Cobots. Roboty współpracujące
Cobot czyli robot współpracujący, to robot przeznaczony do bezpośredniej interakcji człowieka z robotem we wspólnej przestrzeni lub tam, gdzie ludzie i roboty znajdują się w bliskiej odległości. Zastosowania cobota kontrastują z tradycyjnymi zastosowaniami robotów przemysłowych, w których roboty są odizolowane od kontaktu z człowiekiem. Bezpieczeństwo cobota może polegać na zastosowaniu lekkich materiałów konstrukcyjnych, zaokrąglonych krawędzi i ograniczeniu prędkości i siły działania oraz na zastosowaniu czujników i oprogramowania, które zapewnia bezpieczne zachowanie cobota.
Dzięki czujnikom i innym cechom konstrukcyjnym, takim jak lekkie materiały i zaokrąglone krawędzie, roboty współpracujące (coboty) mogą bezpośrednio i bezpiecznie współdziałać z ludźmi.
Międzynarodowa Federacja Robotyki (IFR), globalne stowarzyszenie branżowe producentów robotów i krajowe stowarzyszenia robotów, wyróżnia dwa rodzaje robotów:
Roboty usługowe można uznać za coboty, ponieważ mają one współpracować z ludźmi. Roboty przemysłowe tradycyjnie pracowały oddzielnie od ludzi za płotami lub innymi barierami ochronnymi, ale coboty usuwają tę separację.
Coboty mogą mieć wiele zastosowań, od robotów informacyjnych w przestrzeni publicznej (przykład robotów usługowych), robotów logistycznych transportujących materiały w budynku, po roboty przemysłowe, które pomagają zautomatyzować nieergonomiczne zadania, takie jak pomaganie ludziom w przenoszeniu ciężkich elementów lub czynności związane z podawaniem lub montażem maszynowym.
IFR definiuje cztery poziomy współpracy między robotami przemysłowymi a pracownikami ludzkimi:
W większości dzisiejszych przemysłowych zastosowań cobotów, cobot i ludzki pracownik dzielą tę samą przestrzeń, ale wykonują zadania niezależnie lub sekwencyjnie (współistnienie lub współpraca sekwencyjna). Współpraca lub współpraca responsywna są obecnie mniej powszechne.
Zapraszamy do kontaktu z naszymi specjalistami: 501 685 074 i kontakt@di-zet.pl
Więcej: Cobots.pl
Dzięki czujnikom i innym cechom konstrukcyjnym, takim jak lekkie materiały i zaokrąglone krawędzie, roboty współpracujące (coboty) mogą bezpośrednio i bezpiecznie współdziałać z ludźmi.
Międzynarodowa Federacja Robotyki (IFR), globalne stowarzyszenie branżowe producentów robotów i krajowe stowarzyszenia robotów, wyróżnia dwa rodzaje robotów:
- roboty przemysłowe stosowane w automatyce (w środowisku przemysłowym)
- roboty usługowe dla gospodarstw domowych i do użytku profesjonalnego
Roboty usługowe można uznać za coboty, ponieważ mają one współpracować z ludźmi. Roboty przemysłowe tradycyjnie pracowały oddzielnie od ludzi za płotami lub innymi barierami ochronnymi, ale coboty usuwają tę separację.
Coboty mogą mieć wiele zastosowań, od robotów informacyjnych w przestrzeni publicznej (przykład robotów usługowych), robotów logistycznych transportujących materiały w budynku, po roboty przemysłowe, które pomagają zautomatyzować nieergonomiczne zadania, takie jak pomaganie ludziom w przenoszeniu ciężkich elementów lub czynności związane z podawaniem lub montażem maszynowym.
IFR definiuje cztery poziomy współpracy między robotami przemysłowymi a pracownikami ludzkimi:
- Współistnienie: człowiek i robot pracują obok siebie bez ogrodzenia, ale bez wspólnej przestrzeni roboczej
- Współpraca sekwencyjna: człowiek i robot są aktywni we wspólnej przestrzeni roboczej, ale ich ruchy są sekwencyjne; nie pracują we wspólnej przestrzeni w tym samym czasie
- Współpraca: robot i człowiek pracują nad tym samym elementem w tym samym czasie, oba są w ruchu
- Responsive Collaboration: Robot reaguje w czasie rzeczywistym na ruch pracownika
W większości dzisiejszych przemysłowych zastosowań cobotów, cobot i ludzki pracownik dzielą tę samą przestrzeń, ale wykonują zadania niezależnie lub sekwencyjnie (współistnienie lub współpraca sekwencyjna). Współpraca lub współpraca responsywna są obecnie mniej powszechne.
Zapraszamy do kontaktu z naszymi specjalistami: 501 685 074 i kontakt@di-zet.pl
Więcej: Cobots.pl
Wybrane rozwiązania automatyzacji pakowania oferowane przez DI-ZET
Normy i standard
RIA BSR / T15.1, projekt normy bezpieczeństwa dla inteligentnych urządzeń wspomagających, został opublikowany przez branżową grupę roboczą Robotic Industries Association w marcu 2002 roku.
Norma bezpieczeństwa robotów (ANSI / RIA R15.06 została opublikowana po raz pierwszy w 1986 roku, po 4 latach rozwoju. Została zaktualizowana nowszymi wydaniami w 1992 i 1999 r. W 2011 r. ANSI / RIA R15.06 został ponownie zaktualizowany i jest obecnie przyjęcie na poziomie krajowym połączonych norm bezpieczeństwa ISO 10218-1 i ISO 10218-2. Normy ISO są oparte na ANSI / RIA R15.06-1999. Dokument towarzyszący został opracowany przez ISO TC299 WG3 i opublikowany jako specyfikacja techniczna ISO, ISO / TS 15066: 2016. Niniejsza specyfikacja techniczna obejmuje robotykę współpracującą - wymagania robotów i aplikacji zintegrowanych. ISO 10218-1 [28] zawiera wymagania dla robotów - w tym tych z opcjonalnymi możliwościami umożliwiającymi aplikacje współpracujące. ISO 10218-2: 2011 [29] i ISO / TS 15066 [30] zawierają wymagania bezpieczeństwa dla aplikacji robotów współpracujących i nie współpracujących. Z technicznego punktu widzenia aplikacja robota (współpracująca) obejmuje robota, efektor końcowy (zamontowany na ramieniu robota lub manipulatorze w celu wykonania zadania co może obejmować manipulowanie przedmiotami lub manipulowanie nimi) oraz przedmiot obrabiany (jeśli przedmiot jest obsługiwany).
Bezpieczeństwo aplikacji robota współpracującego jest problemem, ponieważ nie ma oficjalnego terminu „cobot” (w ramach standaryzacji robotów). Cobot jest terminem handlowym lub marketingowym, ponieważ „współpraca” jest określana przez aplikację. Na przykład robot trzymający narzędzie tnące lub ostry przedmiot obrabiany byłby niebezpieczny dla ludzi. Jednak ten sam robot sortujący wióry piankowe byłby prawdopodobnie bezpieczny. W konsekwencji ocena ryzyka przeprowadzona przez integratora robota odnosi się do zamierzonego zastosowania. ISO 10218, część 1 i 2, opierają się na ocenie ryzyka (zgodnie z ISO 12100). W Europie ma zastosowanie dyrektywa maszynowa, jednak sam robot jest maszyną częściową. System robota (robot z efektorem końcowym) i aplikacja robota są uważane za kompletne maszyny.
Norma bezpieczeństwa robotów (ANSI / RIA R15.06 została opublikowana po raz pierwszy w 1986 roku, po 4 latach rozwoju. Została zaktualizowana nowszymi wydaniami w 1992 i 1999 r. W 2011 r. ANSI / RIA R15.06 został ponownie zaktualizowany i jest obecnie przyjęcie na poziomie krajowym połączonych norm bezpieczeństwa ISO 10218-1 i ISO 10218-2. Normy ISO są oparte na ANSI / RIA R15.06-1999. Dokument towarzyszący został opracowany przez ISO TC299 WG3 i opublikowany jako specyfikacja techniczna ISO, ISO / TS 15066: 2016. Niniejsza specyfikacja techniczna obejmuje robotykę współpracującą - wymagania robotów i aplikacji zintegrowanych. ISO 10218-1 [28] zawiera wymagania dla robotów - w tym tych z opcjonalnymi możliwościami umożliwiającymi aplikacje współpracujące. ISO 10218-2: 2011 [29] i ISO / TS 15066 [30] zawierają wymagania bezpieczeństwa dla aplikacji robotów współpracujących i nie współpracujących. Z technicznego punktu widzenia aplikacja robota (współpracująca) obejmuje robota, efektor końcowy (zamontowany na ramieniu robota lub manipulatorze w celu wykonania zadania co może obejmować manipulowanie przedmiotami lub manipulowanie nimi) oraz przedmiot obrabiany (jeśli przedmiot jest obsługiwany).
Bezpieczeństwo aplikacji robota współpracującego jest problemem, ponieważ nie ma oficjalnego terminu „cobot” (w ramach standaryzacji robotów). Cobot jest terminem handlowym lub marketingowym, ponieważ „współpraca” jest określana przez aplikację. Na przykład robot trzymający narzędzie tnące lub ostry przedmiot obrabiany byłby niebezpieczny dla ludzi. Jednak ten sam robot sortujący wióry piankowe byłby prawdopodobnie bezpieczny. W konsekwencji ocena ryzyka przeprowadzona przez integratora robota odnosi się do zamierzonego zastosowania. ISO 10218, część 1 i 2, opierają się na ocenie ryzyka (zgodnie z ISO 12100). W Europie ma zastosowanie dyrektywa maszynowa, jednak sam robot jest maszyną częściową. System robota (robot z efektorem końcowym) i aplikacja robota są uważane za kompletne maszyny.
Historia cobotów
Coboty zostały wynalezione w 1996 roku przez J. Edwarda Colgate'a i Michaela Peshkina, profesorów z Northwestern University. Ich patent USA z 1997 r. Zatytułowany „Cobots” opisuje „urządzenie i metodę bezpośredniej fizycznej interakcji między człowiekiem a manipulatorem ogólnego przeznaczenia sterowanym przez komputer”. Wynalazek jest wynikiem inicjatywy General Motors z 1994 r. Pod kierownictwem Prasada Akelli z GM Robotics Center oraz grantu badawczego Fundacji General Motors z 1995 r., Mającego na celu znalezienie sposobu na uczynienie robotów lub sprzętu podobnego do robota wystarczająco bezpiecznym do współpracy z ludźmi. Pierwsze coboty zapewniły ludziom bezpieczeństwo, nie mając wewnętrznego źródła siły napędowej. Zamiast tego siłę napędową zapewniał ludzki robotnik. Funkcją cobota było umożliwienie komputerowego sterowania ruchem poprzez przekierowanie lub sterowanie ładunkiem we współpracy z człowiekiem. Późniejsze coboty również zapewniały ograniczoną siłę napędową. General Motors i branżowa grupa robocza użyli terminu Intelligent Assist Device (IAD) jako alternatywy dla cobota, który był postrzegany jako zbyt blisko związany z firmą Cobotics. W tamtym czasie popyt rynkowy na inteligentne urządzenia wspomagające i normę bezpieczeństwa „Inteligentne urządzenia wspomagające T15.1 - Wymagania bezpieczeństwa personelu” miała na celu usprawnienie obsługi materiałów przemysłowych i operacji montażu samochodów.
Cobotics, firma założona w 1997 roku przez Colgate i Peshkin, wyprodukowała kilka modeli cobotów używanych do końcowego montażu samochodów. Te coboty należały do responsywnej współpracy typu IFR, wykorzystującej to, co obecnie nazywa się „sterowaniem ręcznym”. Firma została przejęta w 2003 roku przez Stanley Assembly Technologies.
KUKA wypuściła swojego pierwszego cobota, LBR 3, w 2004 roku. Ten lekki robot sterowany komputerowo był wynikiem długiej współpracy z Instytutem Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki. Firma KUKA dopracowała technologię, wypuszczając na rynek KUKA LBR 4 w 2008 r. i KUKA LBR iiwa w 2013 r.
Universal Robots wypuściło swojego pierwszego cobota, UR5, w 2008 roku. W 2012 roku został wypuszczony na rynek cobot UR10, a później mniejszy, UR3 w 2015 roku.
Rethink Robotics wypuścił robota przemysłowego Baxter w 2012 roku oraz mniejszego, szybszego robota współpracującego Sawyer w 2015 roku, przeznaczonego do zadań wymagających dużej precyzji.
Firma FANUC wypuściła swojego pierwszego robota współpracującego w 2015 roku - FANUC CR-35iA o dużej ładowności do 35 kg. Od tego czasu firma FANUC wypuściła mniejszą linię robotów współpracujących, w tym FANUC CR-4iA, CR-7iA i CR-7 / L z długim ramieniem.
ABB wypuściło w 2015 roku YuMi, pierwszego współpracującego robota dwuramiennego.
Od 2019 roku Universal Robots był liderem na rynku, a następnie Techman Robot Inc.
Źródło: wikipedia
Cobotics, firma założona w 1997 roku przez Colgate i Peshkin, wyprodukowała kilka modeli cobotów używanych do końcowego montażu samochodów. Te coboty należały do responsywnej współpracy typu IFR, wykorzystującej to, co obecnie nazywa się „sterowaniem ręcznym”. Firma została przejęta w 2003 roku przez Stanley Assembly Technologies.
KUKA wypuściła swojego pierwszego cobota, LBR 3, w 2004 roku. Ten lekki robot sterowany komputerowo był wynikiem długiej współpracy z Instytutem Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki. Firma KUKA dopracowała technologię, wypuszczając na rynek KUKA LBR 4 w 2008 r. i KUKA LBR iiwa w 2013 r.
Universal Robots wypuściło swojego pierwszego cobota, UR5, w 2008 roku. W 2012 roku został wypuszczony na rynek cobot UR10, a później mniejszy, UR3 w 2015 roku.
Rethink Robotics wypuścił robota przemysłowego Baxter w 2012 roku oraz mniejszego, szybszego robota współpracującego Sawyer w 2015 roku, przeznaczonego do zadań wymagających dużej precyzji.
Firma FANUC wypuściła swojego pierwszego robota współpracującego w 2015 roku - FANUC CR-35iA o dużej ładowności do 35 kg. Od tego czasu firma FANUC wypuściła mniejszą linię robotów współpracujących, w tym FANUC CR-4iA, CR-7iA i CR-7 / L z długim ramieniem.
ABB wypuściło w 2015 roku YuMi, pierwszego współpracującego robota dwuramiennego.
Od 2019 roku Universal Robots był liderem na rynku, a następnie Techman Robot Inc.
Źródło: wikipedia
Rodzaje robotów przemysłowych
Podtyp robotów ze względu na strukturę kinematyczną:
Wyróżnia się cztery podstawowe typy robotów przemysłowych:
W zależności od rodzaju energii używanej do poruszania członami roboty przemysłowe możemy podzielić na:
Można wydzielić roboty o strukturze kinematycznej:
Jednostki robotów przemysłowych jako manipulatorów łączone są ze sobą za pomącą par kinematycznych. Człony można łączyć:
- stacjonarne (nieruchomy na podłodze):
- z otwartymi łańcuchami kinematycznymi (pary kinematyczne połączone szeregowo),
- z zamkniętymi łańcuchami kinematycznymi (pary kinematyczne połączone równoległe):
- tripody, inaczej typu delta (zamknięty kinematyczny łańcuch stworzony przez trzy ramiona),
- heksapody (zamknięty kinematyczny łańcuch stworzony przez sześć ramion).
- mobilne (ruchome na podłodze):
- poruszające się po stałym torze jezdnym (znalazłi swoje zastosowanie na liniach technologicznych fabryk),
- autonomiczne (mogą się swobodnie poruszać).
- monolityczne – konstrukcja mechanizmu jest niezmienna, tzn. ramiona robota mogą być uzupełnione wymiennymi końcówkami (efektorami) na życzenie użytkownika,
- modułowe – jest możliwe samodzielnie konstruowanie robota według elementów (segmentów), które są dostarczone przez producenta,
- pseudomodułowe – roboty są monolityczne, ale jest możliwa wymiana wybranych elementów, które są dostarczone przez producenta.
- sekwencyjne – roboty, które mają założony algorytm wykonywania ruchów,
- zadaniowe – roboty mogą realizować zadania według pewnego założonego algorytmu, który zawiera opis prędkości, orientacji i położenia,
- adaptacyjne – mają dodatkowe mechanizmy (czujniki, algorytmy adaptacyjne), za pomocą których dzieje się dostosowanie do otaczającego środowiska (przestrzeni roboczej),
- teleoperatory – stresowanie przez operatora lub komputer (sterownik PLC) bezpośrednio – to jest zasadnicza cecha takich robotów.
- pneumatyczne,
- hydrauliczne,
- elektryczne,
- kombinowane.
Wyróżnia się cztery podstawowe typy robotów przemysłowych:
- robot sekwencyjny to robot z układem sterowania, w którym ruchy w poszczególnych osiach następują w określonej kolejności, a zakończenie jednego ruchu inicjuje kolejny (PN-EN ISO 8373 2.10)
- robot sterowany według trajektorii to robot wykonujący procedurę sterowania, za pomocą której jest regulowany ruch w trzech lub większej liczbie osi do następnej żądanej pozycji (PN-EN ISO 8373.211)
- robot adaptacyjny to robot mający sterowanie sensoryczne, sterowanie adaptacyjne lub funkcję uczenia się z układem sensorycznym (PN-EN ISO 8373 2.12)
- robot mobilny to robot, który przenosi wszystkie środki niezbędne do jego kontroli i ruchu (układy zasilania, sterowania, napędu) (PN-EN ISO 8373 2.13)
W zależności od rodzaju energii używanej do poruszania członami roboty przemysłowe możemy podzielić na:
- Pneumatyczne – nośnikiem energii jest sprężone powietrze.
- Hydrauliczne – nośnikiem energii jest płyn hydrauliczny.
- Elektryczne – poruszanie członów następuje przy pomocy silników elektrycznych.
Można wydzielić roboty o strukturze kinematycznej:
- Monolitycznej (stałej strukturze kinematycznej) konstrukcje można uzupełnić chwytakiem lub akcesorium dopuszczonym przez producenta.
- Modułowej (zmienna struktura kinematyczna) konstrukcje można całkowicie przekonfigurować dokładając, zabierając lub wymieniając moduł.
- Pseudo modułowej Posiadają jednolitą strukturę kinematyczną z możliwością wymiany niektórych elementów (zazwyczaj ostatnich ogniw w łańcuchu kinematycznym)
Jednostki robotów przemysłowych jako manipulatorów łączone są ze sobą za pomącą par kinematycznych. Człony można łączyć:
- Szeregowo – tworzące otwarty łańcuch kinematyczny
- Roboty kartezjańskie – Układ współrzędnych jest prostokątny a przestrzeń ruchu prostopadłościenna. Roboty tego typu wykorzystywane do transportu elementów oraz montażu. Nazywane także robotami suwnicowymi.
- Roboty cylindryczne – Posiadają cylindryczną przestrzeń ruchową. Posiadają dwie prostopadłe względem siebie osie przesuwne i jedną obrotową.
- Roboty SCARA – Posiadają trzy osie, przy czym dwie o ruchu obrotowym równoległym względem siebie, jedną postępową. Dzięki swojej budowie pozwalają na precyzyjny i szybki montaż lub pakowanie.
- Roboty sferyczne – Posiadają jeden liniowy i dwa obrotowe zespoły ruchu.
- Roboty przegubowe (antropomorficzne) – Są one najbardziej rozpowszechnione wśród robotów przemysłowych. Wszystkie 3 osie są obrotowe, działaniem i budową przypominające górną kończynę człowieka. Stosuje się je w przenoszeniu, paletyzacji, spawaniu, zgrzewaniu, lakierowaniu i innych.
- Równolegle – tworząc zamknięty łańcuch kinematyczny.
- Tripody – składające się z trzech ramion równoległych.
- Hexapody – składające się z sześciu ramion równoległych.
- Hybrydowe – będące połączeniem manipulatorów szeregowych i równoległych
