Roboti de manipulare – automatizarea dexterității

Roboți de manipulare – automatizarea dexterității. Sarcinile care necesită delicatețe și precizie în prindere, transfer și aranjare sunt din ce în ce mai des îndeplinite de roboți. Piotr Kaczorowski, specialist în roboți industriali la ASTOR, vorbește despre beneficiile utilizării unor astfel de mașini. Interviu realizat de Katarzyna Szkopek

Să începem cu o definiție. Ce este manipularea?

Acestea sunt procese care implică transferul, manipularea și rotirea pieselor în procesul de producție, pentru a le pregăti sau a le livra pentru asamblare, precum și manipularea produselor finite în transportul intern, ambalare sau paletizare. „Handling” – tradus literal înseamnă manipulare care necesită o anumită dexteritate. Manipularea poate include deservirea capetelor de linie a producției, a benzilor transportoare, procese de stivuire, stratificare (stivuire în straturi) sau dozare. În toate aceste aplicații, roboții echipați cu unelte sau clești adecvați se dovedesc a fi din ce în ce mai eficienți.

Când are cel mai mult sens utilizarea roboților în manipulare?

Au o gamă largă de aplicații. Limitările pot include tehnologia (uneltele care pot fi montate pe brațul robotului) și cerințele de siguranță. Restul depinde doar de imaginație, nevoi și, bineînțeles, de considerente economice. Utilizarea specifică a unui robot în manipulare trebuie să aducă beneficii. Dacă avem un proces de producție care poate fi murdar, periculos, solicitant, atunci automatizarea unui astfel de proces poate fi o idee bună.

Cu toate acestea, merită să ne întrebăm dacă dorim să implementăm o mașină special concepută sau un robot. Prima va fi probabil mai rapidă, mai eficientă și, uneori, mai ieftină. Cu toate acestea, un robot oferă mult mai multă flexibilitate. În situațiile în care nevoile pieței se schimbă, un robot poate fi ușor adaptat la noile sarcini.

Când se termină producția piesei pentru care am achiziționat o mașină specializată, adaptarea acesteia la o nouă sarcină poate fi consumatoare de timp și costisitoare. Un robot, pe de altă parte, poate primi întotdeauna o nouă sarcină.

În ce industrii din Polonia roboții de manipulare joacă un rol cheie?

Cel mai mare utilizator de roboți în Polonia, dar și în lume, este industria auto. În Polonia, roboții de manipulare sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă în industria metalurgică, de exemplu, în operarea mașinilor CNC, precum și în medii în care condițiile de lucru sunt extrem de dificile pentru oameni, cum ar fi în industria grea, metalurgie și forjare. Roboții de manipulare sunt utilizați și în industria mobilei. În plus, multe fabrici de producție – indiferent de sector – îi folosesc pentru diverse alte sarcini legate de manipulare.

Robotizarea mașinilor CNC în industria metalurgică și metalurgică – Kuźnia Polska

Care sunt caracteristicile soluțiilor robotizate moderne în domeniul sistemelor de manipulare?

Cea mai importantă caracteristică a acestor sisteme este flexibilitatea. Sistemele robotice excelează în general la executarea sarcinilor repetitive, neschimbate. Cu toate acestea, capacitatea lor de a fi modificate înseamnă că pot fi adaptate continuu la noi nevoi și la cerințele pieței în schimbare. În zilele noastre, este rar ca un produs să fie fabricat într-o formă neschimbată timp de mai mult de 10-15 ani. În cazul smartphone-urilor, de exemplu, noi modele sunt lansate în fiecare an – sau chiar de mai multe ori pe an.

Sistemele moderne de manipulare robotizată trebuie, prin urmare, să fie ușor de reechipat și flexibile, astfel încât să poată fi adaptate la noile provocări de producție.

Acest lucru înseamnă capacitatea de a înlocui cu ușurință cleștii sau uneltele, de a încărca o rețetă nouă sau de a învăța rapid robotul mișcări noi pentru a-i permite să lucreze cu un produs diferit. Dacă se utilizează o copie digitală, o copie virtuală a robotului, reechiparea nu cauzează timpi morți, deoarece mișcările robotului pot fi programate în mediul virtual. Cele mai avansate sisteme pot, de asemenea, învăța în timp real: se observă zona de lucru folosind diverși senzori, răspund la schimbările din mediu și se adaptează la noile condiții.

Cum influențează robotizarea procesele de manipulare în fabricile de producție?

Când un robot înlocuiește un om, aceste procese devin cu siguranță mai repetitive. O mașină nu are „zile proaste” și munca sa nu depinde de anotimpuri sau de momentul zilei. Chiar dacă o eroare apare la începutul procesului, va fi, de asemenea, repetabilă, ceea ce o face mai ușor de detectat și de eliminat.

Ce beneficii și economii pot obține companiile prin utilizarea roboților de manipulare?

În multe cazuri, utilizarea roboților aduce beneficii de reputație. Unii clienți chiar cer ca o parte din producția partenerilor lor să fie automatizată. Altfel, ar putea fi reticenți în a intra în cooperare.

Un alt avantaj este mai tangibil. Salariile în continuă creștere în sectorul corporativ înseamnă că ROI-ul (rentabilitatea investiției) crește, iar perioada de recuperare a investiției se scurtează.

Există, de asemenea, beneficiul satisfacției angajaților. Atunci când robotizarea este bine gândită și comunicată clar, introducerea roboților le permite oamenilor să se îndepărteze de sarcinile monotone și repetitive și să preia roluri mai ambițioase, dobândind noi competențe în acest proces. De asemenea, este important de reținut că nu totul poate fi automatizat, ceea ce înseamnă că va exista întotdeauna muncă pentru oameni – de exemplu, în pregătirea versiunilor de produse în serii scurte.

Care sunt principalele tendințe în utilizarea roboților de manipulare în fabricile de producție din Polonia?

Mai presus de toate, tot mai multe companii mici încep să-și automatizeze liniile de producție. Ele observă nevoia și văd beneficiile. În fabricile mai mari, există o cerere tot mai mare pentru roboți care colaborează cu oamenii (cum ar fi coboții), deși asigurarea siguranței rămâne o provocare majoră. O altă tendință este că roboții devin din ce în ce mai „inteligenți” datorită senzorilor și inteligenței artificiale. Cu sistemele de viziune și rețelele neuronale, ei pot, de exemplu, recunoaște obiecte cu proprietăți specifice și le pot muta în locații desemnate. În timp ce transferă obiecte, pot, de asemenea, efectua inspecții vizuale, evalua calitatea sau sorta produse.

Roboti care lucrează alături de oameni (coboți) – Seria CL de la Kawasaki Robotics

Ce provocări tehnice sau organizaționale întâmpină cel mai des companiile atunci când implementează roboți în domeniul manipulării?

Prima provocare organizațională apare chiar înainte de introducerea roboților. Datorită anumitor tendințe demografice, există o lipsă de angajați dispuși să preia sarcini dificile, repetitive. Pe de altă parte, atunci când se prezintă ideea implementării roboților, există adesea rezistență la schimbare din partea personalului și frica de a-și pierde locul de muncă.

Aceste îngrijorări provin adesea dintr-o lipsă de informații, ceea ce face crucială dezvoltarea unei bune comunicări interne și crearea unui program de formare. Dacă o companie nu a avut niciodată un departament de întreținere sau automatizare, este necesar fie să angajeze oameni cu abilitățile potrivite, fie să formeze personalul existent. De asemenea, este important să se comunice clar viziunea robotizării în cadrul companiei. Dacă angajații nu-i înțeleg scopul, acest lucru poate duce la o lipsă de angajament sau chiar la o rezistență activă.

O altă provocare cheie este menținerea siguranței. Este esențial ca informațiile despre modalitățile de lucru sigure cu roboții și ghidurile de siguranță pentru operarea în apropierea lor să fie larg disponibile și bine înțelese de toți angajații.

Ce inovații sau tehnologii au în prezent cel mai mare impact asupra dezvoltării roboticii în manipulare pe piața poloneză?

Multe fabrici arată acum un interes puternic pentru senzori care pot fi integrați cu roboții, cum ar fi camerele 2D și 3D, adesea susținute de inteligența artificială. Aceste sisteme permit schimbări mai rapide și simplifică procesele industriale. De asemenea, fac posibilă implementarea aplicațiilor pentru așa-numitul „bin picking”, unde piesele așezate la întâmplare sunt extrase din containere. Automatizarea acestui proces ajută la evitarea situațiilor în care mișcările robotului reprezintă un pericol pentru lucrătorii umani din apropiere.

A doua tendință este colectarea tot mai frecventă a datelor de la roboți. Aceste mașini sunt conectate la rețele industriale, permițând monitorizarea performanței. Urmărirea parametrilor de funcționare ai unui robot ajută, de asemenea, la prevenirea defecțiunilor. Dacă sistemul detectează un consum crescut de energie pe o axă, ar putea semnala o probabilitate mai mare de defecțiune, posibil din cauza unei roți dințate uzate sau a unei probleme la frână. Datele trimise sistemului permit detectarea timpurie a anomaliilor și ajută la evitarea timpilor morți neplanificați.

Ce competențe ar trebui să aibă un angajat pentru a opera și întreține roboții de manipulare?

Roboții de manipulare nu sunt unici în această privință. Operarea oricărui tip de robot necesită o bună conștientizare spațială, permițând operatorului să vizualizeze mișcările mașinii. Alte trăsături utile includ cunoștințe interdisciplinare: înțelegerea mecanicii, a sistemelor pneumatice, a senzorilor, precum și a bazelor de date și a competențelor generale de programare. Familiarizarea cu accesoriile robotului și cu sistemele de rețele industriale este, de asemenea, valoroasă. Competențele enumerate sunt de dorit, dar nu întotdeauna necesare.

Uneori, un curs scurt de formare este suficient pentru a învăța elementele de bază ale operării robotului. Lipsa de competențe poate fi o provocare în timpul implementării roboților, dar nu este o barieră de netrecut. Acesta este unul dintre motivele pentru care se așteaptă o creștere a numărului acestor mașini în fabricile de producție din Polonia.