Mi az a kollaboratív robot (cobot)? Cobotok vs. ipari robotok

Rövid válasz: A kollaboratív robot, vagyis cobot, olyan robotkar, amelyet arra terveztek, hogy közös munkatérben, közvetlenül az ember mellett dolgozzon, és a védőkerítés helyett beépített érzékelőkkel biztosítja a biztonságot. Ezzel szemben a hagyományos ipari robot maximális sebességre és teherbírásra optimalizált, elszigetelt, védett munkacellában működik, ahová működés közben senki nem léphet be. Röviden: az ipari robot a kerítés mögötti kézi munkát váltja ki, a cobot pedig az ember melletti kézi munkát segíti.

Mi az a kollaboratív robot (cobot)?

A cobot – a "kollaboratív robot" rövidítése – olyan ipari robotkar, amelyet közvetlen ember-robot együttműködésre terveztek: ugyanabban a térben, ugyanabban az időben dolgozik egy emberrel, a hagyományos automatizálást körülvevő fizikai korlátok nélkül. A fogalom 1996-ig nyúlik vissza, amikor a Northwestern Egyetem professzorai, J. Edward Colgate és Michael Peshkin megépítették az első kollaboratív robot prototípusokat, kollégájuk, Brent Gillespie pedig megalkotta magát a "cobot" szót – ezt a történetet a cobot Wikipédia-szócikke is dokumentálja. Ma a "cobot" és a "kollaboratív robotkar" kifejezéseket egymás szinonimájaként használják.

Ami valójában megkülönbözteti a cobotot a korábbi ipari berendezésektől, nem egyetlen tulajdonság, hanem egy tervezési filozófia. Az éles becsípődési pontok helyett lekerekített csuklók, a felügyelet nélküli mozgás helyett erő- és nyomatékérzékelés, a fedélzeti szoftver pedig képes lelassítani vagy leállítani a kart, amint váratlan ellenállást érzékel. Ez a kombináció teszi lehetővé, hogy a cobot egy munkaasztalt osszon meg az emberrel ahelyett, hogy elkerítenék tőle – és ez a viszonyítási pont minden összehasonlításhoz a hagyományos ipari robottal.

Miben különbözik a cobot az ipari robottól?

A lényegi különbség abban rejlik, hol és hogyan működik az adott robot. Az ipari robot a nyers teljesítményre – sebességre, teherbírásra, ismételhetőségre – van optimalizálva, egy dedikált, védett munkacellában, ahová működés közben senki nem léphet be. A cobot ebből a nyers teljesítményből ad fel valamennyit azért, hogy biztonságosan dolgozhasson az ember mellett, gyakran anélkül, hogy bármilyen kerítésre szükség lenne. Az alábbi táblázat összefoglalja a gyakorlati különbségeket.

Cobot vs. ipari robot: a legfontosabb különbségek egy pillantásra

Ezek a kategóriák a tervezési szándékot írják le, nem egy rögzített hardveres határvonalat. Egyes cobotok kerítés mögött futnak, ha a feladat sebessége vagy szerszámozása ezt kívánja, egyes ipari robotokra pedig biztonsági minősítésű felügyeleti rendszer szerelhető, hogy kollaboratív módban működhessenek. Hogy melyik címkét kapja az adott berendezés, azt a teljes alkalmazás – a robot, a szerszám és a feladat – kockázatelemzése dönti el, nem önmagában a robotkar.

Szükséges-e védőkerítés a cobotok köré?

A legtöbb alkalmazásban nem – nagyrészt ez a cobot választásának lényege. De a "nincs kerítés" nem jelenti azt, hogy "nincs biztonsági folyamat". Hogy egy adott telepítéshez szükséges-e fizikai korlát, azt a feladat kockázatelemzése dönti el: a teherbírás, a szerszámozás, a sebesség, és annak valószínűsége, hogy valóban érintkezésbe kerül-e emberrel.

Itt jön képbe a formális robotbiztonság. Az ipari robotokra az ISO 10218 szabvány vonatkozik, a kollaboratív alkalmazásokhoz pedig ehhez társul az ISO/TS 15066 követelményrendszere, amely négy elismert, biztonságos ember-robot működési módot határoz meg: biztonsági felügyelt leállás, kézi vezetés, sebesség- és távolságfigyelés, valamint erő- és nyomatékkorlátozás. A cobotok beépített erőérzékelői jellemzően az utóbbit támogatják: lelassítják vagy leállítják a kart, amint az váratlan ellenállást érzékel – jóval azelőtt, hogy az érintkezés sérülést okozhatna.

A gyártók számára a cobot erős kiindulópont a biztonságosabb munkacellához, de nem automatikus garancia. Az ELVOTEC emellett ipari biztonsági rendszerekkel is foglalkozik – fényfüggönyökkel, biztonsági relékkel és lidar-alapú szkennerekkel – azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol egy cobot önmagában nem fedi le teljesen a kockázatot, vagy ahol egy vegyes gyártósor cobotokat kombinál gyorsabb, kerítés nélküli berendezésekkel.

Mire használják a kollaboratív robotokat? (Kollaboratív robot alkalmazások)

A cobotok azokra a feladatokra a legalkalmasabbak, amelyek ismétlődőek és fizikailag megterhelőek, de mégis profitálnak abból, ha egy ember is dolgozik a közelben. A tipikus kollaboratív robot alkalmazások közé tartozik:

• Gépkiszolgálás – CNC-gépek, présgépek vagy fröccsöntő berendezések be- és kirakodása
• Anyagmozgatás és csomagolás – alkatrészek mozgatása állomások között vagy dobozokba, egyenletes ütemben
• Kis alkatrészek összeszerelése – csavarozás és könnyű rögzítés elektronikai vagy egyéb alkatrészeken
• Raklapozás – kész termékek egymásra pakolása az ismétlődő kézi emelés fáradtsága nélkül
• Minőségellenőrzési támogatás – alkatrészek tartása vagy kamera elé pozicionálása, gyakran gépi képfeldolgozó rendszerrel párosítva, hibafelismeréshez vagy kódolvasáshoz

Az alkalmazás leginkább az elektronikai, autóipari, élelmiszer- és italipari, gyógyszeripari, valamint fogyasztásicikk-gyártásban erős – olyan iparágakban, ahol a termékvonalak gyakran változnak, és a helyszükséglet korlátozott. Az ELVOTEC pontosan ilyen felhasználásokhoz szállítja a JAKA kollaboratív robotokat, a könnyű, univerzális karoktól a nagyobb terhelésű, igényesebb anyagmozgatási feladatokra tervezett modellekig.

Mennyibe kerül egy cobot az ipari robotokhoz képest?

A cobotok jellemzően olcsóbban telepíthetők, mint az ipari robotok, ha a teljes projektet – nem csak a robotkart – vesszük figyelembe. Maga a robot nem mindig a legolcsóbb tétel; a megtakarítás általában abból adódik, ami körülötte épül.

Egy hagyományos ipari robotcella gyakran igényel kerítést, reteszelt ajtókat, fényfüggönyöket, dedikált alapterületet, valamint egy szakintegrátort a programozáshoz és üzembe helyezéshez – mindez hozzáadódik a robot saját árához. Egy cobot – kialakításából adódóan, a saját kockázatelemzésétől függően – gyakran kevesebb ilyen kiegészítő infrastruktúrát igényel, és sok modell kézi vezetéssel is betanítható, anélkül, hogy speciális robotprogramozói szaktudásra lenne szükség. Mivel egy cobot gyakran áttelepíthető egyik feladatról a másikra, ugyanaz a kar több munkafolyamat automatizálásának költségét is kiegyenlítheti.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy a cobot minden esetben olcsóbb megoldás. Egy egyetlen, nagy volumenű, maximális sebességgel futó folyamat esetén egy dedikált ipari robot idővel még mindig alacsonyabb darabköltséget hozhat, egyszerűen azért, mert gyorsabban dolgozik. A helyes összehasonlítási alap az adott feladatra vetített teljes költség – nem pedig önmagában a robotkar listaára.

Cobot vagy ipari robot: melyik illik az Ön gyártósorához?

Cobotot érdemes választani, ha a feladatok gyakran változnak, szűkös a rendelkezésre álló terület, vagy ugyanannak a karnak több feladat között kell mozognia anélkül, hogy teljesen újra kellene építeni a cellát. Ipari robotot érdemes választani, ha egyetlen, nagy volumenű folyamathoz maximális sebességre és teherbírásra van szükség, és a feladat indokolja egy dedikált, védett cella kiépítését.

Sok gyártónak nem is kell egyet választania. Egyre gyakoribbak azok a vegyes gyártósorok, ahol a rugalmas feladatokhoz cobotokat, a nagy sebességű feladatokhoz pedig ipari robotokat alkalmaznak, egy szélesebb ipari automatizálási stratégia részeként. Az ELVOTEC gépi képfeldolgozásra, cobotokra és biztonsági rendszerekre épülő ipari automatizálási megoldásokat kínál – ha segítségre van szüksége abban, hogy a konkrét feladathoz (teherbírás, ciklusidő, elrendezés) a megfelelő robottípust válassza, vegye fel velünk a kapcsolatot.

Gyakran ismételt kérdések

A cobot az ipari robotok egy fajtája?

Technikailag igen. A cobot az ipari robotok egyik kategóriája; a kifejezés egyszerűen azokat a gépeket írja le, amelyeket kifejezetten az emberrel közvetlenül együttműködő munkára terveztek, nem pedig egy külön hardverkategóriát jelöl.

Egy cobot leválthat egy ipari robotot egy nagy sebességű gyártósoron?

Önmagában általában nem. A cobotokat rugalmasságra és biztonságra tervezték, nem maximális áteresztőképességre, ezért egyetlen, nagyon nagy volumenű folyamatot jellemzően továbbra is egy dedikált ipari robot szolgál ki jobban.

A cobotok mindig védőkerítés nélkül dolgoznak?

Nem. Hogy szükség van-e fizikai korlátra, azt a feladat, a szerszámozás és a sebesség kockázatelemzése dönti el – nem pusztán az a tény, hogy a robotot cobotnak nevezik.

Mekkora teherbírást bír el egy cobot?

Ez modellenként eltérő. A könnyebb cobotokat kisebb alkatrészek kezelésére tervezték, míg a nagyobb teherbírású változatok raklapozásra és gépkiszolgálásra készültek – a pontos értékekhez érdemes megnézni az adott sorozat műszaki adatait.

Nehezebb programozni egy cobotot, mint egy ipari robotot?

Általában nem. Sok cobot kézi vezetéssel, a kar feladaton való végigvezetésével tanítható, ami jellemzően egyszerűbb, mint az ipari robotcellák speciális programozása.