Az ipari robotika világában ma már számos robottípus – a hagyományos ipari robotok, a kollaboratív robotok (cobotok), a delta robotok és a SCARA robotok – áll a vállalatok rendelkezésére. A megfelelő típus kiválasztása kulcsfontosságú a termelékenység növelésében és a versenyképesség fenntartásában. Ez a cikk áttekintést nyújt arról, mikor melyik robotfajtát érdemes alkalmazni, és bemutatja, miként segíthet az Innomation Hungary Kft. a megfelelő robottechnológia integrálásában.

---

Az ipari automatizálás szerepe napjainkban egyre meghatározóbb: a gyártóvállalatok versenyképességének megőrzéséhez elengedhetetlen a hatékonyság növelése, a minőség javítása és a munkaerőköltségek csökkentése. E célok elérésében kiemelt eszközzé váltak az ipari robotok, amelyekből ma már többféle típus is elérhető a piacon. A klasszikus, hagyományos ipari robotok mellett megjelentek az emberekkel együttműködő robotok, azaz kollaboratív robotok (cobotok), valamint a speciális feladatokra tervezett delta és SCARA robotok. Egy vállalati döntéshozó számára komoly kihívás lehet eldönteni, hogy a rendelkezésre álló robotmegoldások közül melyik illeszkedik legjobban az adott gyártási folyamathoz. A megfelelő választás ugyanis gyors megtérülést és hosszú távú versenyelőnyt eredményezhet, míg a nem optimális technológia alkalmazása akár felesleges költségeket is generálhat.

Az Innomation Hungary Kft. az ipari automatizálás és robotintegráció terén szerzett tapasztalataival támogatja a vállalatokat ezen döntések meghozatalában. Cégünk teljes körű megoldásokat kínál: szakértői csapatunk jártas a PLC vezérlésekben, egyedi célgép-tervezésben és a robottechnika integrálásában is​. Az Innomation Hungary Kft. büszkén forgalmazza például a Dobot kollaboratív robotkarokat, és emellett széles tapasztalattal rendelkezik a ABB, Codian és más ipari robotok rendszerbe integrálása terén​. Legyen szó kisebb automatizálási fejlesztésről vagy egy komplett robotizált gyártósor kiépítéséről, szakembereink segítenek megtalálni és megvalósítani az optimális megoldást. Az alábbiakban áttekintjük a különböző ipari robotok típusait – a hagyományos ipari robotokat, a kollaboratív robotokat, a delta robotokat és a SCARA robotokat – valamint azt, hogy mely alkalmazási területeken és feltételek mellett érdemes egyiket vagy másikat választani.

Hagyományos ipari robotok

A hagyományos ipari robotok jellemzően többtengelyes (gyakran hattengelyes) artikulált robotkarok, amelyeket már évtizedek óta alkalmaznak a gyárakban. Ezek a robotok – például a népszerű ABB által gyártott ipari robotkarok – nagy teherbírásúak, gyorsak és kiváló pontossággal működnek. Tipikusan rögzített telepítésűek egy gyártócellában, és biztonsági kerítéssel elválasztva üzemelnek a dolgozóktól.

Mikor érdemes használni ezeket?

Olyan feladatoknál, amelyek nagy ismétlésszámot és állandó megbízhatóságot igényelnek, illetve ahol nehéz tárgyakat kell mozgatni vagy megmunkálni, a hagyományos ipari robot a legjobb választás. Az autóipar például élen jár e robotok alkalmazásában: világszerte mintegy egymillió ipari robot működik az autógyárakban, ami az összes ipari robot ~egyharmadát jelenti​. Ez jól mutatja, hogy a nagy volumenű, precizitást és strapabírást igénylő gyártási folyamatokban milyen fontos szerep jut a hagyományos robotoknak.

Előnyök

A hagyományos ipari robotok fő előnye a kiemelkedő terhelhetőség és gyorsaság. Nagy súlyú munkadarabok mozgatására is alkalmasak, egyes modellek akár több száz kilogrammos teherbírással rendelkeznek. Emellett magas pontosságot és ismételhetőséget nyújtanak, így garantálni lehet a homogén minőséget napi 24 órás üzem mellett is. Ezek a robotok sokoldalúak: különféle eszközökkel (hegesztőpisztollyal, festékszóróval, megfogókkal stb.) felszerelve számtalan feladatra bevethetők a hegesztéstől és festéstől kezdve a palettázáson át az anyagmozgatásig. A hosszú évek alatt kiforrott technológia révén megbízható, ipari környezetre tervezett rendszerek, amelyek karbantartása és üzemeltetése jól ismert eljárások mentén történik. Sok gyártó – köztük az ABB, KUKA, Fanuc, Yaskawa – kínál széles modellpalettát, így könnyen találhatunk az igényeinkhez méretezett robotkart.

Korlátok

Mivel ezek a robotok nincsenek “tudatában” a környezetükben lévő embereknek, általában biztonsági kerítéssel vagy fényfüggönnyel el kell szeparálni őket az emberi munkahelyektől. Így a hagyományos robotcellák gyakran nagyobb helyigényűek. Továbbá a programozásuk és áttelepítésük általában szakértelmet igényel – egy új feladat bevezetése idő- és költségigényes lehet, hacsak nincs házon belül megfelelően képzett mérnök csapat. A kollaboratív robotokhoz képest kevésbé rugalmasak a gyors feladatformálásban, mivel eredetileg adott feladatra konfigurálják őket. Emellett kisebb szériagyártás vagy változatos termékpaletta esetén előfordulhat, hogy egy nagy tudású hagyományos robot kihasználatlan marad időnként, ami befolyásolja a beruházás megtérülését. Összességében tehát a hagyományos ipari robot leginkább akkor ideális, ha nagy volumenű, előre jól definiált feladatról van szó, ahol maximálisan kiaknázhatóak a robot sebességéből és erejéből fakadó előnyök.

Gyakorlati példa

Az autóipari gyártósorok klasszikus példái a hagyományos ipari robotok alkalmazásának. Egy karosszéria-hegesztő cellában több ABB robotkar dolgozik szinkronban: precízen pozícionálják és összehegesztik az autókarosszéria elemeit. Ezek a robotok percre pontos ütemben, megállás nélkül ismétlik a hegesztési ciklusokat, biztosítva minden egyes váz azonos minőségét. A festőüzemekben hasonlóképpen robotok fújják a karosszériára a festékréteget, garantálva a homogén bevonatot. Az ilyen automatizált cellákban a robotok tehermentesítik az emberi munkaerőt a veszélyes és monoton feladatoktól, miközben jelentősen növelik a termelés sebességét és kiszámíthatóságát. Nem véletlen, hogy az autógyártásban alkalmazott ipari robotok száma már meghaladja az egymilliós darabszámot globálisan​ – a hagyományos ipari robotok valódi “igáslovak” ebben az iparágban.

Kollaboratív robotok

A kollaboratív robotok, röviden cobotok (az angol collaborative robot kifejezésből), olyan ipari robotkarok, amelyeket kifejezetten arra terveztek, hogy közvetlenül együtt tudjanak működni emberekkel a közös munkaterületen. Míg a hagyományos robotokat el kell zárni a dolgozóktól, addig a cobotok biztonsági jellemzői lehetővé teszik, hogy szükség esetén megálljanak vagy lelassuljanak emberi érintésre, ezzel minimalizálva egy esetleges baleset kockázatát.

Mikor ideálisak a kollaboratív robotok?

Ha a gyártási folyamat megkívánja az ember és gép szoros együttműködését, vagy a feladat változatos, kis sorozatú és gyakori átállást igényel, akkor érdemes cobotban gondolkodni. Különösen a kis- és középvállalatok számára vonzóak, mert egy kollaboratív robot belépési küszöbe (mind költségben, mind üzembe helyezésben) alacsonyabb lehet, mint egy nagy ipari robotcelláé, miközben jelentős hatékonyságnövelést érhetnek el vele.

Előnyök

A cobotok egyik fő előnye a biztonságos működés emberi környezetben. Szenzorokkal és erőkorlátozással vannak ellátva, így ha akadályba (pl. egy emberi karba) ütköznek, automatikusan leállnak vagy visszahúzódnak. Ennek köszönhetően bizonyos alkalmazásokban nincs szükség hagyományos védőkerítésre. A kollaboratív robotok emellett könnyen telepíthetők és programozhatók – sok modell esetében intuitív, grafikus felületen vagy akár kézzel betanítva lehet létrehozni az új mozdulatsorokat. Ez azt jelenti, hogy gyorsan átállíthatók új feladatra, ami ideálissá teszi őket változó termékösszetételű gyártáshoz vagy gyakori termékváltáshoz. A cobotok rugalmasan integrálhatók a meglévő munkafolyamatokba: képesek együtt dolgozni a munkatársakkal, kiegészítve és felgyorsítva az ő tevékenységüket. Így csökkenthető a monoton, ismétlődő emberi munkaerő-ráfordítás és növelhető a termelékenység​. Mindezt magas pozícionálási pontosság és ismételhetőség mellett teszik, tehát a minőségből sem engednek. Fontos kiemelni, hogy a cobotok alkalmazása gyakran munkaerőköltség-csökkentéssel jár: a robot átveszi a fizikai munkát igénylő feladatokat, míg az ember az értéknövelőbb műveletekre koncentrálhat. Összességében a kollaboratív robotok versenyelőnyt jelenthetnek, hiszen lehetővé teszik az automatizálást olyan helyeken is, ahol korábban a biztonsági kockázatok vagy a rugalmatlanság miatt ez nem volt lehetséges.

Korlátok

A cobotok tervezésüknél fogva bizonyos kompromisszumokkal járnak. Annak érdekében, hogy biztonságosak legyenek, általában korlátozott a maximális sebességük és teherbírásuk a hagyományos robotokhoz képest. Jellemzően néhány kilogrammtól legfeljebb 15-25 kg-ig terhelhetők (például a Dobot CRA sorozat legnagyobb tagjai kb. 20 kg teherbírásúak), és ha emberekkel egy térben működnek, nem mozoghatnak maximális gyorsasággal. Ez azt jelenti, hogy nagy tömegű tárgyak mozgatására vagy nagyon gyors ciklusidőket igénylő feladatokra a cobotok nem feltétlenül alkalmasak – ezekben az esetekben továbbra is a hagyományos ipari robotok vezetnek. Fontos továbbá, hogy bár a cobotok biztonságosabbak, az alkalmazási kockázatelemzés nem hagyható el: minden új együttműködő robotrendszert alaposan elemezni kell (a vonatkozó ISO/TS 15066 szabvány ajánlásai mentén), hogy valóban veszélytelen legyen a munkatársakra. Előfordulhat, hogy éles vagy forró szerszámok használatakor egy cobot esetén is kell kiegészítő biztonsági megoldás (pl. lassított mód, lézeres szenzorok). Továbbá bizonyos feladatoknál – például ahol a legrövidebb ciklusidő elérése a cél és nincs szükség emberi jelenlétre – egy kollaboratív robot felesleges óvatossága hátrányt jelenthet a termelésben. Végül, bár a cobotok egyszerűen kezelhetők, a korlátozott teljesítmény azt is jelenti, hogy egy adott idő alatt kevesebb terméket tudnak feldolgozni, mint egy hasonló méretű, teljes sebességű ipari robot.

Gyakorlati példa

Képzeljünk el egy összeszerelő üzemet, ahol elektronikai alkatrészeket kell a késztermékbe illeszteni. Az apró csavarok behajtását és alkatrészek precíz elhelyezését egy Dobot kollaboratív robotkar végzi, közvetlenül együttműködve a mellette dolgozó operátorral. A munkatárs előkészíti a termékházat és elhelyezi benne a fő komponenst, majd a cobot tized-milliméteres pontossággal becsavarozza a rögzítőelemeket. Ha az operátor túl közel nyúl a robothoz, a beépített érzékelőknek köszönhetően a robot azonnal megáll, így elkerülhető bármilyen sérülés. A közös munkavégzés eredményeképpen a teljes összeszerelési ciklusidő lecsökken, hiszen az ember és a robot párhuzamosan, egymást segítve dolgozik. Egy másik példában egy csomagoló soron a cobot veszi le a futószalagról a termékeket és helyezi dobozba, míg a dolgozó a dobozok előkészítését és lezárását végzi. Ily módon a vállalat kihasználja a robot monoton munkában nyújtott kitartását és a humán dolgozó kreatív problémamegoldó képességét egyszerre. Az Innomation Hungary Kft. által forgalmazott Dobot cobotok több hazai kisüzemnél is bizonyítottak már: gyors telepíthetőségükkel és egyszerű programozhatóságukkal a cégek néhány nap alatt működő cellát alakíthattak ki, minimális leállás mellett​. Ezek a példák jól mutatják, hogy a kollaboratív robotok hogyan teszik hatékonyabbá és biztonságosabbá a vegyes ember-robot munkakörnyezetet.

Delta robotok

A delta robotok – más néven pók- vagy párhuzamos robotok – különleges kinematikai felépítésükről ismerhetők fel. Több karjuk (általában három vagy négy) párhuzamosan kapcsolódik egy közös mozgó platformhoz, ami leginkább egy pókhálóra emlékeztető szerkezetet alkot. Az így kialakított könnyű, párhuzamos mechanika hihetetlenül gyors mozgatást tesz lehetővé kis tömegű tárgyak esetén. A delta robotokat gyakran a mennyezetre vagy egy állvány tetejére szerelik, és lefelé irányuló mozgással végzik a feladatukat, tipikusan pick and place (felvétel és lerakás) műveletekben.

Hol alkalmazhatók a legjobban?

Olyan gyártási és csomagolási folyamatokban, ahol extrém gyorsaságra és precizitásra van szükség kis méretű termékek mozgatásánál vagy válogatásánál. Az élelmiszeriparban és a gyógyszeriparban például előszeretettel alkalmaznak delta robotokat a termékek szortírozására és csomagolására, mert nemcsak gyorsak, de higiénikus kivitelben is elérhetők (rozsdamentes acél verziók, könnyen tisztítható felületekkel). A B&R automatizálási cég (az ABB leányvállalata) a Codian Robotics delta robotjainak integrálásával kínál komplett nagysebességű megoldásokat: a B&R vezérlőrendszerei és a Codian nyílt mechanikájú delta robotjai együtt biztosítják, hogy a robotmozgatás és a szállítószalagok, szenzorok vezérlése tökéletes összhangban működjön.

Előnyök

A delta robotok legnagyobb előnye kétségkívül a sebesség. Azáltal, hogy a mozgó alkatrészek tömege minimális (a motorok jellemzően fixen rögzítve vannak a kereten, és csak könnyű rudazatok mozognak), ezek a robotok rendkívül gyors ciklusidőket képesek elérni. Ipari környezetben nem ritka a 0,5 másodperc körüli ciklusidő, ami azt jelenti, hogy egy delta robot percenként akár 120-130 műveletet is végrehajthat. Egy konkrét példa: Egy gyógyszeripari vállalat ampullacsomagoló feladat során korábban manuálisan végezték a gyógyszerampullák rendezését, ami lassú és potenciálisan szennyeződésveszélyes volt. A folyamatba integrált két delta robot képes percenként akár 100 ampullát is nagy sebességgel és kiemelkedő precizitással behelyezni a steril csomagolóanyagba. Ilyen teljesítmény elérésére más típusú robot nem képes. A delta robotok tehát kivételes pontossággal működnek még nagy sebesség mellett is: a könnyű, merev szerkezet minimálisra csökkenti a tehetetlenségből adódó kilengéseket, így a pozicionálási pontosságuk magas (gyakran ±0,1 mm alatti). Az új robotizált rendszernek köszönhetően nemcsak a termelékenység növekszik jelentősen, hanem a gyógyszeripari higiéniai előírások is maximálisan teljesülnek.

 A delta robot további előnye a térhatékonyság: a mennyezetre szerelve gyakorlatilag alig foglal helyet a padlón, és a munkaterülete főként egy függőleges irányú henger/tölcsér alakú térrész. Ez különösen hasznos zsúfolt üzemekben vagy összetett gépsoroknál, ahol nem szeretnénk, hogy a robot nagy helyet kivegyen a termelési térből. A modern delta robotok könnyen integrálhatók gépi látás rendszerrel is – például kamera segítségével felismerik a futószalagon érkező termékek pozícióját és orientációját, és valós időben, futás közben kapják az utasítást azok megragadására és megfelelő helyre rakására. Ez lehetővé teszi a “mozgó célpontok” megfogását is anélkül, hogy a szalagot meg kellene állítani. Összességében a delta robotok verhetetlenek, ha gyorsaság és precizitás kombinációjára van szükség a könnyű tárgyak kezelésében.

Korlátok

A delta robotok specializált eszközök, így vannak korlátaik is. Az egyik fő korlát a korlátozott teherbírás: általában csak kisebb tömegű (pár kilogrammos) tárgyakat tudnak hatékonyan kezelni. Ha a feladat nehéz alkatrészek emelését igényli, a delta robot szóba sem jöhet – erre egy 6 tengelyű hagyományos vagy kollaboratív robot alkalmasabb. Továbbá a delta robotok munkaterülete behatárolt: többnyire egy viszonylag kicsi kupolán belül tudnak mozogni a karjaik, így ha nagyobb távolságra kellene elérni vagy nagyobb térben szétszórt pontok között dolgozni, akkor nem praktikusak. Kizárólag bizonyos mozgásprofilokra alkalmasak igazán (gyors fel-le és oldalirányú mozgatás), így nem annyira sokoldalúak, mint egy hattengelyes kar, amely akár bonyolult szerelési feladatokat vagy hegesztést is el tud végezni. Ezen túl a delta robotok integrálása is igényel némi szakértelmet: bár a B&R által fejlesztett vezérlések egyszerűsítik a feladatot, a párhuzamos kinematika modellezése eltér a hagyományos robotokétól, így a programozónak tisztában kell lennie a működési sajátosságokkal. Végül megemlítendő, hogy a delta robotok tipikusan speciális célfeladatokra (pl. nagy sebességű csomagolás) éri meg beruházni; ha a feladat összetettebb vagy változatosabb, lehet, hogy célszerűbb egy általánosabb célú robotot választani, még ha lassabb is.

Gyakorlati példa

Az élelmiszeriparban egyre gyakoribbak a delta robotok. Az egyik élelmiszergyártó üzem csomagolósorán például korábban manuálisan adagolták a kis méretű műanyag evőeszközöket a tasakos termékekhez, ami lassú és nem túl higiénikus folyamat volt. Az automatizálás során két darab B&R – Codian delta robotot telepítettek a szalagrendszer fölé. A robotok feladata, hogy a futószalagon érkező apró műanyag evőeszközöket leemeljék, és pontosan behelyezzék a tápanyagot tartalmazó tasakok mellé kialakított zsebekbe. A végeredmény lenyűgöző: a két delta robot együtt percenként akár 80 kanalat is pontosan elhelyez a csomagokban, 1 másodperc alatti ciklusidőkkel dolgozva​. Ráadásul a rozsdamentes acél robotkaroknak köszönhetően a folyamat teljesen megfelel az élelmiszeripari higiéniai előírásoknak – az evőeszközök immár emberi érintés nélkül kerülnek a tasakokba, minimalizálva a szennyeződés esélyét. Az új rendszer sokkal gyorsabb és megbízhatóbb a korábbinál, a dolgozók pedig a fárasztó kézi adagolás helyett a gép felügyeletére és a minőségellenőrzésre tudnak koncentrálni. Ez az esettanulmány jól mutatja, hogy a delta robotok hogyan tudják forradalmasítani a csomagolási feladatokat: ami korábban szűk keresztmetszet volt a termelésben, azt ma már villámgyors robotok végzik, kiváló minőségben.

SCARA robotok

A SCARA robotok neve a Selective Compliance Assembly Robot Arm mozaikszóból ered. Ezek a robotok általában négy tengellyel rendelkeznek: kettő a vízszintes síkban forgó (váll és könyök), egy lineáris tengely a függőleges irányú mozgáshoz (fel-le irány), és egy forgó tengely az end effector, azaz a szerszám vagy megfogó körül (forgás a függőleges tengely mentén). A SCARA robotkar így elsősorban egy síkban (X-Y irányban) rendkívül gyors és precíz mozgásokra képes, miközben a függőleges irányban korlátozottan (jellemzően néhány tíz centiméteres úton) mozdul el.

Milyen gyártási folyamatokhoz ajánlott a SCARA robot?

Olyan szerelési és anyagmozgatási feladatokhoz, ahol a műveletek főként síkbeli mozgásokat igényelnek, és fontos a gyors ciklusidő valamint a pontosság. Kiválóan használhatók például elektronikai termékek összeszerelésénél (nyomtatott áramköri lapokra alkatrészek beültetése, csavarozás, forrasztás előkészítése), gépek kiszolgálásánál (pl. apró alkatrészek betöltése egy célgépbe), vagy akár csomagolásnál kisebb tárgyak nagy sebességű válogatására. Az autóiparban is alkalmazzák bizonyos részfeladatokra – például kapcsolók, érzékelők szerelésénél –, illetve a gyógyszeriparban fiolák, fecskendők rendezésénél. A SCARA robotok erőssége a rugalmasság és sebesség kombinációja a könnyebb szerelési műveleteknél.

Előnyök

A SCARA robottípus egyik fő előnye a kimagasló sebesség a rövid, ismétlődő mozgásoknál. Kialakításuk lehetővé teszi a precíz, nagy sebességű mozgást, ami ideálissá teszi őket összeszerelő sorokhoz​. Sok SCARA robot akár 0,5 másodperc alatti ciklusidőt is el tud érni egyszerű pick and place feladatoknál – ez azt jelenti, hogy másodpercenként két mozdulatot is végrehajthatnak, ami rendkívül gyorsnak számít. Ezzel párhuzamosan nagyon jó pontossággal rendelkeznek: a pozicionálási pontosságuk jellemzően tized milliméteres vagy annál jobb nagyságrendű, ami kulcsfontosságú az elektronikai összeszerelésben vagy más finom műveleteknél. A SCARA robotok másik előnye a kompakt méret és kis helyigény. Általában egy munkapadra vagy kis talapzatra szerelhetők, és mivel mozgásuk főként síkban zajlik, kevésbé igényelnek körülöttük védett teret. Minimális térigényük miatt optimálisak szűk helyekre​, könnyen beilleszthetők meglévő gyártóberendezések közé is anélkül, hogy nagy átalakításokra lenne szükség. Az integrációjuk is viszonylag egyszerű: sok gyártó kínál SCARA robotot plug-and-play módon ipari vezérlőkhöz illesztve, szoftveres támogatással. Ezen felül a SCARA mechanika kinematikája egyszerűbb, mint egy hattengelyes roboté, így a programozás és a szerszámpálya tervezése is átláthatóbb lehet. Árkategóriájukban is versenyképesek: általában olcsóbbak, mint egy hasonló méretű hattengelyes robot, így költséghatékony automatizálási megoldást jelentenek azoknál a feladatoknál, amikre technikailag megfelelnek. Összességében a SCARA robot egy gyors, precíz és gazdaságos választás, ha például kis alkatrészeket kell nagy sorozatban, kis helyen összeszerelni.

Korlátok

A SCARA robotok korlátai elsősorban a kialakításukból fakadó korlátozott mozgási szabadság. Mivel csak 4 tengelyesek, nem képesek bármilyen térbeli orientáció elérésére – például nem tudnak oldalra dönteni egy alkatrészt, vagy fejjel lefelé forgatni, ahogy azt egy 6 tengelyes robot meg tudná tenni. Ha a feladat olyan műveletet kíván, ahol komplex szögben kell megmunkálni vagy szerelni egy darabot, a SCARA nem lesz megfelelő. Szintén behatárolja az alkalmazhatóságát a vertikális mozgás korlátozottsága: bár a függőleges irányban általában elegendő az útja a pick and place feladatokhoz, mélyebb dobozokba nyúláshoz vagy magasabb tárgyak egymásra helyezéséhez lehet, hogy nem éri el a kívánt távolságot. A teherbírásuk is korlátozott: a legtöbb SCARA robot 1-5 kg közötti súlyokat kezel optimálisan (persze vannak nagyobb modellek 10-20 kg teherbírással, de ezek ritkábbak). Ha nehezebb komponenseket kell mozgatni, akkor ismét a hattengelyes robotoké az előny. Végül, bár a SCARA robotok nagyon gyorsak tudnak lenni, csak bizonyos feladatokra optimalizáltak – például összeszerelésre, anyagmozgatásra. Ha a gyártósoron többféle eltérő jellegű feladat adódik (pl. egyszerre kéne hegeszteni, majd csavarozni, majd minőségellenőrizni), akkor egy SCARA nem tud mindegyikben részt venni, míg egy univerzálisabb robot esetleg igen. Röviden: a SCARA egy remek specialista, de nem polihisztor. A döntéshozónak mérlegelnie kell, hogy a gyártási folyamat mely részét lehet ezzel a robotfajtával hatékonyan lefedni.

Gyakorlati példa

Vegyünk egy modern nyomtatott áramköri (PCB) összeszerelő sort. A kézi alkatrészbeültetés itt lassú és hibalehetőségekkel teli lenne, ezért a vállalat egy SCARA robotcellát telepít. A SCARA robot villámgyorsan veszi fel a különféle elektronikai alkatrészeket (ellenállások, kondenzátorok, csatlakozók) egy adagolóból, és precízen a panel megfelelő pontjaira helyezi őket. Mozdulatai fürgék és ismétlődőek; egy-egy alkatrész beültetése csupán fél másodpercet vesz igénybe. Így a robot percenként akár több száz komponenst is beültet, amivel az emberi munkaerő teljesítményének sokszorosát nyújtja. Közben a pontossága tökéletes: minden alkatrész a megfelelő pozícióba kerül, a rossz beültetések aránya gyakorlatilag nulla. A robotkar egy kis állványon kapott helyet a futószalag mellett, így szinte alig foglal helyet – korábban egy ember is elfért ugyanott, most pedig a robot dolgozik, anélkül hogy útban lenne. Hasonló módon egy autóipari alkatrész-összeszerelő cellában is találkozhatunk SCARA robottal: például egy érzékelő házába illeszt be rugókat és apró kontaktusokat. A robot gyors, így nem válik a sor szűk keresztmetszetévé, és kis mérete folytán könnyedén a gépsor részévé integrálható. Ezek a példák is rávilágítanak arra, hogy a SCARA robotok mennyire hatékonyak a gyors összeszerelési feladatokban, amikor minden milliszekundum számít, és a tér is korlátozott.

Melyik robot a legjobb választás?

Felmerül a kérdés: a fenti típusok közül melyik robot a legjobb választás egy adott vállalat számára? Erre nincs általános érvényű válasz, hiszen az ideális megoldás mindig az adott iparágtól, konkrét alkalmazástól és gyártási céloktól függ. Az alábbi összefoglaló segít döntést hozni különböző helyzetekben:

• Nagy teherbírású, ismétlődő feladatokhoz (pl. hegesztés, préselés, nehéz alkatrészek mozgatása): A hagyományos ipari robotok ajánlottak. Ezek a robusztus, többtengelyes robotkarok (mint az ABB modelljei) biztosítják a szükséges erőt, sebességet és tartósságot a folyamatos üzemhez. Ha a feladat veszélyes vagy monoton az ember számára, és fizikailag megterhelő, egy klasszikus ipari robot fogja a legnagyobb teljesítményt nyújtani és a legnagyobb tehermentesítést adni a dolgozóknak.

• Ember-robot együttműködést igénylő, változatos vagy kis szériás feladatokhoz: A kollaboratív robotok (cobotok) jelentik a legjobb választást. Ha fontos, hogy a robot biztonságosan dolgozzon a kezelő személyzet közvetlen közelében – például közösen szereljenek össze termékeket vagy a robot adogasson alkatrészt az embernek –, akkor egy cobot rugalmas és biztonságos megoldást kínál. Emellett, ha a gyártás gyakran változik (új termékek, kis sorozatok), a cobot gyors újraprogramozhatósága és mobilizálhatósága miatt ideális lehet a gyors alkalmazkodásra.

• Szupergyors válogatásra és csomagolásra apró alkatrészekkel: A delta robotok verhetetlenek az ilyen pick and place jellegű feladatokban. Ha például egy élelmiszeripari üzemben kis termékeket (édességek, pékáruk, gyógyszerkapszulák stb.) kell nagy sebességgel szortírozni vagy csomagolni, a delta robot fogja tudni tartani a kívánt ütemet. Ugyanígy egy elektronikai alkatrészgyártó soron is, ahol mondjuk alkatrészeket kell megfogni egy mozgó szalagról és tálcákra rendezni, a delta robot biztosítja a legnagyobb teljesítményt. Ne feledjük azonban, hogy ezek a robotok csak kisebb tárgyakkal dolgoznak hatékonyan – a feladatnak illeszkednie kell a képességeikhez.

• Gyors összeszereléshez és anyagmozgatáshoz korlátozott térben: A SCARA robotok a legjobbak az olyan folyamatokhoz, ahol kis alkatrészeket kell nagy sebességgel, precízen mozgatni egy munkaasztalon vagy szerelőállomáson. Ha például egy gyártósori műveletben az alkatrészeket X-Y koordináták mentén kell rendezni, behelyezni vagy áthelyezni, a SCARA robot hatékonysága kihasználható. Előnyös továbbá, ha a hely szűkös, mert a SCARA kompakt kialakítása miatt ott is elfér, ahol egy nagyobb robotkar már nem. Arra azonban figyeljünk, hogy a művelet ne igényeljen bonyolult orientációváltást – a SCARA a gyors ismétlődő mozgások mestere, de nem ideális számos feladatra.

Természetesen a valós ipari környezetben sokszor kombinált megoldások is előfordulnak. Lehet, hogy ugyanazon gyártósoron belül többféle robot is dolgozik: például egy szakaszon SCARA robotok szerelnek, utána egy delta robot válogat, végül egy hagyományos robot rakja raklapra a kész terméket. Éppen ezért a döntéshozatal során fontos a folyamatok átfogó elemzése. Érdemes felmérni: melyik lépés a legszűkebb keresztmetszet a termelésben? Hol lehet a legnagyobb hasznot húzni az automatizálásból – a sebesség növelésével, a minőség javításával vagy a humán munkaerő kiváltásával? Továbbá figyelembe kell venni a költségeket és a megtérülést: egy drágább robot akkor éri meg, ha kellően kihasználjuk a kapacitását, míg egy olcsóbb, egyszerűbb robot is sokat javíthat a folyamaton, ha okosan alkalmazzuk. Nem szabad megfeledkezni a munkaerő képzéséről és bevonásáról sem: egy új robot integrálása hatással lesz a dolgozók feladataira, így kulcsfontosságú a megfelelő oktatás és az elfogadás biztosítása.

A megfelelő döntés meghozatalában nagy segítség, ha egy tapasztalt rendszerintegrátor partnert vonunk be. Az Innomation Hungary Kft. ilyen partnerként képes már a tervezés korai fázisától támogatást nyújtani: szakértőink felmérik a jelenlegi folyamatokat, javaslatot tesznek a lehetséges automatizálási megoldásokra, és vállalják a kiválasztott ipari robot – legyen az Dobot, ABB, Codian vagy egyéb – integrálását a meglévő rendszerbe, beleértve a programozást és a finomhangolást is​. Ez garantálja, hogy a választott robot a lehető legsimábban illeszkedik a gyártási folyamatba, minimalizálva az átállási időt és a kezdeti nehézségeket. Végső soron a legjobb robot választása az, amelyik az Ön konkrét igényeire szabva a legnagyobb hozzáadott értéket teremti.

Összegzés

Az ipari robotok különböző típusai – a hagyományos robotok, kollaboratív cobotok, delta és SCARA robotok – mind eltérő erősségekkel és korlátokkal rendelkeznek. A fő tanulság a vállalati döntéshozók számára, hogy alaposan meg kell vizsgálniuk saját gyártási folyamataikat és célkitűzéseiket, mielőtt elköteleződnek egy robottechnológia mellett. A hagyományos ipari robot remekül beválik nagy teherbírást és kitartó munkát igénylő helyeken, a cobot az emberi munka kiegészítésében és rugalmasságban jeleskedik, a delta robot a sebességbajnok a könnyű alkatrészek terén, míg a SCARA robot a fürge összeszerelő. A megfelelően megválasztott robot növeli a termelés hatékonyságát, javítja a minőséget, és csökkenti az élőmunka terheit, így a beruházás középtávon jelentős versenyelőnyt nyújt.

Fontos megemlíteni, hogy a robotika alkalmazása egyben stratégiai befektetés is a jövőbe: a digitalizált, Ipar 4.0-s gyártási környezet alapját képezik az intelligens robotrendszerek. Az a vállalat, amely most időben lép és integrálja a megfelelő robotokat, hosszú távon rugalmasabb, innovatívabb termelést valósíthat meg. Természetesen az átállás gondos tervezést igényel – technológiai és emberi oldalon egyaránt. Éppen ezért ajánlott szakértők bevonása. Az Innomation Hungary Kft. készséggel áll rendelkezésre, hogy segítsen megtalálni az optimális megoldást: legyen szó hagyományos ABB robotcelláról, Dobot cobot alkalmazásáról vagy éppen B&R – Codian delta robot integrációjáról, cégünk tapasztalata és átfogó szaktudása biztosítja a sikeres megvalósítást​.

A megfelelő ipari robot kiválasztása és szakszerű integrálása kulcsfontosságú lépés a hatékonyabb, biztonságosabb és versenyképesebb gyártás felé, amiben az Innomation Hungary Kft. megbízható partnerként támogatja Önt.