Roboty przemysłowe — podstawowa klasyfikacja
Robot przemysłowy FANUC — producent z Japonii, jeden z czołowych dostawców robotów dla przemysłu motoryzacyjnego i elektronicznego. Źródło: Wikimedia Commons, CC BY-SA.
Roboty przemysłowe klasyfikuje się według liczby stopni swobody (osi), budowy mechanicznej i zakresu zastosowań. Najczęściej spotykanym typem w Polsce jest robot manipulacyjny z sześcioma osiami — rama kinematyczna umożliwia dotarcie do każdego punktu w przestrzeni roboczej z dowolną orientacją narzędzia.
Podstawowe typy mechaniczne
- Robot przegubowy (6-osiowy) — najbardziej wszechstronny, stosowany przy spawaniu, malowaniu, montażu
- Robot SCARA — 4-osiowy, zoptymalizowany do szybkich ruchów poziomych; typowy przy montażu elektroniki
- Robot delta (równoległy) — bardzo szybki, stosowany przy pakowaniu i pick-and-place w przemyśle spożywczym
- Robot kartezjański (gantry) — pracuje wzdłuż trzech prostopadłych osi; stosowany przy obróbce CNC i paletyzacji
- Cobot (robot współpracujący) — przeznaczony do pracy obok operatora bez pełnych barier bezpieczeństwa
Zastosowania w branży motoryzacyjnej
Robot spawalniczy ABB — stosowany przy automatycznym spawaniu łukowym i punktowym karoserii pojazdów. Źródło: Wikimedia Commons, CC BY-SA.
Polska branża motoryzacyjna skupia znaczną liczbę zakładów produkcji podzespołów i montażu finalnego. Zakłady takie jak fabryki Stellantis w Tychach czy Volkswagen Poznań używają robotów do operacji wymagających powtarzalności i precyzji niemożliwej do uzyskania ręcznie.
Spawanie
Spawanie to pierwsze zastosowanie robotów przemysłowych na dużą skalę — zarówno spawanie punktowe (zgrzewanie oporowe) przy łączeniu blach karoseryjnych, jak i spawanie łukowe (MIG/MAG) przy produkcji ram i elementów nośnych. Roboty spawalnicze są prowadzone po ścieżkach zapamiętanych podczas uczenia przez prowadzenie (teach-in) lub programowania offline w środowisku CAM.
Montaż i obsługa maszyn
Roboty montażowe instalują elementy do gotowych karoserii, wkręcają śruby z kontrolowanym momentem, przyklejają uszczelki i wkładają szyby. W nowoczesnych zakładach jedna linia montażowa może zawierać kilkadziesiąt robotów koordynowanych przez centralny system SCADA.
Malowanie i uszczelnianie
Kabiny lakiernicze w fabrykach samochodów są w całości obsługiwane przez roboty — eliminuje to narażenie ludzi na szkodliwe substancje i zapewnia równomierność pokrycia. Roboty nakładają też masę uszczelniającą na łączenia blach przed montażem.
Automatyzacja w przemyśle spożywczym
Robot przemysłowy w procesie produkcyjnym — automatyzacja zastępuje ręczne operacje w trudnych warunkach pracy. Źródło: Wikimedia Commons, CC BY-SA.
Przemysł spożywczy w Polsce — jeden z największych eksporterów żywności w UE — intensywnie wdraża automatyzację pakowania, sortowania i paletyzacji. Wymagania higieniczne (IP69K, materiały dopuszczone do kontaktu z żywnością) determinują dobór robotów.
Pakowanie i paletyzacja
Roboty delta (równoległe) wykonują operacje pick-and-place z prędkością kilkudziesięciu cykli na minutę przy pakowaniu cukierków, przetworów lub produktów nabiałowych. Paletyzatory robotyczne układają skrzynki i opakowania na paletach według zaprogramowanego wzorca.
Sortowanie produktów
Systemy wizyjne zamontowane nad taśmociągiem identyfikują kształt, kolor i wagę produktów. Na podstawie tej informacji ramię robotyczne odrzuca braki lub kieruje produkty do odpowiednich pojemników. Takie systemy są stosowane m.in. przy sortowaniu owoców, warzyw i pieczarek.
Robotyka w elektronice i elektryce
Polskie zakłady produkcji elektroniki (w tym fabryki LG Electronics we Wrocławiu czy zakłady Jabil i Flex) stosują roboty SCARA i kartezjańskie do obsługi linii SMT (Surface Mount Technology): pobierania komponentów z taśm i umieszczania ich na płytkach PCB z dokładnością do dziesiętnych części milimetra.
Dostawcy robotów przemysłowych w Polsce
FANUC
Japoński producent z szeroką ofertą robotów od 0,5 kg do 2300 kg udźwigu. Stosuje własny system sterowania CNC. Posiada przedstawicielstwo i serwis w Polsce.
ABB Robotics
Szwajcarsko-szwedzki koncern z fabryką robotów w Västerås. Linia IRB obejmuje roboty spawalnicze, malarskie i montażowe. ABB ma oddział w Polsce od lat 90.
KUKA
Niemiecki producent, własnością Midea Group (Chiny). Roboty KUKA są szeroko stosowane w fabrykach motoryzacyjnych. KUKA Polska działa z siedzibą w Warszawie.
Yaskawa Motoman
Japoński producent znany z robotów spawalniczych i manipulacyjnych. Obecny na polskim rynku przez dystrybutorów i integratorów systemów automatyki.
Standardy bezpieczeństwa
Instalacje robotyczne w Polsce muszą spełniać wymagania dyrektywy maszynowej 2006/42/WE oraz norm zharmonizowanych:
- ISO 10218-1/2 — bezpieczeństwo robotów przemysłowych i ich integracji
- ISO/TS 15066 — bezpieczeństwo robotów współpracujących (cobot)
- EN 62061 — bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych systemów sterowania
Ocenę ryzyka instalacji robotycznej i dokumentację CE sporządza integrator systemu. W Polsce funkcję integratora pełnią wyspecjalizowane firmy — często lokalne oddziały grup zagranicznych lub polskie firmy inżynierskie.
Przemysł 4.0 w Polsce
Koncepcja Przemysłu 4.0 zakłada integrację robotów, czujników i systemów informatycznych przez protokół OPC UA i platformy chmurowe. Polskie firmy produkcyjne na różnym etapie zaawansowania wdrażają elementy tej koncepcji — od prostego monitorowania maszyn po pełne cyfrowe bliźniaki linii produkcyjnych.