Klasyfikacja, zastosowanie i programowanie robotów przemysłowych

Rozwój robotyki wpływa na uproszenie metod programowania robotów przemysłowych. Kiedyś mieliśmy do czynienia jedynie ze skomplikowanym sposobem tekstowym. Dziś możemy liczyć na wiele ułatwień. Wyjaśniamy, do czego można zaprogramować roboty przemysłowe i z jakich metod w tym celu skorzystać.

Czym jest robot przemysłowy?

Robotami przemysłowymi nazywamy programowalne i sterowane automatycznie maszyny, spełniające w przemyśle wiele zadań. Urządzenia te najczęściej służą do pracy, która wcześniej musiała być wykonywana ręcznie przez człowieka.

Pierwsze roboty przemysłowe stosowano w fabrykach i zakładach produkcyjnych w latach 50. i 60. XX wieku. Używano ich początkowo do przenoszenia ciężkich obiektów, co stanowiło ogromne usprawnienie w pracy. Od tego czasu urządzenia cały, czas są modyfikowane i udoskonalane. Obecnie można je wyposażyć w spersonalizowane funkcje, które będą dopasowane do konkretnego użytkownika.

W produkcji robotów przemysłowych nie chodzi tylko o to, aby maszyny mogły zastąpić człowieka w wykonywaniu skomplikowanej, trudnej czy monotonnej pracy. Bardzo ważnym aspektem jest to, że urządzenia mogą wykonywać niezbędne zadania, które dla pracownika byłyby ryzykowne i narażałyby go na uszczerbek na zdrowiu. Zaletą używania robotów przemysłowych jest więc nie tylko optymalizacja czy przyspieszenie pewnych procesów, ale również zwiększenia bezpieczeństwa.

Rodzaje robotów przemysłowych

Wykorzystywane w przemyśle roboty można podzielić według różnych kryteriów. Podstawowa klasyfikacja dotyczy precyzji, szybkości oraz mobilności urządzeń. To istotne ze względu na fakt, że w różnych dziedzinach sprawdzą się inne rozwiązania. Niektóre zakłady będą potrzebowały precyzyjnych, dokładnych i wolniej działających robotów, inne postawią na szybkość działania.

Najpopularniejsze rodzaje robotów przemysłowych to:

• Roboty o określonej strukturze budowy ramienia – kryterium rozróżniającym ten typ maszyn będzie liczba osi oraz wyznaczanie trajektorii. Najbardziej uniwersalnymi maszynami z tej grupy są wielozadaniowe roboty 6-osiowe. Poza tym popularne są także roboty 4-osiowe do paletyzacji i 7-osiowe, w których ramię ma dostęp do trudno dostępnych miejsc.

• Roboty adaptujące się do warunków roboczych – dzięki rozwojowi sztucznej inteligencji oraz skomplikowanym algorytmom programistycznym, tego typu maszyny mogą analizować wykonane zadania, a następnie samodzielnie regulować precyzję działania.

• Roboty o wysokim stopniu mobilności – wykorzystywane w gałęziach przemysłu, gdzie pożądana jest duża mobilność urządzeń oraz możliwość pracy w różnych warunkach środowiskowych, np. w branży militarnej czy związanej z bezpieczeństwem publicznym. Tego typu urządzania są zaprogramowane tak, aby samodzielnie omijały przeszkody oraz ładowały własne baterie w stacjach dokujących. W tym czasie pracę wykonują inne roboty o naładowanych akumulatorach. Maszyny z tej grupy często przypominają budową człowieka.

• Roboty przegubowe/ramieniowe – czyli takie, które swoim działaniem naśladują ramię człowieka. To najpopularniejsza obecnie grupa robotów, wykorzystywana nie tylko w zadaniach wymagających wysokiej precyzji, ale również podczas obróbki dużych powierzchni, np. podczas spawania.

• Roboty cylindryczne (suwnicowe, bramowe) – W tym przypadku również mamy do czynienia z ramieniem, które można skonfigurować na rożne sposoby. Roboty cylindryczne małych rozmiarów są używane jako wsparcie dla specjalistów, którzy na co dzień mają do czynienia z precyzyjnymi instalacjami.

Do jakich zadań można zaprogramować roboty przemysłowe?

Możliwości automatyzacji w przemyśle są dziś praktycznie nieograniczone. W dużej mierze zależą od zdolności programistycznych oraz opłacalności samego procesu. Roboty przemysłowe wykorzystuje się do takich zadań, jak:

• Kompletowanie i kontrolowanie zamówień w magazynach;
• Pakowanie przedmiotów (urządzenie można zaprogramować tak, aby samo określało wymiary produktu i potrafiło dopasować karton oraz rodzaj zabezpieczeń);
• Spawanie elementów w technologii MIG/MAG, TIG, plazmowej i laserowej;
• Odcinanie elementów (również w niebezpiecznych warunkach);
• Załadunek i rozładunek maszyn, np. pras, wtryskarek, wykrawarek, maszyn odlewniczych itd.;
• Obróbka tworzyw sztucznych w wysokich temperaturach;
• Testowanie oraz montaż płytek PCB;
• Kontrola jakości;
• Malowanie, szlifowanie, polerowanie;
• Przykręcanie elementów zgodnie z wytycznymi;
• Przenoszenie ciężarów.

Na czym polega programowanie robotów przemysłowych?

Jak widzimy, możliwości zastosowania robotów są ogromne, jednak, aby maszyna wykonywała określone działania, trzeba ją zaprogramować. W tym celu wykorzystuje się różne języki programowania, zależne od typu urządzenia oraz producenta.

Programowanie robotów może być przeprowadzane w różnych środowiskach. Poza ruchami ramienia istnieje możliwość umieszczenia niezbędnych elementów, takich jak maszyny czy gotowe produkty.

Możemy wówczas przetestować zasięgi pracy, czasy cyklu oraz wiele innych parametrów. W ten sposób otrzymamy gotowy program dla robota.

Główne metody programowania robotów to:

• Programowanie tekstowe – to najstarszy sposób programowania polegający na tym, że linijki kodu wpisywane są na teach pendancie lub w oprogramowaniu urządzenia. To zaawansowana metoda, która wymaga wiedzy z zakresu robotyki oraz znajomości komend robota.

• Programowanie graficzne – stosowane głównie w cobotach, czyli robotach współpracujących. Na osi czasu umieszcza się określone ikony (np. ruch, czekanie na sygnał itd.). Urządzenie odtwarza te czynności w określonej sekwencji, np. w pętli lub czeka na sygnał operatora. Metoda ta jest stosunkowo prosta i umożliwia szybką naukę.

• Programowanie przez wodzenie ramieniem robota – przyciskami przemieszczamy ramię od punktu do punktu i w ten sposób uczymy robota określonego działania. To bardzo prosta metoda, a ewentualne błędy mogą wynikać z niedokładności ludzkiej ręki. Aby zredukować pomyłki można zastosować programowanie hybrydowe.

• Programowanie offline – polega na planowaniu pracy robota w specjalistycznych narzędziach do programowania. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość przetestowania pracy maszyny przed wprowadzeniem danych do systemu produkcyjnego. W ten sposób można również szybko przeprogramować urządzenie, minimalizując przestoje produkcyjne.

Korzyści z inwestowania w automatyzację przemysłu

Główną korzyścią, dla której kolejne przedsiębiorstwa decydują się na robotyzację w pracy, jest maksymalizacja zysków. Zastosowanie robotów przemysłowych pozwala przede wszystkim na redukcję kosztów zatrudnienia. Mimo wysokiego kosztu jednostkowego przy zakupie maszyn, jest to bardzo opłacalna inwestycja. Maszyny w przemyśle to także brak problemów z zarządzaniem kapitałem ludzkim na dużą skalę, ze wszystkimi jego aspektami. Niezwykle istotną kwestią jest zniwelowanie wypadków pracowniczych, a także konsekwencji w postaci pozwów czy odszkodowań.

Podsumowując, automatyzacja w przemyśla oznacza wysoki poziom bezpieczeństwa, lepszą jakość produktów końcowych, oszczędność czasu oraz pieniędzy, a w konsekwencji zwiększenie zysków.