Według najnowszych danych GUS w polskich halach produkcyjnych i magazynach funkcjonuje już ponad 4500 manipulatorów. Co prawda robotów przemysłowych jest prawie dwa razy, a centrów obróbczych – ponad trzy razy więcej, jednak wynik ten mimo wszystko można uznać za dobry. Zwłaszcza że manipulatory to bardzo wyspecjalizowane urządzenia.

Powiązane firmy

Najczęściej korzysta się z nich w branży motoryzacyjnej (przy produkcji pojazdów, przyczep i naczep). To akurat nie powinno dziwić, bowiem wymieniona branża jest uznawana za najbardziej zautomatyzowaną w polskim przemyśle, pochłaniając 13,5% wszystkich środków przeznaczonych na automatyzację w kraju. Z kolei same manipulatory wraz z robotami stanowią grupę produktów najchętniej kupowanych przez przedsiębiorców. Maszyny te upodobały sobie również firmy produkujące wyroby z gumy, tworzyw sztucznych i metali, a także producenci artykułów spożywczych, komputerów, elektroniki oraz optyki. Tego rodzaju rozwiązania automatyczne wkraczają też do branży odzieżowej, tekstylnej i wyrobów tytoniowych – wszędzie tam, gdzie nie wystarczy już prosta taśma produkcyjna. Przykładowo, w branży tekstylnej w 2014 r. liczba automatów wzrosła o około 20% w porównaniu z rokiem wcześniejszym.

Dlaczego manipulator?
Przedsiębiorcy decydujący się na zakup manipulatorów jako główną przyczynę podają na ogół chęć odciążenia pracowników. Są one bowiem przydatne podczas przenoszenia, obracania, pakowania czy załadunku różnego rodzaju przedmiotów. Można powiedzieć, że stanowią przedłużenie ramienia pracownika, które ułatwia mu wykonywanie powtarzalnych czynności. Dzięki manipulatorom nie musi on używać siły własnych mięśni, ponieważ ciężkie przedmioty przenosi za niego maszyna. Jedynym zadaniem operatora jest sterowanie manipulatorem tak, by skierować go w odpowiednie miejsce. Co to daje? Przede wszystkim pracownik nie męczy się tak jak w sytuacji, gdyby musiał sam wykonywać wymienione czynności. Po drugie, przedmioty są bezpieczniej transportowane: w porównaniu do robota przemysłowego manipulator daje nieco więcej kontroli, a dodatkowo jest prostszy w obsłudze. I wreszcie po trzecie: współpracując z manipulatorem, operator cały czas jest z nim w bezpośrednim kontakcie, co w przypadku robotów jest niemożliwe ze względu na niebezpieczeństwo doznania urazu na skutek kolizji z ramieniem lub innym komponentem maszyny.

Producenci manipulatorów podkreślają też, że korzystanie z pomocy tych urządzeń może w dłuższej perspektywie czasowej generować znaczne oszczędności. Ich źródłem są z jednej strony niższe koszty leczenia i/lub rehabilitacji personelu wykonującego ciężkie prace fizyczne, a z drugiej – zmniejszenie liczby pracowników niezbędnych do ich realizacji. Manipulatory mogą bowiem pełnić zarówno funkcje maszyny prostej, jak i wciągarki, żurawia, podnośnika czy dźwignicy. W każdej z nich pracownik posiada pełną kontrolę nad lokalizacją przedmiotu, kierując jego ruchem za pomocą rękojeści lub siły własnych rąk. Aktywny wkład wyważania pionowego i poziomego powoduje, że przesuwanie przedmiotów odbywa się niejako w stanie nieważkości i niemal nie wymaga wysiłku. Dlatego z pomocą manipulatora można transportować nie tylko lekkie detale o wadze od kilku do kilkunastu kilogramów, ale również ciężkie przedmioty, których masa dochodzi do 1 tony.

Wymagane szkolenie
Przed przystąpieniem do obsługi manipulatora każdy operator powinien przejść obowiązkowe szkolenie, które pozwoli mu zdobyć odpowiednie kwalifikacje szczegółowo określone w instrukcji obsługi danego urządzenia. Najczęściej szkolenie takie przeprowadza producent manipulatora, sugerując takie rozwiązanie jeszcze przed zakupem maszyny. Przykładowo, w firmie Dalmec specjalizującej się w produkcji i wdrażaniu manipulatorów ukończenie takiego szkolenia jest włączane do dokumentacji urządzenia na równi z instrukcją użytkowania, deklaracją zgodności WE, oznakowaniem CE, protokołem montażu i schematem umiejscowienia maszyny.

Precyzja i płynność
Ogromną zaletą manipulatorów przemysłowych jest to, że umożliwiają bardzo płynny ruch detalu podczas jego przenoszenia. Jest to istotne zwłaszcza w sytuacji, w której mamy do czynienia z delikatnymi elementami wymagającymi ostrożnego przemieszczania. Owa precyzja i płynność ruchów ma po części swoje źródło w nowoczesnych układach pneumatycznych, a po części jest efektem stosowania specjalnych punktów referencyjnych pozwalających na dokładniejsze operowanie maszyną. Dzięki temu, korzystając z manipulatora, można znacznie skrócić czas potrzebny na realizację cyklu produkcyjnego.

To jednak nie wszystko: przedsiębiorstwa korzystające z manipulatorów cenią je sobie także za wszechstronność zastosowania w transporcie bliskim. Urządzenia te wymagają z reguły mniej miejsca niż np. roboty, które – ze względów bezpieczeństwa – muszą pracować w wydzielonej, a często nawet zamkniętej przestrzeni. Tym samym wdrożenie manipulatora jest prostsze, a same maszyny można bez problemu dostosować do warunków przestrzennych panujących w hali produkcyjnej lub magazynie.

Manipulator w praktyce
Jednym ze stałych komponentów manipulatora jest chwytak. Jego rodzaj i konstrukcja są zależne od rodzaju aplikacji i branży, której są dedykowane. Najprostsze rozwiązania są co do zasady wyposażone w zwykły hak, ale na rynku dostępne są również manipulatory z przyssawkami służące m.in. do transportu szyb w sektorze motoryzacyjnym, a także ze szczękami pneumatycznymi oraz magnetycznymi chwytakami i trzpieniami rozprężnymi. Z tego względu znajdują one zastosowanie niemal w każdej branży i w zasadzie trudno wskazać aplikację, w której korzystanie z manipulatorów nie ma racji bytu. Stąd też, choć ich głównym odbiorcą jest sektor automotive, stanowią one również nieocenione wsparcie dla pracowników firm chemicznych, zakładów odlewniczych, a nawet branży spożywczej.

Środki bezpieczeństwa
Mimo że tworzone z myślą o pracy z człowiekiem, manipulatory nie w każdych warunkach okazują się równie bezpieczne w użytkowaniu. Dlatego przed ich zakupem należy dokładnie przeanalizować i zaplanować wdrożenie środków bezpieczeństwa zapewniających odpowiednie warunki współpracy operatora z maszyną. Kwestie te są uregulowane przepisami prawnymi wynikającymi m.in. z zapisów dyrektywy maszynowej, która szczegółowo określa wymagane w tym przypadku środki bezpieczeństwa. Dotyczą one głównie odpowiedniego przygotowania miejsca pracy manipulatora – zarówno w odniesieniu do przestrzeni roboczej i jej otoczenia, jak i źródeł zasilania.

Dostępne na rynku manipulatory wyposażone są także w szereg własnych zabezpieczeń. Jednym z najważniejszych jest hamulec ruchu, który po wciśnięciu przycisku natychmiast zatrzymuje pracę urządzenia. W celu zwiększenia bezpieczeństwa personelu pracującego w bezpośrednim otoczeniu manipulatora można również ograniczyć zakres jego ruchów, zmieniając konfigurację otworów znajdujących się na tarczach hamulcowych. Zaś specjalny układ dławiący redukuje szybkość ruchu maszyny do prędkości bezpiecznej dla jej otoczenia.

Poza zabezpieczeniami ograniczającymi ruch manipulatora w czasie i przestrzeni, urządzenia tego typu wyposażone są również w komponenty zapewniające niezakłóconą pracę maszyny. Jednym z nich jest zbiornik powietrza pozwalający na kontynuowanie przenoszenia detalu w warunkach braku zasilania, a także licznik cykli odliczający czas pozostały do przeprowadzenia czynności serwisowych.

Analiza potrzeb
Polscy przedsiębiorcy coraz bardziej doceniają zalety manipulatorów, czego odzwierciedleniem jest rosnąca liczba tych maszyn instalowana co roku w halach produkcyjnych i magazynach na terenie całego kraju. Trend ten nie powinien dziwić: manipulatory są wygodne w użyciu, a do tego pozwalają na szybszą i efektywniejszą realizację codziennych prac produkcyjno-magazynowych. Eksperci zwracają jednak uwagę, że wybór konkretnego urządzenia powinien być zawsze poprzedzony wnikliwą analizą zakresu jego przyszłych zadań, a także potrzeb i celów samego przedsiębiorstwa. Warto przy tej okazji zasięgnąć też opinii zewnętrznych ekspertów specjalizujących się w świadczeniu profesjonalnych usług doradczych z zakresu wyboru i wdrażania manipulatorów.