Robotyka i nowe technologie na targach JIMTOF

Japonia należy do liderów pod względem innowacji technologicznych. Oferuje kreatywność, którą naśladuje cały świat. Odbywające się co dwa lata w Tokio targi JIMTOF są miejscem prezentacji japońskich osiągnięć, które przyciągają na wystawę rzesze zwiedzających z całego świata.

 

 

Postęp robotyki jest ogromny. Firmy produkcyjne albo już z sukcesem wykorzystują roboty, albo rozważają możliwość ich zastosowania. Potwierdzają to dane na temat globalnej sprzedaży tych maszyn, która według raportu Międzynarodowej Federacji Robotyki (IFR) w 2017 r. wzrosła o 30% w porównaniu z 2016 r., osiągając rekordowy poziom 381 tys. sztuk. Brak jeszcze kompletnych danych na temat roku 2018, ale szacuje się, że w tym okresie wzrost osiągnął ok. 10%, czyli że sprzedano 421 tys. robotów.

 

Roboty w natarciu

Niedobór wykwalifikowanej siły roboczej i chęć przyciągnięcia młodych ludzi do pracy to kolejne argumenty za rozpowszechnieniem robotów. Są one przydatne przede wszystkim tam, gdzie dąży się do podniesienia produktywności i automatyzacji pracy, zwłaszcza w nocy. Poza tym dla potencjalnych pracowników fabryka, w której zainstalowano roboty, to atrakcyjne miejsce zatrudnienia, gdzie można zdobywać nowe kompetencje i wykonywać zadania dużo bardziej ambitne niż ładowanie i rozładowywanie maszyn przez całą zmianę.

Roboty były niewątpliwie atrakcją tokijskiej wystawy. Rekordowa liczba zwiedzających świadczy zaś o tym, że targi są wciąż najlepszą formą prezentacji nowych technologii dla przedstawicieli przemysłu. Przedsiębiorstwa produkcyjne poszukują strategii wytwarzania, które pozwolą im zwiększyć efektywność i przyspieszyć wzrost. Najlepszym obecnie środkiem do osiągnięcia tych celów jest właśnie automatyzacja.

 

Coraz więcej cobotów

Nadal bardzo popularne są roboty, które pracują z zabezpieczeniem uniemożliwiającym ludziom dostęp do ich obszaru roboczego, zwłaszcza gdy wykonywane przez nie zadania wymagają dużej prędkości. Obok nich coraz liczniejsze są roboty współpracujące – coboty, które mogą bezpiecznie działać w otoczeniu ludzi. Na targach JIMTOF było ich tyle samo co konwencjonalnych robotów (jeśli nie więcej).

 

 

Specjalne czujniki pilnują, by coboty nie stanowiły zagrożenia dla pracowników przebywających w tym samym obszarze roboczym. Czujniki mogą być zintegrowane z samym robotem, aby zatrzymać jego ruch, gdy maszyna niespodziewanie dotknie obiektu lub osoby. Inne aplikacje wykorzystują czujniki do spowalniania lub zatrzymywania ruchu robota w zależności od odległości człowieka od obszaru roboczego.

Obowiązująca wcześniej norma ISO 10218 dotycząca wymagań bezpieczeństwa w przypadku robotów przemysłowych (opublikowana w 2011 r.) nie uwzględniała robotów współpracujących i ich bezpiecznej integracji w zakładzie produkcyjnym. Dlatego powstała nowa specyfikacja techniczna – ISO/TS 15066. Dostarcza ona integratorom robotów i użytkownikom wskazówki dotyczące przeprowadzania bardziej zaawansowanych, wstępnych ocen ryzyka zarówno dla cobota, jak i dla środowiska, które dzieli on z ludźmi.

Kolejnym sygnałem świadczącym o tym, że zainteresowanie robotami współpracującymi wzrasta, jest rozwój elementów końcowych zaprojektowanych z myślą o takich maszynach. Firma Schunk prezentowała na targach chwytak Co-acta. Ma on miękką osłonę i jest pozbawiony ostrych rogów czy punktów zaciskających. Siła chwytania nie przekracza 140 N, aby zapobiec zranieniu człowieka.

 

Roboty mobilne

Roboty powinny móc obsłużyć wiele maszyn w jednej fabryce. Zakłady, które produkują różne części w niewielkich ilościach, mogą czerpać korzyści ze zautomatyzowanego ładowania; podobnie jest w przypadku operacji o wysokiej wydajności. Tu przydatne będą ruchome, samodzielne jednostki ładunkowe z robotami i systemami magazynowania części. Po zakończeniu zadania na jednym urządzeniu można je łatwo przenieść do innego za pomocą podnośnika paletowego lub wózka widłowego. Podkładki wyrównujące dostosowują wysokość tych jednostek do maszyny. Niektóre urządzenia współpracują z różnymi sterownikami obrabiarki i nie wymagają od konstruktora maszyn zastosowania specjalnego interfejsu robota. Zamiast tego do podłączenia maszyny i ładowarki potrzebny jest programowalny sterownik logiczny (PLC).

 

 

Kolejny krok to integracja cobotów z automatycznymi pojazdami sterowanymi (AGV), które mogą się autonomicznie poruszać od jednej maszyny do drugiej. Agregaty AGV wykorzystują czujniki, aby bezpiecznie przemieszczać coboty po całym obiekcie, bez kolizji ze sprzętem, ludźmi czy innymi przeszkodami. Takie rozwiązania również były prezentowane na targach.

DMG MORI oferuje robota AGV+, zwanego także RV3. Powstał on w wyniku współpracy tej firmy ze start-upem z branży samochodowej. Robot tworzy kompaktowy system z nośnikiem. Można go dowolnie przesuwać z jednej maszyny do drugiej i może on np. zmieniać narzędzia.

 

Integracja robotów z maszynami

Aby zwiększyć wydajność w małych i średnich przedsiębiorstwach, dla których konwencjonalna robotyka byłaby zbyt skomplikowana lub zbyt kosztowna, firma Okuma zaprezentowała tokarkę LB3000 EX CNC z Armroid. W tym rozwiązaniu obrabiarkę zintegrowano z robotem przegubowym. Przy okazji pozwala to zaoszczędzić miejsce w przestrzeni roboczej. Ramię robota może ładować i rozładowywać obrabiane przedmioty, co pozwala na zautomatyzowanie masowej produkcji. Nie jest konieczne kosztowne i czasochłonne szkolenie personelu, ponieważ robot jest obsługiwany za pomocą standardowego sterowania CNC obrabiarki. Dodatkowo robot poprawia sam proces obróbki, ponieważ przytrzymuje obrabiany przedmiot, aby zapobiec drganiom. Armroid będzie dostępny w Europie od 2019 r.

Kolejne rewolucyjne rozwiązanie firmy Okuma do integracji z obrabiarką to system Standroid. Instalacja jest niezwykle prosta, ponieważ robot znajduje się w zajmującej znacznie mniej miejsca niż konwencjonalne roboty zautomatyzowanej komórce umieszczanej obok maszyny. Wystarczy go podłączyć do źródła zasilania i kabla sieciowego, a cała instalacja nie zajmuje w sumie dłużej niż jeden dzień. W skład systemu Standroid wchodzą roboty Fanuc i Yaskawa. Ich głównym zadaniem jest wymiana detali na obrabiarce.

 

 

Automatyzacja transferu danych

Podczas targów JIMTOF można było poznać także drugie oblicze automatyzacji, związane z transferem danych. Najbardziej spektakularnym przykładem był automatyczny transfer danych między prawie 300 urządzeniami. Obrabiarki, roboty, urządzenia kontrolne i inny sprzęt od 72 wystawców połączono systemem Field IIoT firmy FANUC, aby utworzyć wielką smart factory na wystawie. Monitory pokazywały stan maszyn w ośmiu salach wystawowych.

 

Nowe trendy w przemyśle

Wraz z rozwojem internetu rzeczy (IoT) można zaobserwować duże zmiany w przemyśle obrabiarkowym. Trend ten spowodował przeniesienie nacisku ze sprzętu na oprogramowanie i z produktów na usługi. Niektórzy specjaliści ostrzegają, że przedsiębiorstwa, które sprzedają tylko towary, będą w przyszłości na straconej pozycji. Liderzy branży już teraz przykładają coraz większą wagę do oprogramowania.

Od 2017 r. firma Fanuc oferuje system Field, który jest platformą IIoT do łączenia maszyn, robotów i innego sprzętu. Trwają prace nad strukturą opłat za udostępnienie platformy i aplikacji jako nowego źródła przychodów dla firmy.

Inne firmy, takie jak Mitsubishi Electric, DMG MORI i Siemens, również wprowadziły własne platformy IoT. Wydaje się, że jest to nieunikniony krok, by producenci sprzętu mogli zachować swoją pozycję na szybko zmieniającym się rynku.

Japoński rząd naciska na współpracę między twórcami platform. Obfitość rozwiązań powoduje dezorientację użytkowników, który nie wiedzą, co wybrać. Właściciele małych i średnich przedsiębiorstw stają przed poważnym dylematem związanym z istotnymi kosztami.

Stąd japońskie Ministerstwo Gospodarki, Handlu i Przemysłu (METI) rozpoczęło realizację projektu, którego celem jest zwiększenie współpracy między firmami oferującymi platformy IoT. Oprócz firm Fanuc, Mitsubishi Electric i DMG MORI włączyła się w niego firma Hitachi. Uczestnicy mają wypracować metody standaryzacji operacyjnych formatów danych i stworzyć system interoperacyjności platform. Projekt ma zostać zrealizowany do 2020 r.

 

Kolejna edycja targów JIMTOF odbędzie się w dniach 7–12 grudnia 2020 r.