Wykorzystanie robotów przemysłowych kojarzone jest ciągle z produkcją wielkoseryjną oraz dużymi koncernami z branży motoryzacyjnej. Nowoczesne aplikacje tworzone przez producentów pokazują możliwości robotów również w nietypowych zastosowaniach.
Najstarszym i najdłuższym etapem w dziejach rozwoju społeczności ludzkiej jest paleolit. Jego początek to moment pojawienia się form przedludzkich zdolnych do wytwarzania prymitywnych narzędzi, schyłek natomiast ? to powstanie pierwszych miast dających początek wielkim cywilizacjom. Te dwa wydarzenia są charakterystyczne dla rozwijającego się społeczeństwa również dzisiaj. Zdolność człowieka do poszukiwania nowych rozwiązań, zwłaszcza w sferze posługiwania się coraz bardziej zaawansowanymi narzędziami oraz zaspokajania potrzeb rozwijającego się społeczeństwa, doprowadziła do uruchomienia w 1954 r. pierwszego na świecie robota o nazwie Unimate. Głównym zadaniem zbudowanego przez amerykańskich konstruktorów urządzenia miało być zaspokojenie potrzeb szybko rozwijającego się przemysłu motoryzacyjnego. Dzisiaj przemysł motoryzacyjny uważany jest za najbardziej zrobotyzowaną gałąź przemysłu, a stopień zautomatyzowania gospodarki brany jest pod uwagę podczas oceny poziomu cywilizacyjnego państw.
Na świecie, zwłaszcza w krajach średnio i słabo rozwiniętych gospodarczo, ciągle funkcjonujeprzekonanie, że wykorzystanie robotów przemysłowych ma sens tylko w przypadku dużych koncernów zajmujących się produkcją wielkoseryjną. Na takie przekonanie z pewnością wpływa fakt, że dla większości ludzi duże koncerny kojarzą się z przemysłem motoryzacyjnym, a same roboty łączone są głównie z produkcją samochodów. Ma to oczywiście swoje uzasadnienie, ponieważ to właśnie w tej gałęzi przemysłu można znaleźć najwięcej aplikacji wykonywanych automatycznie (m.in. spawanie łukowe, zgrzewanie punktowe, manipulowanie, obsługa maszyn, malowanie i montaż). Jeszcze do niedawna przewaga pod względem poziomu robotyzacji przemysłu motoryzacyjnego i maszynowego nad innymi gałęziami była tak duża, że wielu ludziom trudno było wymienić inne przykłady zastosowania robotów.
W ostatnim jednak okresie, ze względu na dynamiczny rozwój robotyzacji procesów sortowania, pakowania i paletyzacji oraz montażu, roboty znalazły swoje zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i elektronicznym. Potwierdzone praktycznie w szerokim wachlarzu aplikacji zalety stosowania robotów przemysłowych oraz proponowanie przez producentów nowoczesnych aplikacji wspierających programowanie robotów sprawia, że zauważono ich miejsce również na pojedynczych stacjach, w średnich i małych przedsiębiorstwach. Być może ze względu na małą produkcję do właścicieli takich firm trudniej przemawia obniżenie kosztów wytwarzania, nie są oni jednak obojętni na zwiększenie bezpieczeństwa, zapewnienie krótszych cyklów pracy i stałą jakość wytwarzanych produktów. Pozostaje obawa przed koniecznością serwisowania robota i ewentualnego przeprogramowania urządzenia. Rozwiązaniem może być stale rozwijane oprogramowanie, które umożliwia tworzenie prostych aplikacji operatorskich, np. do pracy w trybie półautomatycznym, lub zadaniowe przeprogramowanie robota w pewnym zakresie.
Ciągłe wprowadzanie nowych rozwiązań w zakresie sprzętowym i programowym, rosnąca liczba robotów stosowanych niemal we wszystkich gałęziach przemysłu oraz możliwość ich nabycia w rozsądnej cenie (również na rynku wtórnym) pozwala sądzić, że roboty w najbliższej przyszłości będą się nadawały do aplikacji specjalnych i stanowisk jednostkowych, często spotykanych zwłaszcza w małych firmach.
Zalety robotyzacji
Wymagania narzucane współczesnym wytwórcom przez silną konkurencję wymuszają ciągłe podnoszenie jakości wyrobów z jednoczesną redukcją kosztów ich produkcji. Automatyzacja wytwarzania zapewnia spełnienie tych, pozornie przeciwstawnych sobie, wymogów. Roboty zastępują pracowników w monotonnych, męczących i niebezpiecznych czynnościach, umożliwiają efektywne wykorzystanie kwalifikacji i pracy ludzi oraz posiadanego parku maszynowego. Są niezastąpione w aplikacjach charakteryzujących się dużą dokładnością i powtarzalnością. Dodatkowo, ze względu na dużą elastyczność sprzętową i programową robotów, zmiana profilu produkcji, geometrii wytwarzanych detali, modernizacja stanowiska czy optymalizacja procesu są stosunkowo proste i nie wymagają dużych nakładów finansowych.
Zarówno użytkownicy, jak i dostawcy robotów przemysłowych zgodnie twierdzą, że najczęściej robotyzowanym procesem jest spawanie. Doświadczenie wskazuje, że proces spawania z użyciem robota jest od dwóch do pięciu razy szybszy od spawania tradycyjnego, eliminuje konieczność dokonywania poprawek oraz zmniejsza zużycie spoiwa. Robot w trakcie pracy generuje mniej odprysków i odpadów, a wykonana spoina zawsze charakteryzuje się takimi samymi parametrami. Należy tutaj zaznaczyć, że wykonanie spoiny o odpowiedniej jakości wymaga doświadczenia oraz wprawy, dlatego ważnym czynnikiem sprzyjającym zakupowi zrobotyzowanych stanowisk spawalniczych jest niedobór wykwalifikowanych spawaczy na rynku pracy. Dzieje się tak z kilku powodów: praca ta jest męcząca, brudna oraz często przebiega w szkodliwych warunkach.
Dzisiaj nowoczesne środowiska programistyczne zapewniają dokładne zaprojektowanie procesu spawania i przetestowanie go jeszcze przed rozpoczęciem pracy stanowiska. Dzięki współpracy producentów robotów oraz osprzętu spawalniczego oferowane są dedykowane zestawy spawalnicze oraz akcesoria podnoszące wydajność produkcji i jakość produktów. Wskutek ciągłego rozwoju oprogramowania oraz stosowania układów sensorycznych, w tym systemów wizyjnych, roboty przemysłowe potrafią same zlokalizować położenie złącza przed spawaniem oraz adaptować się podczas realizacji procesu, jeśli konieczna jest kompensacja odchylenia palnika (np. w miejscach o różnej grubości spoin), optymalizując tym samym wyniki procesu.
W celu zapewnienia ciągłości procesu uwagę należy zwrócić na stały zapas drutu spawalniczego, gazu szlachetnego i płynu chłodzenia palnika. Natomiast pod względem wymagań technicznych robota wymagane są: dokładne odwzorowanie ścieżki ruchu narzędzia, duża powtarzalność ruchów (0,04÷0,1 mm), szeroki zakres prędkości, interfejsy dla pozycjonerów oraz możliwość montażu podłogowego, odwrotnego, na ścianie i pod kątem, bez konieczności zmian mechanicznych w robocie.
Zrobotyzowane cele spawalnicze
Pojawiające się w firmach spoza przemysłu motoryzacyjnego zrobotyzowane cele spawalnicze są dowodem na celowość budowy tego typu stanowisk. Przykładem może być Wytwórnia Okuć Meblowych (WOM) z Brodnicy, która powstała w 1991 r. Firma w pierwszych latach funkcjonowania uruchomiła narzędziownię i biuro konstrukcyjne, po czym zainwestowała w nowoczesne tworzywa sztuczne. W kolejnym etapie rozwoju, w koncepcji automatyzacji produkcji znalazły się m.in. cztery zrobotyzowane, działające niezależnie stanowiska spawalnicze typu FlexArc firmy ABB (fot. 1). Na każdym z nich pracują dwa roboty spawalnicze oraz dwustronny pozycjoner, sterowane za pomocą jednego kontrolera IRC5 z wykorzystaniem funkcji MultiMove. Dzięki takiemu rozwiązaniu praca na stanowisku odbywa się równolegle. Podczas gdy z jednej strony pozycjonera roboty łączą elementy, z drugiej pracownicy przygotowują kolejny komplet do spawania. Przedstawiciele firmy zadecydowali o instalacji kilku komór spawalniczych ze względu na zachowanie ciągłości produkcji w przypadku realizacji dużych zamówień lub problemów technicznych któregoś stanowiska. Dzięki nowym rozwiązaniom WOM rozpoczęła produkcję kompletnych stelaży, ram, podnośników, rolek i nóg. Obecnie firma jest największym dostawcą elementów do producentów mebli dla sieci IKEA i należy do pierwszej piątki firm w branży.
Kolejnym, często robotyzowanym procesem technologii łączenia jest zgrzewanie punktowe. Podobnie jak spawanie łukowe jest ono utożsamiane z przemysłem motoryzacyjnym i ma te same cechy wpływające na celowość jego robotyzacji, m.in. wymagana duża powtarzalność ruchów (rzędu 0,1 mm). Zgrzewadła są urządzeniami ciężkimi, o dużych gabarytach, a sam proces charakteryzuje się generowaniem dużych sił niezbędnych do zapewnienia prawidłowego kontaktu elementów zgrzewanych podczas procesu. W przypadku karoserii samochodowej niezbędne jest wykonanie nawet kilku tysięcy zgrzein (często w trudno dostępnych miejscach), co sprawia, że najbardziej efektywnym rozwiązaniem jest użycie do tego celu robota. Również w tym przypadku coraz częściej można spotkać rozwiązania poza przemysłem motoryzacyjnym.
Firma Stähli, producent szaf stalowych, pragnąc konkurować na rynku z innymi dostawcami, zdecydowała się na automatyzację produkcji (fot. 2). Poszukiwane rozwiązanie musiało być elastyczne, aby zapewnić możliwość zgrzewania szaf o różnych gabarytach na jednym stanowisku. Z pomocą przyszła firma KUKA, budując zrobotyzowaną komorę produkcyjną z robotem KR125 o zasięgu 2,4 m oraz implementując oprogramowanie umożliwiające zgrzewanie prawie 70 różnych modeli szaf. Średni czas przygotowania elementów szaf do zgrzewania wynosi około 5 min, przy czym cykl pracy robota, podczas którego wykonuje on ok. 75 zgrzewów, wynosi 2,5 min. W sumie czas wykonania jednej szafy wynosi ok. 8 min, a w poprzedniej technologii wynosił średnio 24 min. Wydajność pracy zwiększają dwa stoły umożliwiające równoległą pracę robota (na jednym stanowisku) oraz ludzi, których głównym zadaniem jest przygotowanie elementów do procesu zgrzewania (na drugim stanowisku). W efekcie uzyskano produkcję na poziomie 100 szaf w ciągu jednej zmiany (8,5 h), zapewniając przy tym wysoką jakość oferowanych produktów.
Transport jest jednym z wielu procesów wytwórczych nieodłącznie związanych z liniami technologicznymi fabryk. Umożliwia on przemieszczanie obrabianych produktów z jednego miejsca do innego i wymaga posiadania urządzeń umożliwiających wykonywanie tego ruchu. Konieczność zapewnienia terminowego, monotonnego przepływu produktów (często charakteryzujących się dużą masą) w całym cyklu produkcyjnym sprawia, że drugim najchętniej robotyzowanym procesem jest manipulowanie (przenoszenie i obracanie) obiektami. Celowość zastosowania w tym procesie robotów podyktowana jest wymogiem dużej powtarzalności ruchów oraz szybkości realizacji zadań, co znacznie poprawia wydajność całego ciągu technologicznego. Ze względu na różnorodność produktów roboty dedykowane temu procesowi zwykle charakteryzuje duża przestrzeń robocza (nawet do 30 m ? przy zastosowaniu torów jezdnych), duża rozpiętość udźwigu (zwykle 3÷600 kg) oraz możliwość montażu w różnych pozycjach. Z tego względu w pakiecie oprogramowania takiego robota powinny znaleźć się m.in. następujące funkcje: sprawdzanie wolnej przestrzeni, sterowanie dodatkową osią, wykrywanie kolizji i śledzenie taśmy produkcyjnej.
Przykładem wykorzystania robotów w aplikacjach przenoszenia może być robotyzacja procesu przygotowania kauczuku do wysyłki w firmie Synthos Dwory, jednego z największych producentów chemicznych w Polsce (fot. 3). Problem powstał z powodu drewnianych opakowań, które zanieczyszczały kauczuk w sposób trudny do wykrycia w dalszym procesie produkcyjnym (problem bardzo kłopotliwy zwłaszcza dla producentów opon samochodowych). W tym przypadku podczas modernizacji linii technologicznej podyktowanej wymianą opakowań drewnianych na stalowe okazało się, że nie ma możliwości dostosowania do nowej koncepcji specjalistycznych pakowarek przeznaczonych jedynie do opakowań drewnianych. Inżynierowie zadecydowali o wymianie specjalistycznych urządzeń na nowoczesne roboty przemysłowe. Rozwiązanie okazało się znacznie nowocześniejsze, bardziej elastyczne (możliwość obsługi różnego typu opakowań) i w dodatku wcale nie droższe. Wykonawcą została gliwicka firma AIUT, która zainstalowała sześć robotów firmy ABB obsługujących całą produkcję kauczuku. Obniżenie kosztów eksploatacji osiągnięto poprzez zastosowanie jednego modelu robota (łatwiejsze zarządzanie urządzeniami) do wykonywania różnych zadań. W przedstawionej aplikacji każdy robot odbiera w ciągu godziny 160 kostek kauczuku, a każda waży 33 kg, co oznacza że każdy manipulator transportuje na zmianie 40 ton towaru.
Pakowarki vs roboty
Jak pokazuje przykład, roboty przemysłowe ze względu na dużą elastyczność coraz częściej zastępują urządzenia specjalistyczne (np. pakowarki). Czy jednak taka zamiana jest możliwa we wszystkich aplikacjach? Oczywiście, nie. W procesach wytwórczych zwłaszcza przemysłu maszynowego można spotkać zadania, od których np. wymaga się dużej dokładności i nie wystarczy tutaj dokładność rzędu setnych części mm, jaką zapewniają roboty. Dlatego w wielu firmach funkcjonują stanowiska specjalistyczne obsługiwane przez roboty. Dzięki powtarzalności wykonywanych ruchów oraz szerokim możliwościom wyposażania robotów w różnego typu efektory i czujniki (również w systemy wizyjne) nadają się one doskonale do obsługi wysoko zaawansowanych maszyn specjalistycznych. W tym przypadku głównym zadaniem robotów jest redukcja ?martwego? czasu urządzenia. Podobnie jak w poprzedniej aplikacji również w tym przypadku kluczowe wydają się: duża powtarzalność ruchów oraz szybkość realizacji zadań, co prowadzi do precyzyjnych, charakteryzujących się krótkimi czasami załadunku i rozładunku operacji, a tym samym ekonomicznej pracy całego stanowiska.
W aplikacjach tego typu, biorąc pod uwagę czas pracy urządzenia specjalistycznego, jeden robot może obsługiwać kilka urządzeń. Proces jest chętnie robotyzowany ze względu na monotonię wykonywanych zadań, często manipulowanie dużymi i ciężkimi obiektami oraz poprawę bezpieczeństwa. Ponieważ urządzenia specjalistyczne są często niebezpieczne dla człowieka (gilotyny, prasy, krawędziarki), w przeszłości dochodziło przy ich obsłudze do groźnych wypadków (często na skutek nieprzestrzegania przez obsługę zasad bezpieczeństwa), które na długi okres zatrzymywały proces produkcyjny. Przy automatyzacji tego typu procesów zauważono wzrost długości okresów bezwypadkowych, co zwiększa wydajność oraz zaufanie kooperantów. Przykładem jest uruchomione przez firmę Roboty Przemysłowe sp. z o.o. zautomatyzowane stanowisko do obsługi prasy krawędziowej, gdzie istnieje możliwość wyginania blach o różnychgrubościach w zakresie pracy prasy. Pobierane bezpośrednio z palety blachy są bazowane na specjalnym stole pozycjonującym, co pozwala na precyzyjne uchwycenie i dowolne manipulowanie obrabianą blachą. Wdrożone rozwiązanie zapewnia wyginanie blach o wcześniej zdefiniowanym kształcie (błotniki do traktorów, półfabrykaty), produkcję ościeżnic oraz elementów drzwi i okien. Poprzez automatyzację procesu m.in. zwiększono wydajność stanowiska, bezpieczeństwo i konkurencyjność.
Nowe rynki dla robotyki
Obecność robotów niemal we wszystkich gałęziach przemysłu jest zauważalna, ale istnieją branże, które próbują dorównać motoryzacji. Przykładem ? przemysł spożywczy i farmaceutyczny. Można powiedzieć, że są to gałęzie, które w ostatnim okresie podlegają kompleksowej robotyzacji poprzez stosowanie robotów na każdym etapie produkcji. Najbardziej widoczne jest to w aplikacjach sortowania, pakowania i paletyzacji. Rozpiętość zagadnienia umożliwia stosowanie robotów od małych, bardzo szybkich, z małym udźwigiem (sortowanie), przez średnie charakteryzujące się większym zasięgiem i udźwigiem (pakowanie), po duże najczęściej czteroosiowe urządzenia (paletyzacja). Z pewnością te dwie gałęzie przemysłu mają wpływ na statystyki związane z najczęstszymi zastosowaniami robotów przemysłowych. Należy tutaj zaznaczyć, że zarówno przemysł spożywczy, jak i farmaceutyczny cechują wysokie wymagania. Nie bez znaczenia jest tutajbezpośredni kontakt z produktami spożywczymi i lekami. Na każdym etapie produkcji od robotów wymaga się spełnienia najwyższych norm czystości i szczelności. Bardzo często są to urządzenia spełniające wymagania maszyn przeznaczonych do tzw. clean rooms. W dodatku na etapie sortowania, ze względu na brak uporządkowania produktów i często różnorodny asortyment, roboty muszą mieć możliwość współpracy z systemami wizyjnymi oraz dysponować funkcją śledzenia taśmy. Duża liczba produktów wymusza stosowanie bardzo szybkich urządzeń, często instalowanych kaskadowo.
Proces pakowania charakteryzuje się cechami opisanymi wcześniej (manipulowanie obiektami). W przypadku paletyzacji najczęściej stosowane są roboty czteroosiowe charakteryzujące się dużym zasięgiem, co pozwala na paletyzację produktów w wysokie stosy. Istotnym zagadnieniem podczas paletyzacji jest powtarzalność zapełniania palet. Problem jest niewidoczny w przypadku układania kartonów mających regularne kształty, ale gdy paletyzuje się towary o niejednoznacznych kształtach (np. worki), problem staje się poważny. Przykładem może być rozwiązanie zastosowane przez Cukrownię Strzyżów (fot. 4), gdzie pracę manualną zastąpiono pracą robota. Robot firmy Fanuc przenosi dwa worki: po 25 kg lub 50 kg cukru każdy, z wydajnością ok. 250 i 400 cykli na godzinę. W omawianym przykładzie poprawność ułożenia warstw na palecie wpływa na wysokość stosu, dzięki czemu w dalszym procesie składowania zapełnionych palet możliwe jest umieszczenie czterech, a nawet pięciu pełnych palet jedna na drugiej. Wcześniej układano stosy maksymalnie z trzech zapełnionych palet.
Roboty przemysłowe coraz częściej można również spotkać w aplikacjach montażowych. Aplikacje te trudno zrobotyzować ze względu na konieczność: używania małych i często bardzo złożonych chwytaków oraz uchwytów ustalających dla różnorodnego asortymentu detali, dostarczania części i modułów w odpowiednim czasie, stosowania urządzeń separujących umożliwiających dostarczanie małych części w odpowiednio zdefiniowanej pozycji oraz ?zamknięcia? całego procesu w ograniczonej przestrzeni (przestrzeń robocza robota przemysłowego). Przykładem wykorzystania robotów w aplikacji montażowej jest rozwiązanie wdrożone w firmie Qwerty (fot. 5), zajmującej się projektowaniem i produkcją klawiatur, elewacji, tabliczek i zestyków foliowych na indywidualne zamówienia klientów. Na szczególną uwagę zasługuje w tym przypadku fakt, że firma automatyzując proces produkcyjny, uzyskała dużą elastyczność dzięki zastosowaniu robota firmy Fanuc, wyposażonego w zintegrowany system wizyjny. W zależności od zarejestrowanego obrazu robot precyzyjnie układa elementy stykowe w produkowanych klawiaturach foliowych. Zastosowane rozwiązanie zapewnia wykonywanie procesu montażu różnego typu klawiatur. Należy tutaj zaznaczyć, że indywidualne zamówienia często charakteryzują się krótkimi seriami produkcyjnymi, co mogłoby wskazywać na brak uzasadnienia robotyzacji takiego procesu. Przykład jednak wykazuje, że nie do końca jest to prawda.
Praca w niebezpiecznych warunkach
Z powodu trudnych warunków pracy procesy powierzchniowe są szczególnie niebezpieczne dla ludzkiego zdrowia. Lakier, cząstki emitowane podczas procesów szlifowania i polerowania, lecące iskry oraz duża emisja hałasu zmuszają do automatyzowania tego typu zadań w zrobotyzowanych komorach zamkniętych. Analizując polski rynek, można zauważyć, że sprzedaż robotów lakierniczych stanowi niewielki procent. Jak podają różne źródła, jest to ok. 2?3%, przy czym łączna liczba sprzedawanych robotów w Polsce to ok. 700 sztuk. Proces lakierowania wydaje się idealny do robotyzacji, m.in. z powodu szczególnie trudnych warunków pracy (toksyczność farb i lakierów oraz ryzyko ich samozapłonu czy wybuchu), powtarzalności (wieloseryjna produkcja) oraz wysokich wymagań czystości (brak zanieczyszczeń, które mogłyby zabrudzić malowane powierzchnie). Znane na świecie rozwiązania to przede wszystkim zamknięte komory do malowania karoserii samochodowych w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie cząstki farby wypływające z rozpylacza są nanoszone elektrostatycznie, dzięki czemu farba lepiej przylega do malowanego elementu. Podejście takie zmniejsza zużycie lakieru o około 5%, ale proces wymaga szczególnych warunków, m.in. stałej odległości pomiędzy elementem malowanym a narzędziem malującym, stałej prędkości narzędzia (jednolita jakość), pracy z ruchomymi elementami (śledzenie obiektów na podajnikach). Wymagania procesu z góry narzucają opcje sprzętowe i programowe, w które powinny być wyposażane roboty lakiernicze.
W produkującej dywaniki samochodowe firmie Sommer Allibert w Mouzo (Francja) częścią procesu jest produkcja pianek wyciszających. Do ich produkcji używane są formy, w których rozpylany jest środek adhezyjny umożliwiający łatwe usuwanie pianek z form. Przed implementacją automatyzacji pracownicy ubrani w maski ochronne, używając ciężkich, ręcznych pistoletów, wykonywali ciężką i monotonną pracę, często przekraczając założone jej cykle. Stanowisko zmodernizowano poprzez zastosowanie czterech sześcioosiowych robotów firmy KUKA. Trzy roboty zostały zamontowane w pozycji odwrotnej, a jeden na podłodze. Roboty pracują w trzech strefach. W pierwszej jeden robot (zamontowany w pozycji odwrotnej robot KUKA KR 15) natryskuje obie połówki formy. W kolejnej aplikacji dwa roboty KR 30 L15s zamontowane odwrotnie na torze jezdnym natryskują górne połówki form (każdy obsługuje dwie formy). Dolne połówki nadal są natryskiwane ręcznie małymi pistoletami (czynnik ekonomiczny). W ostatniej strefie robot został zamontowany na podłodze. Wymieniane często formy są kodowane, dzięki czemu łatwo wybrać opcję sprzętową (poszczególne roboty) i programową do zapewnienia ciągłości produkcji.
Pozostałe procesy powierzchniowe, tj. szlifowanie, polerowanie, usuwanie ostrych krawędzi, charakteryzują się podobnymi cechami. Aby poprawić parametry procesu, nowoczesne roboty przemysłowe są wyposażane w czujniki siły 3D (np. głowicę tensometryczną) i specjalne moduły oprogramowania, dzięki czemu istnieje możliwość kontroli działania sił podczas realizacji samej obróbki. Najbardziej zawansowane urządzenia umożliwiają zachowanie stałych sił obróbki (np. zwolnienie prędkości lub zmianę ścieżki ruchu w przypadku napotkania materiału o innej gęstości). W rezultacie otrzymuje się stację roboczą o większej wydajności (nawet o 20% krótszy czas cyklu), z jednoczesnym zmniejszeniem ryzyka uszkodzeń mechanicznych narzędzia i oprzyrządowania. Uniwersalność robotów przemysłowych zapewnia wykorzystywanie ich również do tworzenia prototypów.
W aplikacji dla firmy Guy Martin Design zastosowano robota KUKA KR 100 L80 HA, który jest zamontowany na torze jezdnym KL 1500 o długości 13 m. Przy obróbce szczegółowych pełnych projektów trójwymiarowych instalacja opiera się na stole obrotowym, który jest napędzany jako ósma oś układu sterowania KUKA. Zależnie od danych projektu instalacja pracuje z/bez wykorzystania stołu obrotowego. Instalacja dla firmy Guy Martin Design funkcjonuje jako 5-osiowe centrum obróbki CNC, które podczas pracy korzysta z oprogramowania CAM PowerMill firmy Delcam. Tory ruchu narzędzi wygenerowane przez oprogramowanie PowerMill umożliwiają obróbkę w module RMC skrajnie kompleksowych, filigranowych detali przy zachowaniu najszybszych w branży czasów programowania. W skład instalacji wchodzi dodatkowo 10-krotny zmieniacz narzędzi, który przesuwa się z robotem na torze jezdnym, dzięki czemu narzędzia są dostępne w każdym momencie. Systemy dozujące żywicę syntetyczną oraz systemy pistoletów natryskowych wbudowano w głowicę robota, co pozwoliło zaoszczędzić miejsce i czas przy zmianie typu przedmiotu obrabianego.
Stały rozwój
Proces robotyzacji jest w fazie rozwoju. Od roku 2012 w firmie BURY Technologies z Mielca następuje robotyzacja linii produkcyjnych ? Mitsubishi Electric wdraża tam swoje najnowocześniejsze rozwiązania. W ofercie firmy BURY można znaleźć produkty dedykowane dla dwóch gałęzi ? Aftermarket, produkty związane z urządzeniami głośnomówiącymi, systemami mocowań oraz elektronicznymi książkami logowań (produkty dostępne u dystrybutorów) oraz urządzenia OEM dla ścisłej czołówki z branży motoryzacyjnej (produkty wytwarzane na zamówienie firm Mercedes, Bugatti, WV, Porshe czy Bentley). Platforma iQ współpracująca z robotami RV-2SQ oraz RV-3SQ znalazła swoje zastosowanie w aplikacjach (fot. 6): montażowej oraz testowania i kontroli wytrzymałości. Nad całością czuwa system MES IT, dzięki któremu można monitorować wszystkie realizowane operacje i procesy. W rezultacie montaż całego urządzenia trwa 26 s, co w efekcie daje 1100 wyprodukowanych urządzeń na jednej linii w ciągu 8 godzin.
Robotyzacja przemysłu również w Polsce ciągle postępuje, czego dowodem są aplikacje znajdujące się w fazie uruchomieniowej. Należy przypuszczać, że instalowane stanowiska będą coraz bardziej złożone, a tym samym coraz elastyczniejsze. Pozwoli to na automatyzację procesów produkcyjnych charakteryzujących się krótkimi seriami produkcyjnymi oraz możliwością wykorzystania robotów na pojedynczych stanowiskach, również w małych przedsiębiorstwach. Chłonność wysoko rozwiniętych społeczeństw poszukujących coraz nowszych, bardziej zaawansowanych urządzeń zwłaszcza w sferze komunikacji (telekomunikacja, Internet, telewizja), informatyki (nowe metody programowania, np. mowa, gesty) i elektroniki (integracja urządzeń, np. akcelerometrów, żyroskopów, odbiorników GPS) będzie z roku na rok napędzać rozwój gospodarczy, którego wydajność w starzejącym się i coraz bardziej wymagającym społeczeństwie może zapewnić jedynie automatyzacja. Jednym z rozwiązań dla małych i średnich przedsiębiorstw stawiających na automatyzację produkcji jest możliwość pozyskania dofinansowania części kosztów wdrożenia ze środków unijnych.
Za pomoc w opracowaniu artykułu autorzy szczególnie dziękują firmom: ABB, Fanuc Robotics, KUKA Roboter, Mitsubishi Electric.
CE
Ppłk dr inż. Wojciech Kaczmarek Wojskowa Akademia Techniczna
Dr inż. Jarosław Panasiuk Wojskowa Akademia Techniczna
