Roboty współpracujące, czyli coboty, stały się w ostatnich latach jednym z najpopularniejszych tematów w obszarze automatyzacji. Wiele firm postrzega je jako szybki, „bezpieczny” i stosunkowo niedrogi sposób na usprawnienie procesów produkcyjnych, bez konieczności ponoszenia dużych nakładów inwestycyjnych w infrastrukturę, szczególnie w zakresie wygrodzeń celi zrobotyzowanych czy technicznych środków ochronnych. Rzeczywistość bywa jednak znacznie bardziej złożona, ponieważ cobot nie zawsze jest najlepszym wyborem. Istnieją procesy, w których sprawdzi się doskonale, oraz takie, w których okaże się rozwiązaniem zbyt wolnym, a nawet niebezpiecznym.
Czym właściwie jest cobot
Robot współpracujący to robot zaprojektowany do bezpiecznej pracy w bliskiej obecności człowieka, dzielący z nim przestrzeń roboczą i wykonujący zadania ramię w ramię z operatorem.
Kluczowe założenia konstrukcyjne cobota to:
- ograniczona dynamika ruchu ramienia oraz stałe monitorowanie prędkości i pozycji,
- wbudowane systemy kontroli momentu lub siły, które natychmiast reagują na kontakt z przeszkodą,
- zaokrąglone krawędzie i konstrukcja minimalizująca siłę uderzenia,
- tryby pracy umożliwiające bezpieczną interakcję człowiek–robot, takie jak prowadzenie ręczne czy monitorowanie prędkości i dystansu,
- intuicyjne programowanie oraz uproszczona integracja.
W teorii oznacza to, że cobot pracujący w trybie ograniczenia siły i mocy może poruszać się w otoczeniu człowieka bez dodatkowych zabezpieczeń, ponieważ w momencie kontaktu z przeszkodą natychmiast reaguje zatrzymaniem.
Kiedy cobot NIE ma sensu
Wbrew pozorom jest wiele zastosowań, w których cobot nie będzie najlepszym wyborem. To sposób wykonania zadania oraz sposób integracji decydują o tym, czy współpraca człowieka z robotem jest rzeczywiście bezpieczna i dopuszczalna, a nie sam fakt wykorzystania cobota.
Aplikacje współpracujące muszą spełniać rygorystyczne ograniczenia wynikające z ryzyka przewidywalnych uderzeń, przytrzaśnięć czy kontaktu z człowiekiem. W praktyce oznacza to, że ruchy cobota są celowo spowolnione, aby ograniczyć energię potencjalnego uderzenia, przez co w wielu procesach pracuje on zauważalnie wolniej niż klasyczne roboty przemysłowe.
Oprócz kwestii wydajności warto spojrzeć także na pozostałe elementy systemu zrobotyzowanego. O bezpiecznej współpracy możemy mówić wyłącznie wtedy, gdy:
- chwytak lub narzędzie jest bezpieczne,
- detal jest bezpieczny,
- sam proces jest bezpieczny.
Jeśli chwytak generuje dużą siłę zamykania, przenoszony detal ma ostre, tnące krawędzie albo proces obejmuje niebezpieczne operacje, takie jak spawanie laserowe, to i tak konieczne będą dodatkowe środki ochronne. W takiej sytuacji cobot traci swoją główną przewagę.
Cobot czy robot przemysłowy?
Cobot będzie świetnym rozwiązaniem wszędzie tam, gdzie aplikacja współpracująca nie wymaga dużej siły, momentu ani wysokiej prędkości, a sam proces obejmuje powtarzalne, ergonomicznie uciążliwe operacje lub często ulega zmianom i wymaga szybkiego oraz prostego przezbrojenia.
Dobrymi przykładami zadań współpracujących są m.in.:
- pakowanie i paletyzacja lekkich produktów,
- testy funkcjonalne oraz kontrola jakości,
- aplikacje dozujące,
- montaże niewymagające dużej siły,
- proste operacje typu pick & place.
Aby ocenić, czy dany proces nadaje się do realizacji jako aplikacja współpracująca, warto skorzystać z prostego, praktycznego modelu decyzyjnego, który opiera się na pięciu kluczowych pytaniach:
- Jaka wydajność procesu jest wymagana?
- Jakie zagrożenia wiążą się z realizowanym procesem?
- Czy narzędzie i detal można uznać za bezpieczne?
- Czy dostępna przestrzeń robocza ma istotny wpływ na inwestycję?
- Czy w procesie przewiduje się częste zmiany lub przezbrojenia?
Coboty a bezpieczeństwo — najczęstsze mity
Wraz z rosnącą popularnością cobotów pojawiło się wiele uproszczeń dotyczących ich bezpieczeństwa. W materiałach marketingowych często przedstawia się je jako „z natury bezpieczne”, jednak rzeczywistość jest bardziej złożona. Aby uniknąć błędnych założeń i ryzykownych decyzji, warto przyjrzeć się najczęściej powtarzanym mitom dotyczącym bezpieczeństwa aplikacji współpracujących.
MIT 1: Cobot nie potrzebuje oceny ryzyka
Robot współpracujący sam w sobie jest maszyną nieukończoną, co oznacza, że nie może zostać oddany do eksploatacji bez wcześniejszego włączenia go w kompletną maszynę lub stanowisko. Dopiero po integracji powstaje gotowa do użytkowania cela zrobotyzowana, która podlega pełnej procedurze oceny zgodności.
MIT 2: Cobot = brak elementów safety
Takie podejście wynika z błędnego założenia, że skoro cobot ma wbudowane funkcje bezpieczeństwa, ograniczenia siły i prędkości oraz reaguje na kontakt, to cała aplikacja automatycznie staje się bezpieczna. W rzeczywistości tak nie jest. Cobot jest tylko elementem większego systemu. To pełna ocena ryzyka całego stanowiska zrobotyzowanego określa, jakie środki redukcji ryzyka są wymagane.
MIT 3: Cobot „sam zatrzyma się bezpiecznie”
Zatrzymanie w wyniku kontaktu to ostatnia linia obrony, a nie strategia bezpieczeństwa. Oznacza to, że cobot reaguje dopiero po wystąpieniu kontaktu, czyli potencjalnie niebezpiecznego zdarzenia. Nie jest to aktywne zabezpieczenie procesu, lecz środek minimalizujący skutki, który nie zwalnia z oceny ryzyka ani doboru innych środków ochronnych.
Podsumowanie
Roboty współpracujące otwierają ogromne możliwości, ale tylko tam, gdzie ich specyfika jest zgodna z wymaganiami procesu i wynikami oceny ryzyka. Nie zastąpią klasycznych robotów w aplikacjach wymagających dużej wydajności i siły, jednak w lekkich, prostych zadaniach są jednymi z najbardziej uniwersalnych narzędzi automatyzacji. Szczególnie dla firm, które potrzebują elastyczności i szybkiego wdrożenia.