Kolaboratívny robot - Cobot - je vstupom do automatizovaného zvárania. Kvalifikovaných zváračov oslobodzuje od únavného rutinného zvárania a zváračským firmám zaisťuje zvary vynikajúcej kvality, pomáha zvyšovať produktivitu a konkurencieschopnosť na trhu. O rentabilnosti, bezpečnosti, obsluhe a programovaní kolaboratívneho robota (cobota) značky Lorch sme sa rozprávali s Radkom Wimmerom, špecialistom na automatizáciu v spoločnosti Lorch.
Prečo si vybrať práve cobota a do akej výroby je vhodný?
Cobot je zariadenie pre uľahčenie opakujúcich sa prác ručných zváračov, zbavenie rutinnej práce a možnosť využiť kapacity zváračov pre to, čo nie je možné jednoducho automatizovať a musí byť ručne zvárané.
Ako veľká musí byť firma, aby dokázala obslúžiť kolaboratívneho robota?
Stačí jeden človek. Cobot je zariadenie v rámci segmentu robotového zvárania, ktorý má najrýchlejšiu reakciu na zmenu projektu a najmenšie náklady alebo investície na preprogramovanie daného produktu, projektu alebo dielu.
To znamená, že netreba tisícky výrobkov, ale už po 10-tich, 20-tich sa dá jednoducho preprogramovať na inú sériu?
Je to dokonca ešte jednoduchšie, Cobot by sa dal použiť aj na jeden jediný kus a bolo by to rentabilné.
Hovoríme o kolaboratívnom robotovi. V čom sa líši takýto cobot od robota?
Hlavný rozdiel je v bezpečnosti. Kolaboratívny robot (cobot) umožňuje súčinnosť obsluhy priamo na mieste pri výrobku s automatizáciou zvárania. To znamená, že zariadenie alebo zváracie pracovisko nie je nutné vybavovať kompletným ochranným oplotením. Na to má cobot vlastné koncepty ochrany.
Kolaboratívnych robotických systémov na závranie je na trhu viac. V čom je cobot od Lorchu jedinečný?
Systém Lorch Cobot Welding Package je jedinečný v integrácii robota a zváracieho zariadenia. Štandardný princíp známy z minulosti pri zváraní robotom je tzv. job modus, kedy zvárač musí vedieť ovládať stroj, parametrizuje zvar, uloží všetky parametre daného zvaru pod pamäťovú pozíciu v zváracom stroji a z robota potom vyvolá numerickú hodnotu pamäťovej pozície. To znamená kompletnú sadu parametrov.
To, čo robí Lorch Cobot Welding Package lepšie, je určitá miera asistencie nekvalifikovanej obsluhy. Predpokladáme, že pri robotovi nebude pracovať 100 % času kvalifikovaný zvárač. Chceme ho od jednoduchého zvárania oprostiť, preto bude prevádzkovaný operátorom pod dohľadom zvárača. Lorch ponúka okrem zmieneného job módu aj dva ďalšie režimy asistencie:
- individual modus - ide o nastavenie kompletnej technológie v rámci robotového programu, čo je veľmi dôležité pre budúcnosť Industry 4.0, ktorá bude požadovať čo najjednoduchšiu archiváciu a znovupoužitie danej technológie. V tomto prípade ovládame všetky parametre zváracieho stroja priamo z kolaboratívneho robota a zváracie parametre tiež ukladáme priamo do jeho programu. Vo chvíli archivácie programu robota tak máte kompletný balíček technológie pre opätovné použitie v budúcnosti, ak by bolo potrebné riešiť rovnaký porojekt alebo zákazku.
- režim asistent je ďalšou výhodou - pomáha takmer nekvalifikovanej obsluhe. Operátorovi kolaboratívneho robota stačí vedieť, kam patrí zvárací horák a bez ďalšej znalosti zváracej technológie je schopný naprogramovať a previesť zvar v robotovej kvalite.
Kedy je výhodné využiť kolaboratívneho robota?
Ide o pomerne univerzálne zariadenie, ktoré sa hodí najmä na jednoduché zváranie s nižším až stredným výkonom zváracieho rozsahu. Aplikácií je množstvo, napr. zákazník, ktorý za 1 rok vyrobil 10 000 dielov na 6-tich rôznych projektoch úplne odlišného charakteru. Je vhodný hlavne pre jednoduchšie aplikácie, ľahko upnuteľné, polohovateľné diely na stole.
Hovorili sme o bezpečnosti, v čom je kolaboratívny robot špecifický? Prečo môže byť bez klietky, na ktorú sme pri robotoch zvyknutí?
Jednak je to samotná konštrukcia manipulátora. Je výrazne ľahšia, ide o pomerne subtílny systém. Hmotnosť manipulátora sa pohybuje okolo 27 kg, hmotnosť priemyselného zváracieho robota s takýmto rozsahom je okolo 120 kg. Hlavnou požiadavkou automatického systému bez ochranného oplotenia je kinetická energia a rýchlosť, ktorú zariadenie vyvinie. Kolaboratívny robot je vo svojej maximálnej rýchlosti obmedzený. Obmedzenia stanovuje konzorcium výrobcov robotov a tento dokument bude slúžiť ako podklad pre prípravu budúcich harmonizovaných noriem. To znamená, že robot je výrazne ľahší, pri danej rýchlosti pohybu má výrazne nižšiu kinetickú energiu a spôsobuje výrazne nižšie riziko zranenia obsluhy.
Zároveň cobot obsahuje vnútorné senzory proti zraneniu.
Áno, vidíte sami, že horák nie je vybavený žiadnym kolíznym spínačom, ako to býva pri priemyselných robotoch. Cobot je vybavený sledovaním spätnej väzby odberu každého motoru, pri kolízii sa zastaví. Má stanovený aj maximálny impulz alebo silu nárazu, ktorými je možné naraziť a aby to bolo ešte bezpečnejšie, je možné mu nastaviť virtuálne ploty. To znamená, pracovisko nie je oplotené fyzicky, ale pre kolaboratívneho robota je.
Takže sa nemôže stať, že mi horák príde do kontaktu s predmetmi okolo, prípadne s očami?
Nemôže sa to stať. U nás nie je možné, aby pracovný bod nástroja opustil bezpečnú zónu stolu. Zóny sú individuálne definovateľné používateľom. My ich síce predpíšeme pri uvedení do prevádzky, ale zákazník môže pracovať s ďalšími možnosťami, ako virtuálne ohraničiť pracovisko.
Aké sú výhody pre obsluhu kolaboratívneho robota?
Okrem jednoduchosti pracovnej alebo ovládacej plochy pendantu je možné programovať pohyby robota za pomoci rúk, čo pri štandardných priemyselných robotoch nie je. Obsluha jednoducho stlačí pedál, vezme horák do rúk, umiestni na pozíciu štartu zvárania tak, ako by to pravdepodobne urobil zvárač, ktorý pracuje štandardne manuálne.
Nebude horák na nastavovanie rukou príliš horúci?
Preto, aby nebol, používame dvojité chladenie zváracieho zdroja alebo okruhu zváracieho horáka tak, aby dochádzalo k čo najrýchlejšiemu dochladeniu krku po zváraní. Súčasťou podmienok kolaboratívneho zvárania je práca s ochrannými okuliarmi a rukavicami. Takže to nie je riziko.
Čo obsahuje Lorch Cobot Welding Package?
Balík Lorch Cobot pre zváranie TIG obsahuje robotické rameno od Universal Robots UR10, zvárací zdroj Lorch série V, horák LTR 350, hybridný koncept chladenia s technológiou Heatpipe (umožňuje rýchlu, presnú výmenu horáku bez úniku chladiacej vody), digitálne integrovaný podávač studeného drôtu, softvérovú výbavu procesmi, softwarové rozhranie Cobotronic, bezpečnostnú techniku s laserovým skenerom a potvrdzovacím tlačidlom, káblový zväzok a komplet vybavenie pre automatické zváranie TIG.
Balík Lorch Cobot pre zváranie MIG/MAG obsahuje robotické rameno UR10, zvárací zdroj Lorch série S-XT chladený kvapalinou s podávačom drôtu, plnú softvérovú výbavu procesmi Speed, špeciálne rozhranie Cobotronic, vodný chladiaci systém so zvýšeným výkonom chladenia, horák LMR 450 W s dvojitým chladením, rameno so závesom, nožné pedálové tlačidlo, funkčné tlačidlo s núdzovým vypnutím STOP, montážnu dosku a komplet výbavu pre automatické zváranie MIG/MAG:
Montáž Lorch Cobot Welding Package je vždy na zváracom stole (stôl nie je súčasťou balíka), zákazník sám určí jeho rozmer alebo systém upínania. Výhodou balíčku je, že je kompletne vyskúšaný a certifikovaný. Hlavná devíza je označenie CE. Vykonali sme všetky analýzy bezpečnosti a konformity s normatívou a ak zákazník dodrží niekoľko podmienok, nemusí robiť žiadnu bezpečnostnú analýzu pracoviska, dostáva ju od nás.
Ako sa zákazníci naučia takéhoto kolaboratívneho robota obsluhovať, resp. naprogramovať?
V rámci balíčka ponúkame zákazníkom prvý krát voľný prístup do novej Lorch akadémie. Súčasťou akadémie sú moduly e-learningu. V rámci online e-learningu je možné sa krok za krokom aj spätne dozvedieť celú stavbu, uvedenie do prevádzky, jednotlivosti programovania, detaily programovania pohybu, detaily ovládania režimov integrácie. To znamená, že potom, čo uvedieme zariadenie u zákazníka do prevádzky a preškolíme jeho obsluhu, znalosti nestráca. Napr. keď vymení obsluhu, personál, tak prístup do elektronickej akadémie mu zostáva a môže sa kedykoľvek spätne z tabletu alebo smartfónu v skutočnom čase na danú informáciu pozrieť.
Takže zákazník je preškolený, kedykoľvek má prístup k e-learningu a vie si opakovane zaškolovať svojich ďalších zamestnancov.
Presne tak, súčasťou e-learningu sú inštruktážne videá, postupy krok za krokom, tutoriály, wizardy, kompletný balíček know-how, ktorý je pre pracovisko potrebný.
Tento dokument je súčasťou trás, ktoré sa vie programátor, zvárač učiť priebežne?
Toto je jeden z prvých krokov školenia, po uvedení do prevádzky, skúšky zvárania, následuje výuka krok za krokom jednotlivých špecifík a prístupov k overeniu rôznych geometrických situácií. To sa naučí obsluha v rámci 2-dňového školenia. To znamená, súčasťou balíčku je 3-denné uvedenie do prevádzky a zaškolenie obsluhy. Uvedenie do prevádzky počítame na pol dňa, zaškolenie tiež na pol dňa a tie ďalšie dni obsluha pod našim dohľadom prevádza jednotlivé úlohy. Ako poslednú úlohu nášho školenia a uvedenia do prevádzky je zvarenie komplexného dielu s niekoľkými geometrickými detailami. Od zákazníka požadujeme urobenie dielu v niekoľkých rôznych nastaveniach a niekoľkými druhmi zvaru.
Pol dňa na zostavenia cobota, pol dňa školenia a následne sa 2 dni iba trénuje nastavovanie?
Áno, rozhranie (human interface) robota je naozaj ojedinelé, má úplne iný prístup než konvenčný priemyslový robot. Je to veľmi jednoduché a intuitívne a môžeme povedať, že každý, kto dnes ovláda smartfón spĺňa kvalifikáciu, aby sa s týmto systémom za pol dňa naučil pracovať.
Za rozhovor a odpovede na otázky ďakujeme Radkovi z firmy Lorch. Ak máte viac otázok, neváhajte sa nám ozvať.
Milan Solík
