „Priama spolupráca so spoločnosťou Universal Robots je veľkou výhodou, pretože nám umožňuje zistiť, na aké účely sa chystajú zákazníci svojich kobotov použiť a ako by sme im mohli čo najlepšie pomôcť našimi produktmi,“ dodáva.

Softvérová platforma in.control™ od spoločnosti Tend je už k dispozícii na trhu a používa ju niekoľko aplikácií, no na kľúčové uvedenie na trh sa stále čaká: Spoločnosť Tend predstavila toto riešenie prvýkrát širšej verejnosti počas výstavy Automate Show v meste Chicago (3. – 6. Apríl 2017). Predviedla model UR5 s primontovanou kamerou, ktorý simuloval stroj vykonávajúci úlohu na základe prečítania dotykového displeja s reakciou podľa textu uvedeného na obrazovke.

Cobot leas = Personálny lízing robotov

V lete 2016 sme rozbehli koncept, ktorý by sa dal definovať ako personálny lízing robotov. Prakticky všade, kde sa stretám s manažmentom výrobných podnikov majú problémy s nárastmi objednávok a následne s ľuďmi (nedostatok, kvalifikácia, fluktuácia, ľudské chyby,…). Je tu potenciál nasadiť robotov (cobot) schopných pracovať povedľa ľudí. Takýto cobot (Universal robots = UR) predovšetkým pomáha človeku zbaviť sa opakovaných čiností a venovať sa niečomu kreatívnejšiemu, zložitejšiemu a zaujímavejšiemu. Napríklad namiesto vkladania súčiastok do sústruhu/lisu/… môže nastavovať ďalšie stroje, robiť prípravné, či dokončovacie operácie. Video s príkladmi aplikácii: http://www.stimba.sk/videa/priklady-aplikacii-robotov-ur/

Cobot UR - obsluha sústruhu
Cobot UR – obsluha sústruhu

„Personálny lízing“ resp. prenájom. Daný koncept spočíva v tom, že v spolupráci s finančným partnerom vieme pripraviť pracovisko pre Vašu firmu a po zaplatení prvej mesačnej mzdy/splátky ho do 30 dní (podobne ako zamestnanca) zamestnať, ak nebude fungovať ako má, môžete ho „prepustiť“. Ak ho potrebujete zamestnať na dobu určitú, napríklad v dĺžke trvania projektu 9 mesiacov, platíte len po toto obdobie a robota si vezmeme späť (naviac náklady predstavujú prípadné špeciálne úpravy na mieru, ktoré môžu byť aj rozpočítané do doby prenájmu ako služba). Robot má samozrejme platené „úrazové“ poistenie a servis je riešený nami. Po 3 rokoch máte možnosť si odkúpiť „zamestnanca“ do trvalého pracovného pomeru.

Máme dokončiť tento koncept? Ponúknuť ho na trhu? Čo si myslíte? Zaujal Vás? Niečomu nerozumiete?Mali by ste záujem?Ak Vás tento koncept zaujal, zavolajte mi na +421 907 414 389 alebo napíšte nám do Stimby, napríklad na [email protected] Ak máte otázky, či komentáre, kľudne sa vyjadrite v článku na našom Facebooku, alebo LinkedIn.

Uvádzam ďalšie myšlienky a info:

Produktivita. Spoločnosti, ktoré sadili niekoľko kolaboratívnych robotov zvýšili produktivitu (obrat, množstvo vyrobených výrobkov) najčastejšie o 10-30% bez zmeny počtu strojov a personálu, znížili chybovosť, resp. zvýšili kvalitu výstupov. Niekedy sa darí nechať robota pracovať samého v noci a otvoriť tak ďalšiu smenu a podobne. UR roboty sa ovládajú interaktívne a ich prestavenie zvádne väčšina pracovníkov na linke, netreba k tomu špecialistu, či integrátora. Ak na nejakom pracovisku prestávajú dávať zmysel (pokazený stroj, zmena zákazkovej štruktúry), v krátkom čase ho viete často nasadiť na inom vrátane tvorby programu.

Kalkulácia nákladov. Celkové osobné náklady na zamestnanca v SR sa pohybujú povedzme niekde na úrovni 1.200€/mesiac (odvody, dovolenky, odmeny,…).

Celkové náklady cobotického pracovníka Universal Robots sa v závislosti od modelu a zložitosti aplikácie pohybujú niekde okolo 25-45 tis. € (podľa gripperu, podstavca, periférií, inštalácie, 2D/3D kamery,…), povedzme najčastejšie 33.000€ a nasaditeľný je zväčša do 2-4 týždňov od objednávky. Ak si robota kúpime cez lízing na 36 mesiacov, jeho mesačná „mzda“ bude niekde v rozmedzí 800 – 1300€ / mesiac, pričom je ochotný pracovať na 4 smeny v 4 smennej prevádzke za rovnakú mzdu.

V extrémnom prípade nahradíte ľudského pracovníka robotickým. Pri 3 smennej prevádzke predstavuje mzda ľudí 3×1200€ = 3600€, kým robot berie stále rovnakých povedzme 1200€, čo je 1/3 nákladov. Zo skúsenosti však vieme, že zároveň dochádza k zvýšeniu produktivity a kvality odvedenej práce.

Benefity. Tie sú zväčša jasné. Zvýšenie produktivity / výkonu firmy, procesu, alebo pracoviska, náhrada nedostatku pracovnej sily, odľahčenie od namáhavých, či opakovaných úkonov, zvýšenie kvality, zníženie zmätkovitosti.

Často však ľudí nieto. Vďaka cobotom UR dokáže často firma rozbehnúť ďalšiu smenu, alebo vôbec umožní aby daný stroj mohol pracovať, keďže už nemá dosť operátorov a podobne. V strojárenstve ak postavíme UR robota ku každému stroju, jeden operátor bežne obsluhuje následne 6-10 strojov.

Adopcia. Trend je momentálne taký, že firmy si kupujú po zvažovaní prvého UR cobota a do niekoľkých mesiacov nasadzujú ďalších. Existuje veľké množstvo referencií toho typu, napríklad: http://www.stimba.sk/videa/z-0-na-42-robotov-v-priebehu-dvoch-rokov-otazka-automatizacie-vyriesena-pomocou-universal-robots/

Ovládanie cobota Universal RobotsUR_SHAD_3