Nyní se výrobní podniky obracejí na inteligentní výrobu a zavedení průmyslových robotů je volbou většiny lidí. Mezi typické aplikace průmyslových robotů patří svařování, lakování, montáž, sběr a umístění (např. balení, paletizace a SMT), kontrola a testování výrobků; Veškerá práce je dokončena s účinností, odolností, rychlostí a přesností. Technologie průmyslové robotiky se rychle mění a v průběhu let dosahuje úžasných pokroků, od typických robotů typu pick-and-place až po vysoce přesné kolaborativní roboty.
V tovární hale neuvidíte roboty běhat nebo skákat jako roboty Boston Dynamics. Uvidíte však, že fungují bezchybně a zbavují pracovníky nebezpečných, nudných a opakujících se úkolů.
Nedávno americký Národní institut pro standardy a technologie identifikoval čtyři typy robotů, které jsou pro zpracovatelský průmysl nejdůležitější, jako kloubové roboty, roboty SCARA, kartézské roboty a kolaborativní roboty.
První. Kloubový robot
Kloubové roboty jsou roboty, které mají kloubové dvoučlánkové uspořádání podobné našim lidským pažím. Kloubové roboty lze klasifikovat podle toho, kolik bodů otáčení mají, přičemž některá zařízení mají až sedm stupňů volnosti. Mechanická složitost těchto jednotek je činí relativně drahými a mírně pomalejšími než jiné typy.
Kloubové roboty zůstávají podle InteractAnalysis zdaleka největším typem robotů. Kloubové roboty představovaly 59,6 procenta celosvětových dodávek v roce 2019 a očekává se, že do roku 2023 budou tvořit 57,5 procenta z celkového trhu.
Výhodou kloubových robotů je, že dokážou obcházet překážky, které by blokovaly jiné typy robotů. Tato zařízení jsou dnes možná nejběžnějším typem. Mohou být použity pro: odběr a umístění, dávkování, balení, díly a svařování atd.
Druhý. Robot SCARA
Roboty SCARA, roboty s horizontálními vícekloubovými robotickými rameny, mohou se pohybovat podél os x a y, ale ramena jsou pevná ve směru osy Z a zajištěna na místě podél osy z. Výsledkem je, že robot SCARA má selektivní poddajnost, což má výhody při některých montážních operacích, jako je vkládání kulatého kolíku do kulatého otvoru.
Robot SCARA, foto: ADTECH
Menší volnost SCARA znamená méně motorů, jednodušší řídicí výpočty a řídicí algoritmy a méně potřebného počítače. Mezi základnou a dílem, který má být postaven, je méně os, což také znamená, že se sníží kumulativní chyba.
Důležitým hlediskem v tovární robotice je, jak daleko může robot pracovat od podstavce ve srovnání s prostorem na zemi, který zabírá samotný podstavec, a SCARA je v tomto ohledu velmi výhodná, kde obvykle zabírá méně místa na tovární podlaze.
Přestože je stroj SCARA poměrně omezený, celkově se jedná o rychlejší, levnější, přesnější a snáze ovladatelný robot.
Třetí. Kartézští roboti
Kartézský robot, známý také jako kartézský robot, se může pohybovat přímo ve třech osách (délka, šířka a výška). Vzhledem k vlastní robustnosti této konstrukce ji lze použít i při nejvyšším zatížení.
Rozdíl mezi kartézskými roboty a roboty SCARA je ve schopnosti pohybovat se po ose z. Ve srovnání s těmito dvěma bude odezva SCARA rychlejší, vybavení bude relativně čisté, jeho jednosedadlo pro instalaci sedadla vyžaduje malý půdorys, takže může být jednodušší a bez překážek. Na druhou stranu by SCARA byla dražší než tradiční kartézské robotické rameno a řídicí software by vyžadoval inverzní kinematický mechanismus pro lineární doplnění pohybu. Kromě toho lze kartézské roboty použít k vyzvednutí, montáži a dokonce i distribuci materiálů, jako jsou lepidla.
Čtvrtý. COBOT (kooperativní robot)
kolaborativní robot (zkráceně cobot) je robot navržený tak, aby měl blízkou interakci s lidmi v co-workingovém prostoru. Až do roku 2010 byla většina průmyslových robotů navržena tak, aby fungovala autonomně nebo s omezeným naváděním, takže se nemusí bát blízké interakce s lidmi a jejich jednání se nemusí bát o bezpečnost lidí kolem nich, to vše jsou funkce, které musí kolaborativní roboti vzít v úvahu.
Jak popisuje Mezinárodní federace robotiky (IFR), kolaborativní průmyslové roboty (COBOTS) jsou navrženy tak, aby spolupracovaly s lidmi při plnění úkolů v průmyslu. Podle IFR se tato spolupráce odehrává na čtyřech úrovních:
Samostatné jednotky: Lidé a roboti pracují poblíž, ale v oddělených fyzických pracovních prostorech. Žádná interakce mezi člověkem a počítačem ani synchronizace.
Sekvenční spolupráce: Mezi pracovními prostory člověka a robota existují určité průsečíky. Akce jednoho účastníka však začíná až po dokončení akce druhého účastníka.
Spolupráce: Lidé a pracovníci spolupracují.
Responzivní spolupráce: Roboti reagují na lidské činy v reálném čase.
Tyto úrovně jsou uvedeny níže. Zelená oblast představuje pracovní prostor robota a žlutá oblast představuje pracovní prostor pracovníka.
Sekvenční spolupráce je nejpokročilejší úrovní běžně používanou v dnešních továrnách a je třeba ji implementovat pomocí strojového vidění a umělé inteligence. Kromě toho jsou tangenciálními větvemi kolaborativních robotů roboty používané v chirurgických aplikacích, jako je první robotická operace oka provedená v roce 2016. Snad nejznámější z nich je robotický chirurgický systém daVinci společnosti Intuitive Surgical, který, i když se zdánlivě hodil, nebyl definován jako cobotici svých vývojářů. Každý pohyb robota je řízen chirurgem, ale s přesností, které se žádná lidská ruka nemůže přiblížit.
Díky robotickému řízení mohou chirurgové operovat prostřednictvím menších řezů, což snižuje invazivní postupy a urychluje zotavení pacientů.
Je zřejmé, že tuto úroveň přesnosti a jemného řízení motoru lze nalézt v bezpočtu aplikací v průmyslovém prostředí. Vysoce přesné kolaborativní roboty jsou však v současnosti příliš drahé na to, aby si je běžné výrobní závody mohly prozatím dovolit.