Cobot – co to jest i dlaczego zmienia automatyzację produkcji?

Cobot to robot współpracujący przeznaczony do bezpiecznej pracy obok człowieka bez konieczności stosowania wygrodzeń ochronnych. Wyposażony jest w czujniki momentu obrotowego oraz systemy detekcji kolizji, co umożliwia jego integrację z procesami produkcyjnymi w modelu elastycznym i zgodnym z koncepcją Przemysłu 4.0.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych robotów przemysłowych, cobot (robot współpracujący) nie wymaga fizycznej izolacji od operatora, eliminując tym samym konieczność budowy kosztownej infrastruktury opartej na klatkach czy kurtynach świetlnych. To rozwiązanie, które wprowadza pełen determinizm do procesów produkcyjnych, jednocześnie idealnie wpisując się w elastyczne modele typu High Mix / Low Volume.

Przykłady wdrożeń robotów współpracujących można zobaczyć w naszej kategorii coboty przemysłowe oraz w sekcji realizacje.

Przejście od kinestetycznego programowania do zaawansowanych środowisk symulacyjnych sprawia, że roboty współpracujące skutecznie redefiniują automatyzację m.in. w logistyce, lakiernictwie czy skomplikowanym montażu. O tym, na jakiej podstawie działają coboty i dlaczego twarde dane z OEE uzasadniają ich wdrożenie, poniżej.

Czym z inżynieryjnego punktu widzenia jest cobot?

Cobot to jednostka, której fundamentem bezpieczeństwa nie są zewnętrzne bariery, ale zintegrowane czujniki momentu obrotowego umieszczone w przegubie. Działają one w oparciu o algorytmy detekcji kolizji w czasie rzeczywistym. Jakikolwiek kontakt fizyczny, który przekroczy precyzyjnie zdefiniowane progi siły (niutony) lub energii (dżule), skutkuje natychmiastowym zatrzymaniem całego układu.

W nowoczesnych wdrożeniach klasyczne programowanie kinestetyczne (za pomocą teach pendant) to zaledwie warstwa podstawowa. Pełny potencjał cobota ujawnia się dzięki architekturze Digital Twin (Cyfrowego Bliźniaka) i systemom OLP (Offline Programming):

• Ekstrakcja z modeli CAD: Algorytmiczna konwersja krawędzi i powierzchni 3D na kod maszynowy, połączona z optymalizacją kinematyki odwrotnej i predykcją osobliwości.

• Skanowanie adaptacyjne: Systemy wizyjne 3D pobierają chmurę punktów rzeczywistego detalu i automatycznie generują ścieżkę w kilka sekund, bez wymogu posiadania modelu referencyjnego.

• Wirtualna weryfikacja kolizji: Pełna walidacja procesu odbywa się w środowisku cyfrowym, eliminując przestoje na fizycznej linii produkcyjnej.

Do czego służą roboty współpracujące w nowoczesnym zakładzie?

Coboty znajdują zastosowanie tam, gdzie procesy manualne wykazują charakter stochastyczny (losowy) i wymagają standaryzacji. Zastępując czynnik ludzki, wprowadzają one bezwzględną powtarzalność.

Najczęstsze i najbardziej zaawansowane aplikacje to:

• Inżynieria powierzchni i lakiernictwo (np. systemy natryskowe Krautzberger): Utrzymanie stałej prędkości punktu TCP gwarantuje jednolitą grubość powłoki. Cobot precyzyjnie steruje ciśnieniem atomizacji i szerokością strumienia, drastycznie redukując zjawisko overspray i minimalizując straty materiałowe.

• Spawanie wieloosiowe: Realizowane dzięki systemom autonomicznej generacji ścieżek z modeli 3D.

• Paletyzacja i logistyka: Modele o zwiększonym udźwigu (takie jak Elite Robots CS620, Elite Robots CS625) wykorzystują zaawansowane algorytmy do układania wzorów paletowych, maksymalizując stabilność ładunku.

• Montaż precyzyjny (Assembly): Operacje wkręcania i pasowania opierają się na ciągłej kontroli momentu dokręcania, co pozwala na bezbłędne wykrywanie gwintów i weryfikację poprawności montażu.

Dlaczego architektura cobotów generuje wymierne ROI?

Rosnąca popularność robotów współpracujących to nie kwestia trendu, lecz twardych danych produkcyjnych i wskaźników efektywności. Decyzja o ich implementacji opiera się na wymiernych korzyściach operacyjnych i finansowych.

Kluczowe metryki i przewagi technologiczne obejmują:

• Wzrost OEE (Overall Equipment Effectiveness): Znacząca poprawa dostępności i wydajności stanowiska roboczego.

• Minimalizacja wskaźnika odrzutów: Systemy kontroli i stała prędkość TCP sprawiają, że scrap rate spada do wartości całkowicie marginalnych.

• Stabilizacja czasu cyklu: Pełen determinizm czasowy wykonania operacji, co umożliwia precyzyjne planowanie harmonogramów produkcji.

• Redukcja kosztów CAPEX: Brak konieczności budowy wygrodzeń bezpieczeństwa i instalacji kurtyn świetlnych.

• Ekstremalna elastyczność: Natychmiastowa rekonfiguracja ramienia i adaptacja do nowych zadań bez zatrzymywania sąsiednich procesów.

Czy cobot zoptymalizuje procesy w Twojej firmie?

Jeśli priorytetem w Twoim zakładzie jest stabilizacja czasu cyklu, minimalizacja błędu ludzkiego oraz obniżenie wskaźnika odrzutów do zera, wdrożenie robota współpracującego jest racjonalnym krokiem w kierunku rozwoju i optymalizacji.

Najczęściej zadawane pytania o coboty

Co to jest cobot?

Cobot to robot współpracujący zaprojektowany do bezpiecznej pracy obok człowieka bez wygrodzeń ochronnych. Dzięki czujnikom momentu obrotowego i systemom detekcji kolizji może pracować bezpośrednio przy operatorze.

Jak działa cobot?

Cobot monitoruje siłę i moment obrotowy w czasie rzeczywistym. W przypadku wykrycia kolizji lub przekroczenia dopuszczalnych progów bezpieczeństwa natychmiast zatrzymuje ruch ramienia.

Czym różni się cobot od robota przemysłowego?

Klasyczny robot przemysłowy wymaga wygrodzeń i oddzielnej strefy pracy. Cobot posiada zintegrowane systemy bezpieczeństwa, które umożliwiają bezpośrednią współpracę z człowiekiem.

Ile kosztuje cobot?

Koszt zależy od udźwigu, zasięgu, wyposażenia oraz stopnia integracji z procesem produkcyjnym. Na budżet wpływa również programowanie, osprzęt i wdrożenie.