Automatyzacja z niewielkimi robotami w małych i średnich firmach może wydawać się kosztowna i niepotrzebna. Jednak wynikające z niej korzyści czynią ją niezwykle opłacalną.
W czasach rosnących kosztów pracy i niedostatku rąk do wykonywania prostych, choć niekiedy uciążliwych operacji, wielu przedsiębiorców branży drzewnej szuka alternatywnych rozwiązań automatyzujących procesy, z wykorzystaniem niskokosztowych robotów.
– Automatyzacja niektórych miejsc pracy może wydawać się kosztowna i niepotrzebna, szczególnie w małych i średnich przedsiębiorstwach – mówił Radosław Sobociński, menedżer produktu, odpowiedzialny za produkty z serii prowadnic liniowych oraz niskokosztowej automatyzacji w igus Polska, podczas zorganizowanego w grudniu webinarium. – Jednak wynikające z niej korzyści, czynią tę inwestycję niezwykle opłacalną.
Niekiedy ze zwrotem z inwestycji już po kilku miesiącach, ale realizowaliśmy projekty z wykorzystaniem małego robota, których nakłady zwróciły się już po miesiącu pracy. Rozwiązania, które oferujemy, nie są drogie, co jest ich dużą zaletą, a bardzo efektywne. Podstawowy robot kartezjański kosztuje 12-14 tys. zł, robot mała
Delta – ok. 20 tys. zł, a duża Delta – niecałe 30 tys. zł. One pozwalają wejść w proces automatyzacji lub w automatyzację jakiegoś procesu, gdzie nie są wymagane roboty przemysłowe. Do tego trzeba doliczyć koszt akcesoriów dopasowanych do określonej czynności. Zwrot z takiej inwestycji jest realny w ciągu 2-3 miesięcy. Dużo zależy od stopnia skomplikowania procesu ręcznego, który chce się zastąpić robotem.
Niedrogie usprawnienia
Firma igus oferuje roboty, do których trzeba dopasować chwytaki, kamery, PLC safety i zabudować stanowisko. Nie jest przeciwnikiem drogich rozwiązań, ale uważa, że wiele procesów można usprawnić tańszymi sposobami. Dlatego dostarcza określone komponenty niezbędne w procesie automatyzacji, ale ich nie integruje. Wykonują to firmy współpracujące, integrujące aplikacje dostosowane do projektu klienta.
– W naszej ofercie są mechaniki robotów, głównie uniwersalne roboty kartezjańskie, które przygotowujemy do potrzeb potencjalnych użytkowników – mówił Radosław Sobociński. – Oprócz nich dostarczamy roboty Delta i Scara oraz roboty 7-osiowe. Stworzyliśmy we współpracy z inną firmą skrzynkę sterowania, która pozwala obsługiwać oferowane roboty do realizacji określonych czynności. To sterowanie nie jest w standardzie, więc można je zakupić z robotem lub wykorzystać inne, już posiadane. To ważne. Bo nasze urządzenia bazują na silnikach krokowych, ale niektórzy użytkownicy preferują serwonapędy i wtedy można wszystko dostosować do oczekiwań i potrzeb.
Szeroki zakres zadań
Firma igus dostarcza roboty kartezjańskie w wersji jedno-, dwu- i trójosiowej do wielu różnych zadań. Zawierają wstępnie skonfigurowane moduły liniowe drylin i osie liniowe z silnikami krokowymi, jak również wszystkie niezbędne elementy do samodzielnego montażu.
– Typowe zastosowania naszego robota kartezjańskiego to zadania typu „Wybierz i umieść”, podnoszenie na przenośniku taśmowym i sztaplowanie w przestrzeni trójwymiarowej – wylicza menedżer. – W większości przypadków robot stanowi platformę, na której klienci budują swoją aplikację. W połączeniu z chwytakiem lub przyssawką, można bardzo szybko realizować zadania kompletacji. Odpowiednie oprogramowanie igus Robot Control można wcześniej bezpłatnie pobrać i jest ono opcjonalnie dostępne w wersji z układem sterowania w szafie sterowniczej lub w wersji na szynę top-hat. Nasze roboty kartezjańskie składają się w dużej części z polimerów zoptymalizowanych pod kątem trybologicznym, co umożliwia znaczne obniżenie kosztów.
Wolne i szybsze
Najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem jest ramię robotyzacyjne. To typowy robot z 5-6 stopniami swobody o udźwigu rzędu 30 N i zasięgu do ok. 800 mm. Jego ograniczeniem jest prędkość. Nie da się skrócić jednego cyklu operacji poniżej 6 sekund. Powtarzalność ocenia się na +/- 0,5 mm.
– Najszybszymi w naszej ofercie są roboty Delta – mówił menedżer. – Są one w stanie wykonać nawet 60 cykli w ciągu minuty. Mają udźwig 20 N i obsługują pole robocze do 660 mm. Są dostępne zarówno z kinematyką dwu-, jak i trzyosiową, dzięki czemu oferują możliwość wyboru pomiędzy różnymi rozmiarami obszaru roboczego. Użytkownik może sam zdecydować, czy chce otrzymać robota Delta w postaci zestawu modułowego, czy wstępnie zmontowanej. Ze względu na bardzo szybkie tempo pobierania, standardowymi obszarami zastosowań tego typu robotów są szybkie zadania pick & place na przenośniku taśmowym. Natomiast najbardziej kastomizowanymi rozwiązaniami są roboty kartezjańskie DLE-RG 001 i 003. Różnią się wielkością pola roboczego.
Testy przed zakupem
W Laboratorium LCA (Low Cost Automation), które posiada igus Polska, są możliwości przetestowania niskokosztowych rozwiązań dla klientów. Można sprawdzić poszczególne typy robotów oraz aplikacje przygotowane pod określone wymagania. Ale wcześniej można na bezpłatnej internetowej platformie RBTX, zrzeszającej dostawców różnych elementów automatyzacji do robotów igus, wybrać model kilkuosiowego robota kartezjańskiego, spełniającego wymagania pod względem pola pracy, obciążenia, oczekiwanej prędkości i czasu jednego cyklu.
RBTX igus uruchomił przed pięciu laty, zrzeszając dostawców akcesoriów do robotyzacji czy różnych produktów i rozwiązań do automatyzacji i mechanizacji procesów.
Przesuw bez smarowania
– Z pomocą robotów kartezjańskich – wskazywał Radosław Sobociński – można przesuwać jakieś niewielkie elementy, nakładać kleje, przekładać komponenty z jednego miejsca na drugie, albo wkładać je do opakowań, wykorzystać do znakowania czy testowania, dopasowując robota do realizacji konkretnych czynności. Wielkość danych modułów wynika z zastosowanych w robocie napędów. Nasze roboty bazują na napędach z paskiem zębatym. Wyposażone są one we wkładki ślizgowe z materiału iglidur, których największą zaletą jest to, że nie wymagają smarowania. Pracują w pełni „na sucho”. Są wymienne po określonym okresie pracy. Czasem trzeba też wymieniać pasek zębaty, jeśli „gubi” początkową precyzję z powodu wydłużenia się. Natomiast nie ma potrzeby wymiany prowadnic ślizgowych, nawet w bardzo zapylonych miejscach pracy. Generalnie, robotom igus niestraszne są trudne warunki pracy, wynikające z zapylenia np. pyłem drzewnym.
Jednak przy robotach kartezjańskich też należy pamiętać, że głównym ograniczeniem jest zawsze obciążenie na osi pionowej. Praktycznie może ono wynosić 7-8 kg przy pracy ciągłej. Często najcięższy jest chwytak, ważący 2 kg, a element – parę dekagramów. Czasem w projektach realizowanych przez igus wybiera się też rozwiązanie ze śrubą trapezową, zapewniającą samohamowność.
– Nasze roboty kartezjańskie, dostępne w polskim oddziale, są mobilne – podkreśla menedżer. – Są wożone przez techników do klientów na testy, realizowane bezpośrednio w zakładach.
Są też dostępne roboty siedmioosiowe. Często niewielkie, wręcz stolikowe, wykonujące jakieś precyzyjne czynności, np. znakowania, ale też z parometrowymi prowadnicami liniowymi. Zazwyczaj oferowane są prowadnice o długości do 4 m, ale jeśli występuje potrzeba dłuższego przesuwu robota, to mają one długość 6 m albo dokonuje się odpowiedniego ich łączenia. Można to zrobić, bo prowadnice ślizgowe liniowe i łożyska ślizgowe pozwalają na połączenie punkt-punkt, gdyż łożysko ślizgowe potoczy się bez przeszkód przez miejsce styku.
Proste i intuicyjne programowanie
Oprogramowanie igus Robot Control wykorzystuje sterowniki D1, pozwalające elastycznie i efektywnie wykonywać zadania automatyzacji w niskim i średnim zakresie wydajności. Komunikacja pomiędzy systemem sterowania a oprogramowaniem o tej samej nazwie odbywa się za pośrednictwem sieci Ethernet lub Wi-Fi. Ponadto, system sterowania oferuje kilka interfejsów za pośrednictwem różnych protokołów komunikacyjnych dzięki zintegrowanym funkcjom.
Oprogramowanie igus Robot Control pozwala na proste i intuicyjne programowanie oraz sterowanie robotami, co ułatwia rozpoczęcie „przygody” z automatyką.
Dzięki modułowej konstrukcji możliwe jest sterowanie różnymi kinematykami robotów igus, na przykład robotami typu Delta, kartezjańskimi czy przegubowymi. Pozwala na programowanie punkt po punkcie cyklu ruchu danego robota. Można to zrobić, przesuwając go ręcznie i zapisując konkretne punkty w notatniku aplikacji, ale przesuwając przyciskami, które są dostępne w aplikacji.
Dobra powtarzalność, ale nie najwyższa
Często zadawane są pytania o dokładność rozwiązania z robotem kartezjańskim.
– Ponieważ są to rozwiązania ślizgowe, to nie mogą one bardzo przylegać do siebie, żeby nie ograniczać możliwości ruchu – wyjaśnia menedżer. – Bardziej precyzyjne mogą być rozwiązania toczne. Jednak często rozwiązania ślizgowe są wystarczające, jeśli nie jest wymagana wyjątkowo wysoka precyzja. Powtarzalność nowych robotów z przesuwem ślizgowym jest bardzo dobra. Z czasem wkładki ślizgowe zużywają się, więc trzeba je wymienić, żeby zapewnić wysoką powtarzalność. W rozwiązaniu z napędami na pasku zębatym jesteśmy w stanie zaproponować szybką wymianę wkładek.
Ponad 350 niskokosztowych rozwiązań
– Niedocenianym rozwiązaniem jest robot Scara, bardzo szybki jak na swój rozmiar i zasięg pracy – uważa menedżer produktu. – Dostępny jest w trzech wariantach mocowania. Posiada przekładnie pasowe zwiększające szybkość. Ma możliwość zainstalowania dowolnego chwytaka. Roboty są dostępne zarówno z kinematyką dwu-, jak i trzyosiową, dzięki czemu stwarzają możliwość wyboru pomiędzy różnymi rozmiarami obszaru roboczego. Są dostępne z kompatybilnym wyposażeniem sterowniczym w wersji do montażu w szafie sterowniczej lub na szynie DIN. Natomiast najszybszy w naszej ofercie jest robot Delta. Potrafi on z transportera pobierać elementy dowolnie ułożone, na podstawie obrazu wizyjnego.
Firma igus promuje obecnie ramiona robotyczne, ponieważ uważa to rozwiązanie za bardzo perspektywiczne. Można bowiem bardzo łatwo zaprogramować ruchy identyczne z wykonywanymi przez operatora.
Obecnie oferowane jest ramię robotyczne ReBel z sześcioma stopniami swobody, które ma 2-2,5 kg udźwigu i około 400 mm zasięgu, ze sterowaniem zainstalowanym w podstawie. Jest to robot wykonany z wysokowydajnego tworzywa sztucznego. Przy masie zaledwie 8 kg, jest najlżejszy w swojej klasie. Jest dostępny w wersji plug & play ze zintegrowanym systemem sterowania i oprogramowaniem robota lub w wersji open-source. – Znajduje wiele praktycznych zastosowań – przekonuje Radosław Sobociński. – Ostatnio był nawet wykorzystany do roli… przecinającego wstęgę podczas uroczystości uruchamiania nowego zakładu. Jedna z wdrożonych przez nas aplikacji polega na podawaniu przez robota elementów do polerki wibracyjnej, co czyni precyzyjniej od człowieka, a ma to wpływ na wyższą jakość obróbki. Ocenia się, że zrealizowano z tym robotem ponad 350 niskokosztowych rozwiązań. Generalnie, nasze rozwiązania mogą pracować w różnych środowiskach, także zapylonych czy niebezpiecznych. Z powodzeniem, w przemyśle drzewnym – przy produkcji różnych wyrobów, czy w meblarstwie – w procesach związanych z montażem.
~Janusz Bekas
