Czym różnią się roboty przemysłowe od pozostałych robotów?

Różnego rodzaju roboty przemysłowe coraz częściej pojawiają się w halach przemysłowych. W zależności od zadań, jakie mają wykonywać, różnią się one budową, funkcjonalnością oraz nazwami. Czym różnią się poszczególne urządzenia używane w fabrykach i kiedy je stosować? Warto poznać dokładnie możliwości poszczególnych modeli, aby jak najlepiej dopasować je do swoich potrzeb i do linii produkcyjnej.

Pierwsze roboty

W naszej kulturze roboty są człekokształtnymi maszynami, które wykonują podobne zadania co ludzie. Wiele urządzeń domowych nosi nazwę robota, np. robot kuchenny, czy odkurzacz mobilny, zwany robotem sprzątającym, jednak pierwsze urządzenia wspomagające pracowników przy taśmach produkcyjnych powstały w fabrykach Forda w roku 1961 (Versatran Model C).

Roboty przemysłowe mają dłuższą historię niż nowoczesne roboty humanoidalne. W przypadku urządzeń przemysłowych chodzi o jak największą automatyzację linii produkcyjnej. Ich zastosowanie zwalnia ludzi z wykonywania żmudnych i niebezpiecznych zadań. Warto zatem zapoznać się z rodzajami robotów, jakie spotkać można na hali produkcyjnej.

Podział pod względem budowy jednostki

Pod względem budowy jednostki kinematycznej roboty dzielą się na modułowe oraz monolityczne. W przypadku tych drugich istotna jest niezmienna konstrukcja mechanizmu, co zapewnia większą stabilność, lecz oznacza również mniejszą elastyczność takiego robota. Dlatego też coraz częściej wybierane są dziś modele modułowe, które przy obecnej technologii wykonania zapewniają wystarczającą stabilność. Jednocześnie zachowują one ogromną elastyczność dzięki możliwości wymiany komponentów (chwytaków, narzędzi itd.).

Podział pod względem struktury

Inny podział dotyczy struktury, którą można podzielić na szeregową, równoległą lub hybrydową. Przykładowe roboty o strukturze szeregowej to:

• Robotach kartezjańskich – charakteryzują się prostokątnym układem współrzędnych i prostopadłościenną przestrzenią ruchu. Jest to przestrzeń, którą posługuje się najwięcej osób.

• Roboty cylindryczne – przestrzeń określona jest poprzez dwa liniowe wymiary (powierzchnię) oraz jedną biegunową.

• Roboty sferyczne – mają najczęściej dwa obrotowe zespoły ruchu. Przestrzeń robocza określona jest przez wymiary biegunowe, czyli wychylenia ramienia robota w górę, w dół oraz na boki.

• Roboty typu SCARA (Selectively Compliant Assembly Robot Arm) – mają trzy osie równoległe, przy czym dwie z nich realizują ruch obrotowy, a jeden – postępowy. Tego typu roboty często wykorzystuje się przy liniach technologicznych montujących elementy i podzespoły.

• Roboty przegubowe – dość ciekawym rozwiązaniem są roboty antropomorficzne, które mają trzy osie obrotowe. Są one niezastąpione zwłaszcza przy montażu, polerowaniu oraz lakierowaniu detali. Innym rozwiązaniem są roboty z równoległą strukturą kinematyczną, posiadające ramiona sterujące platformą. Oba te warianty są bardziej zaawansowane technologicznie i mają często dodatkowe stopnie swobody, aby ułatwić trudne do wykonania operacje.

Coboty

Roboty współpracujące posiadają bardziej rozbudowane funkcje bezpieczeństwa, dzięki czemu mogą dzielić obszar roboczy z człowiekiem. Charakteryzują się one lekką konstrukcją oraz łatwością obsługi, są też bardzo elastyczne w zakresie wykonywanych zadań.

Istotne jest również to, że ilość stopni swobody (czyli przegubów) zastosowanych w cobocie odpowiada ludzkiemu ramieniu. Ułatwia to sterowanie oraz umożliwia wykonywanie zadań dotąd zarezerwowanych tylko dla ludzi. Więcej informacji na temat tych ciekawych maszyn można uzyskać z innego naszego artykułu „Cobot czy nie cobot?„

Roboty spawalnicze

Osobną grupę robotów stanowią roboty spawalnicze. Mają one przewody przeprowadzone wzdłuż ramienia robota, aby nie przeszkadzały w pracy – zapobiega to kolizjom i ułatwia programowanie robota.

Roboty przemysłowe do spawania charakteryzują się smukłą konstrukcją, która ułatwia dotarcie do ciężko dostępnych miejsc. Posiadają także funkcję kompensacji trajektorii spawania, ułatwiającą podążanie za ścieżką spawania w celu lepszego dopasowania do rzeczywistej pozycji elementów. Jest to na tyle istotne, że w czasie pracy może dojść do odkształceń poszczególnych elementów, a nawet niewielkie przesunięcie skutkuje często nieefektywną spoiną.

Roboty przemysłowe

Aktualnie coraz częściej wykorzystywane są również roboty przemysłowe – lekkie, łatwe w dostosowaniu i bardzo precyzyjne roboty. Służą one do obracania i pozycjonowania elementów na taśmie produkcyjnej lub w obszarze roboczym, wspomagają prace na liniach montażowych i produkcyjnych. W pierwszych tego typu rozwiązaniach napęd stanowiła siła mięśni operatora, jednak aktualnie jest to już nowoczesny napęd.

Roboty usługowe

Obok szerokiej grupy robotów przemysłowych istnieją także roboty usługowe. Jak je zdefiniować? To urządzenia, które wykonują pracę pomocną ludziom, ale nie w warunkach przemysłowych – do tej grupy zaliczyć można inteligentne odkurzacze czy roboty kuchenne. W przyszłości mogą do niej dołączyć również roboty pomagające odnaleźć żądany przedmiot w dużym hipermarkecie czy roboty sprzątające w bankach i hotelach.

Roboty przemysłowe pozostaną natomiast w hali, przy taśmach produkcyjnych. Ich liczba wciąż wzrasta, a główną zaletą jest fakt, że są dużo bardziej dopracowane niż ich usługowe odpowiedniki. Wynika to przede wszystkim z zysków, jakie daje automatyzacja linii produkcyjnych. Nawet niewielkie roboty były warte zainwestowania, aby przyśpieszyć produkcję i zmniejszyć jej koszty. Pozwoliło to na powolną ewolucję maszyn przemysłowych do stanu, który mamy obecnie. W przypadku robotów usługowych klienci oczekują natychmiastowo dojrzałego, w pełni funkcjonalnego robota. Oznacza to, że maszyny usługowe muszą czerpać sporo od maszyn przemysłowych w zakresie działania oraz funkcjonowania.

Także działanie robotów usługowych jest utrudnione, ponieważ nie mają one ograniczonego obszaru roboczego, wolnego od ludzi, przez co muszą spełniać bardziej wyśrubowane wymagania bezpieczeństwa. Dopiero wprowadzenie sztucznej inteligencji oraz technologii wizyjnej 3D umożliwiło powstanie w pełni funkcjonalnych robotów usługowych. W ostatnich latach coraz częściej pojawiają się one w ofercie różnych firm.

Świat pełen robotów

W otaczającej nas rzeczywistości istnieje mnóstwo robotów. Zdecydowana większość z nich pracuje wewnątrz hal produkcyjnych, przez co nie jest zauważalna na co dzień. Jednak ich dynamiczny rozwój przez ostatnie dziesięciolecia umożliwił stworzenie robotów usługowych; nowe technologie ułatwiły zaś wdrożenie tych maszyn do domów. Warto jednak pamiętać, że pierwsze funkcjonalne roboty pojawiły się w przemyśle. Tam też rozwijały się przez długi czas, dzięki czemu dziś dostępne są różne roboty przemysłowe, różniące się od siebie funkcjami i możliwościami.