Z roku na rok rośnie popularność kobotów. Według szacunków rynek robotyki przemysłowej w ciągu dekady wzrośnie prawie trzykrotnie, a sama sprzedaż robotów współpracujących w 2025 r. ma stanowić aż 1/3 wszystkich dostarczanych jednostek. Urządzenia te pozwalają osiągnąć wysoką stopę zwrotu z inwestycji w krótkim czasie oraz wesprzeć pracownika w nużących i niebezpiecznych czynnościach. - Dzięki odciążeniu od zadań uciążliwych i skróceniu przestojów pracownicy mogą skoncentrować się na zadaniach o większej wartości dodanej. To oznacza optymalizację kosztów, a co za tym idzie, lepszą pozycję konkurencyjną – zaznacza Marcin Gwóźdź, menedżer ds. rozwoju sprzedaży w Polsce z Universal Robots, jednej z najbardziej rozpoznawalnych marek kobotów.

Duży udział robotów współpracujących w szacunkach sprzedaży wszystkich robotów wynika z faktu, że otwierają one nowe możliwości biznesowe i techniczne. – Prawidłowo dobrane i wdrożone roboty współpracujące przynoszą duże korzyści ich użytkownikom i mogą stanowić rozwiązanie takich ich problemów jak np. brak wystarczającej liczby pracowników – zauważa Jakub Stec, channel manager w ABB.

Wrażliwe na człowieka

Koboty wykonują zadania, które mogą być niebezpieczne dla ludzi, jak chociażby transportowanie ostrych, szpiczastych lub gorących elementów, a jednocześnie projektowane są tak, aby bezproblemowo i przede wszystkim bezpiecznie pracować w bezpośrednim sąsiedztwie człowieka.

Systemy zabezpieczeń są różne i zależą od konkretnego producenta – podkreśla Jakub Stec z ABB. – Przykładowo w robocie ABB YuMi zastosowaliśmy m.in. bardzo lekką, a jednocześnie trwałą konstrukcję opartą na magnetyzowym szkielecie i miękkim wykończeniu na zewnątrz, wyczuwaniu kolizji poprzez precyzyjny pomiar sił kontaktowych oraz konstrukcji ramion, które zapobiegają możliwości zakleszczenia pomiędzy ramionami pracownika – dodaje.

Jak podkreśla Jędrzej Kowalczyk, prezes zarządu Fanuc Polska, w przeciwieństwie do tradycyjnych robotów przemysłowych roboty współpracujące wykrywają obecność ludzi oraz elementów stanowiska i potrafią na nie odpowiednio zareagować. – Zaawansowane funkcje hamowania w połączeniu z zaawansowanymi algorytmami detekcji kolizji w kontrolerze oraz serwonapędami o małej inercji powodują, że robot potrafi się automatycznie zatrzymać – wyjaśnia.

W przypadku robotów marki Fanuc za tę umiejętność robota odpowiada zaimplementowana w nim funkcja „Contact Stop” – kiedy robot dotknie człowieka lub człowiek dotknie robota podczas pracy, maszyna natychmiast się zatrzyma.

Proces zatrzymania robota odbywa się niezwykle szybko. Jest to przełom w porównaniu do klasycznych robotów, które z uwagi na znacznie mniejszą wrażliwość mogły zbliżać się do człowieka tylko na tyle, na ile pozwalał im system bezpieczeństwa – zaznacza Jędrzej Kowalczyk. I kontynuuje: – Ponadto, jeżeli robot zostanie odpowiednio zaprogramowany, może w razie popchnięcia przez operatora odsunąć się na bok. Tę funkcje robota inżynierowie firmy Fanuc nazwali „Push to Escape” – umożliwia ona operatorowi odsunięcie robota w dowolnym kierunku. Robot może zostać przesunięty na osi J1 lub J2.

Zaawansowane funkcje ochrony

Roboty współpracujące marki FANUC są wyposażone w dodatkowe funkcje ochrony operatora, w tym funkcję „Retract Motion” – robot wykryje przeszkodę, która pojawi się na jego drodze podczas odkładania detali, i się cofnie, dzięki czemu operator uniknie zakleszczenia dłoni bądź stopy. Dodatkowo wprowadzono wiele zabezpieczeń uniemożliwiających czy palców współpracującego z robotem człowieka.

Robot współpracujący CR-7iA i CR-7iA/L

- Dzięki temu, że robot „czuje” i reaguje, łatwiej jest go nauczyć wymaganej sekwencji ruchu. Ewentualny kontakt robota z człowiekiem jest złagodzony dzięki wykończeniu jego elementów. Zaokrąglone kształty niwelują ryzyko uszczerbku operatora. Przykładem może być nasz największy robot współpracujący CR-35iA, który został pokryty miękką, poliuretanową pianką przypominającą „miękką skórę” – opisuje Jędrzej Kowalczyk.

Jak podkreśla Marcin Gwóźdź z Universal Robots, roboty tej marki charakteryzują się wysokim poziomem zabezpieczeń. – Osiem wbudowanych funkcji bezpieczeństwa zastosowanych przez Universal Robots odpowiada wytycznym przewidzianym w najnowszych wymogach regulacyjnych. Są to: kontrola położenia i prędkości łącznie, kontrola położenia TCP (Robot tool-center-point), orientacja narzędzia, szybkość i siła, a także kontrola pędu i mocy robota – wymienia.

Możliwość zatrzymania pracy urządzenia po wykryciu kolizji otwiera nowe możliwości integracji robotów. – Nawet jeżeli robot musi być wyposażony w dodatkowe systemy bezpieczeństwa (skanery, bariery świetlne), to niewielki rozmiar umożliwia ich implementację w małych przestrzeniach.

Ocenić ryzyko

Finalnie to, czy robot współpracujący będzie bezpieczny dla ludzi, zależy nie tylko od zaproponowanych przez producentów rozwiązań, ale też od przeprowadzenia analizy ryzyka.

Wówczas identyfikuje się wszystkie zagrożenia występujące w analizowanym stanowisku zrobotyzowanym. Następnie dobiera się takie środki zabezpieczające, aby ryzyko wystąpienia zagrożeń było minimalne – podkreśla Krzysztof Gądek, inżynier serwisu robotów w Stäubli. I kontynuuje: – Proces doboru zabezpieczeń jest zawsze taki sam w przypadku każdej maszyny. Roboty kooperujące mają tą przewagę, że wyposażone są w funkcje bezpieczeństwa, które pozwalają na zastosowanie innych rodzajów zabezpieczeń niż w przypadku zwykłych ramion. Dobrym przykładem jest możliwość zastosowania „słabszych” wygrodzeń lub całkowita ich eliminacja.

Po przejściu procedury oceny ryzyka aż 80% z tysięcy użytkowanych robotów Universal Robots na całym świecie może pracować bez żadnych osłon bezpieczeństwa, ramię w ramię z ludźmi. To wielka zaleta dla małych i średnich przedsiębiorstw. Dlatego też firmy produkcyjne na całym świecie, nawet te małe i średnie, chętnie z nich korzystają – twierdzi Marcin Gwóźdź z Universal Robots.

Każde stanowisko zrobotyzowane musi więc być tak zaprojektowane, aby nie tylko spełniało swoją funkcję, ale przede wszystkim było bezpieczne.

W większości przypadków stanowiska zrobotyzowane są projektowane indywidualnie – zauważa Krzysztof Gądek ze Stäubli.

Jak dodaje Jędrzej Kowalczyk z FANUC, inną kwestią, o której trzeba pamiętać, jest bezpieczeństwo całego stanowiska zrobotyzowanego, na którym pracuje robot. – Warto wiedzieć, że żaden robot czy stanowisko zrobotyzowane nie zostanie dopuszczone do pracy, jeśli nie spełni norm i standardów technicznych, które precyzyjnie definiują wymogi stawiane maszynom. Jeśli wdrożenie robota/stanowiska zrobotyzowanego odbywa się na podstawie tych przepisów, możemy mieć pewność, że rozwiązanie tego typu jest całkowicie bezpieczne – podsumowuje.