Collaboratieve robots (cobots) uitgelegd: CNC-bewerking & productie-efficiëntie booster

Wat zijn cobots precies en wat kunnen ze voor CNC-bewerking en andere productie doen? Onze gids beantwoordt al uw vragen.

Oorsprong van cobots

Robots vinden hun oorsprong in de jaren '50 toen George Devol de eerste bekende 'industriële robot', Unimate, patentteerde, die automatisering in fabrieken introduceerde. In de jaren '60 voegde General Motors robots toe aan zijn faciliteiten voor lassen, en snel volgden andere grote fabrikanten.

Hoewel deze robots krachtig en snel waren, waren ze ook massaal, duur en onveilig om mensen heen. Ze werkten in kooien, achter hekken, of in volledig afzonderlijke ruimtes. Ze waren ook 'vaste' automatisering, wat betekent dat ze ontworpen en gebouwd waren voor één enkele taak. Als de taak niet meer nodig was door productie- of procesveranderingen, werd de robot verouderd.

Eind jaren '90 werden de eerste echte collaboratieve robots, of cobots, ontwikkeld door J. Edward Colgate en Michael Peshkin. Deze waren ontworpen om veilig te zijn, nauw met mensen samen te werken, en herhalende taken over te nemen die het werk van mensen makkelijker zouden maken.

Vandaag de dag winnen cobots aan populariteit in productie en andere industrieën om goederen te verpakken, machines te bedienen, producten aan te vullen, of in assemblagebanden te werken. Door naast mensen te werken, bieden cobots veilige samenwerking evenals verbeterde productkwaliteit door consistentie en precisie. In deze blog kijken we naar de vele voordelen van cobots en wat cobots onderscheidt van traditionele industriële robots.

Wat is het verschil tussen robots en collaboratieve robots?

Er zijn verschillende verschillen tussen traditionele robots en collaboratieve robots, of cobots. Cobots zijn kleiner, betaalbaarder en makkelijker te bedienen. Het belangrijkste verschil is dat collaboratieve robots ontworpen zijn om werkruimtes veilig met mensen te delen en geen inkooien of hekken nodig hebben. Ze zijn uitgerust met veiligheidsfuncties die ze veel minder gevaarlijk maken dan traditionele robots.

Cobots zijn ook over het algemeen makkelijker te programmeren dan traditionele robots. Echter, cobots verschillen in hun gebruiksgemak. De nieuwste generatie cobots, zoals Productive Robotics' OB7, bieden helemaal geen programmering. Ze leren hun taken uitvoeren door fysieke instructie: door ze de bewegingen te tonen en te begeleiden, in plaats van traditionele robotcodering of programmering te gebruiken.

Een ander belangrijk verschil is dat cobots flexibiliteit en wendbaarheid bieden. In plaats van ontworpen, gebouwd en geprogrammeerd te zijn voor één enkele taak of toepassing, kunnen cobots een brede verscheidenheid aan taken uitvoeren en naar meerdere werkstations hergeplaatst worden. Bijvoorbeeld, een cobot kan aan het begin van de dag producten assembleren en die dezelfde producten aan het einde van de dag verpakken. Op dezelfde manier kan een cobot meerdere machines bedienen en ertussen hin en her rollen.

Cobots zijn ontworpen voor menselijke interactie

Leer wat de impact van cobots is op werknemers! Bekijk nu.

Cobots hebben ingebouwde veiligheidsfuncties die hen in staat stellen om veilig naast mensen te werken zonder de noodzaak voor inkooien of hekken. Dit betekent dat een cobot kan stoppen of vertragen als een persoon ertegenaan botst of zijn werkgebied binnenkomt. Er zijn vier verschillende collaboratieve robotmodi voor menselijke interactie:

1. Veiligheidsgeclassificeerde gemonitorde stop
2. Handgeleiding
3. Snelheids- en scheidingsmonitoring
4. Vermogen- en krachtbeperking

Cobots hebben andere functies die ontworpen zijn voor nauwe menselijke interactie:

• Compacte formaat/kleine voetafdruk (plus de mogelijkheid om aan plafonds, tafels of wagentjes te monteren)
• Lichte robotarmen met afgeronde randen om de kracht van letsel te minimaliseren
• Sensoren om beweging automatisch te stoppen of te vertragen
• Hand-achtige grippers en andere wendbare opties voor veel toepassingen

Het is belangrijk om te noteren dat cobot-veiligheidsfuncties alleen een cobot niet veilig maken. Het is altijd noodzakelijk om een correcte risicobeoordeling uit te voeren om de veiligheid van de toepassing en de betrokken personen te bepalen.

Impact op werknemers en taakverantwoordelijkheden

Door werkruimtes met mensen te delen, werken cobots samen met werknemers om ze te ontlasten van herhalend, overbodig werk. Cobots nemen de saaie, vuile en gevaarlijke taken over en laten werknemers focussen op andere hogere-geschoolde taken die meer waarde toevoegen aan de organisatie.

Bijvoorbeeld, een cobot kan een CNC-machine bedienen door het herhalende proces van laden en lossen van onderdelen af te handelen, terwijl de operator zich richt op kwaliteitsinspectie en het voorbereiden van verschillende banen. Dit verhoogt niet alleen de doorvoer door machines consistent te laten draaien, maar maakt het werk ook interessanter, uitdagender en meer vervullend, en kan zelfs leiden tot nieuwe verantwoordelijkheden.

Werk- en taakflexibiliteit met cobots

Cobotarmen zijn gebouwd met meerdere vrijheidsgraden. De meeste cobots hebben zes vrijheidsgraden, maar OB7 van Productive Robotics heeft er zeven, wat meer flexibiliteit en wendbaarheid biedt om om obstakelen heen te reiken en in strakkere plekken te komen. Cobots bieden de flexibiliteit om tussen machines te bewegen en gemakkelijk van de ene taak naar de andere te schakelen. Ze kunnen uitgerust worden met veel gripper-opties, zodat ze wendig met een verscheidenheid aan materialen kunnen werken zonder schade. Deze flexibiliteit gecombineerd met gebruiksgemak stelt u in staat om cobots eenvoudig te implementeren en een taak in minuten te leren.

Bekijk hoe u een cobot kunt instellen en het CNC-machinetending kunt leren:

Evoluerend werk met robotica

De arbeidstekort in de productieindustrie maakt het moeilijk om geschoolde werknemers te vinden. Met veel productiebanen onbezet, vullen cobots de behoefte van bedrijven om hun productie te optimaliseren door banen te automatiseren die mondain, saai of ongewenst zijn. Cobots geven fabrikanten een concurrentievoordeel door hun kosteneffectiviteit, gebruiksgemak en implementatie.

Omdat cobots geen pauzes nemen, ziek worden of op vakantie gaan, draaien ze onbemande voor hele shifts en gaan door nadat iedereen 's avonds naar huis gaat. Dit opent de mogelijkheid voor 'lights-out' productie tijdens buitentijden en de mogelijkheid om nog meer werk aan te nemen. Stel u voor dat uw operators zich richten op innovatieve of complexe taken terwijl cobots het meer redundante werk afhandelen met minimaal toezicht!

Waarvoor worden collaboratieve robots gebruikt?

Vanwege hun veelzijdigheid, kleine voetafdruk en gebruiksgemak kunnen cobots duizenden verschillende industriële taken automatiseren, variërend van verpakken en assembleren tot machinetending en kwaliteitsinspectie. Veelvoorkomende cobottaakjes zijn:

Het identificeren van cobottoepassingen verschilt per bedrijf. Omdat robots taken niet op dezelfde manier uitvoeren als mensen, is het nuttig om bestaande processen op te breken in korte, herhaalbare stappen die een robot kan afhandelen. Een goede vuistregel is om te beginnen met een eenvoudige taak en daarna uit te breiden naar complexere toepassingen. U kunt processen identificeren die geschikt zijn voor cobots door te focussen op die die:

• Herhalende bewegingen hebben
• Zeer weinig of geen vaardigheid vereisen
• Gevoelig zijn voor fouten of afleiding door vermoeidheid
• Bijdragen aan machinestilstaan
• Hoge precisie vereisen

Typen cobots

Er zijn veel verschillende collaboratieve robots op de markt, elk met soortgelijke voordelen en hun eigen specialisaties. Het bepalen van de juiste cobot voor uw toepassing hangt af van verschillende factoren die uniek zijn voor uw bedrijf en de specifieke toepassing. Doorgaans kunnen cobots gedifferentieerd worden op:

• Nuttige lading (payload). Hoeveel gewicht ze kunnen tillen en verplaatsen, inclusief tooling
• Bereikcapaciteit. Hoe ver de arm kan uitstrekken en stabiliteit behouden
• As van beweging. Het aantal lijnen/vlakken waaraan een gewricht draait
• Leerbaarheid. Hoe ze ingesteld worden om werk te doen (d.w.z. leerbaar vs. programmeervaardigheden nodig)
• End-of-arm tooling. Zoals vingergrippers, schroefstocken, en zuignappen
• Ingebouwde veiligheidsfuncties. Zoals sensoren, camera's, en variabele snelheidsinstellingen

Veelvoorkomende cobottoepassingen

De bovenstaande functies vertalen zich in veel specifieke industriële toepassingen, zoals:

CNC-bewerking

Cobots worden breed gebruikt in CNC-machinetending. Een cobot laadt en lost een machine zoals een menselijke operator, maar neemt geen pauzes. Een cobot van Productive Robotics neemt een paar uur om in te stellen en verbindt eenvoudig met elk type machine. Cobots houden CNC-machines 24/7 'lights out' draaiende, elimineren stilstand van de spindel en verhogen de doorvoer.

Productie

Kansen voor het verbeteren van productieoperaties en productiviteit met cobot-integratie zijn bijna oneindig. Een cobot handelt veel taken die kwaliteit verhogen en efficiëntie verbeteren, zoals:

• Onderdelen in een warmtebehandelingsoven of plaatmetaalvormmachine plaatsen
• Gaten boren, platen tappen, of schroeven draaien
• Afwerkingtaken zoals slijpen, polijzen, of ontgraten
• Laser- of plasma-snijden
• Lassen
• Post-CNC-bewerking kwaliteitsinspectie (met behulp van een 3D-camera of sensor)

Logistiek

Van fabrikanten die afgeronde onderdelen verzenden tot organisaties exclusief betrokken bij opslag en logistiek, kunnen cobots gebruikt worden voor taken zoals verpakken (bijv. dozen vullen of paletten), tillen, stapelen, pick-and-place operaties, en sorteren.

Industrieën die profiteren van cobots

Bedrijven groot en klein en over alle industrieën heen profiteren van cobots. Bewerkings-/fabricatieprocessen en andere processen die consistente, herhaalbare stappen vereisen, zijn perfecte kandidaten voor cobot-automatisering. Omdat cobots consistent, non-stop werken, voltooien ze taken elke keer op dezelfde manier. Dit leidt tot een reductie in menselijke fouten, verbeterde kwaliteit/veiligheidseisen, en grotere werknemerstevredenheid. OEMs en leveranciers kunnen ook lagere schroot- of herwerkscijfers bereiken.

CNC-bewerking en precisiefabricatie

In CNC-bewerkingstoepassingen handelen cobots het laden en lossen proces, inclusief:

• Openen en sluiten van de machinedeur
• Indrukken van de startknop
• Laden en lossen van ruwstukken of onderdelen
• Staging van materiaal voor verwerking en inspectie
• Relevante data registreren

Verder, in CNC-machineoperaties, is het focussen op het verhogen van de doorvoer de sleutel. Waar een operator die een machine bedient zelden aanwezig is om het onderdeel te wisselen wanneer de cyclus eindigt, houdt een cobot machines consistent draaiend en elimineert machinestilstaan. Cobots werken ook goed voor korte bewerkingscycli door continu aan banen te werken, de operator van deze taak te ontlasten, en hen toe te laten zich op andere taken te richten.

Het aantal assen van beweging kan ook de flexibiliteit bepalen die een cobot heeft om ronde objecten te bereiken, op te pakken en te roteren, knopen te grijpen en te draaien, knoppen in te drukken, en meer. Productive Robotics' OB7-cobot heeft zeven gewrichten, wat een voordeel is voor CNC-machinetending. Vanwege de 7e as kan de cobot aan de kant van de machinedeur geplaatst worden en in de machine reiken om het onderdeel te laden zonder de toegang voor de machineoperator te blokkeren.

Metaalbewerking

Cobots kunnen uitgerust worden met grippers of vacuümzuignappen om ruwstukken of plaatmateriaal op te pakken, te verplaatsen en te laden voor veel bewerkingsoperaties, waaronder stampen, lasersnijden, punchen, scheren, buigen, vouwen, en gieten. Ze kunnen ook helpen met secundaire operaties voor afwerking of warmtebehandeling.

Luchtvaart en automotive

OEMs en leveranciers eisen consistente onderdeelkwaliteit die specificaties voldoet. In deze productieomgevingen kunnen cobots componenten bewerken, panelen boren en schroeven, en grondstoffen invoeren voor het stampen van kleine en miniatuure componenten – allemaal zonder te vermoeien, te spannen, of een pauze te nemen.

Voordelen van werken met cobots

Er zijn diverse voordelen aan het implementeren van cobots in uw faciliteit in termen van het verhogen van efficiëntie en productiviteit. Hun voordelen zijn talrijk, en de volgende zijn enkele van de grootste.

Eenvoudige programmering en installatie

Veel adopters van cobots zijn eerste-gebruikers en hebben geen eerdere robotprogrammeerervaring. Dus wat een cobot simpel en makkelijk te werk maken, is hoe makkelijk het is om het te programmeren. Cobots, zoals OB7, vereisen helemaal geen programmering. In plaats van regels code in te voeren, kan iedereen OB7 leren door de arm simpelweg door de bewegingen te bewegen. Door het te 'laten zien' waar het moet bewegen, worden die bewegingen opgeslagen en precies elke cyclus gevolgd.

Cobots zijn collaboratief en veilig

Het introduceren van cobots in uw faciliteit biedt een verbeterde veilige werkomgeving tussen mens en robot samenwerking. Cobots werken naast uw bestaande werknemers om taken te ondersteunen. Door collaboratief met mensen te werken, verhogen cobots productiviteit, efficiëntie en kwaliteit, verrijkend de werkomgeving.

ROI en snelle terugverdientijden

Return on investment (ROI) is snel voor cobots omdat ze eenvoudig in te stellen zijn, minimale integratie vereisen, en kosteneffectiever zijn dan traditionele cobots. Sommige cobots, zoals Productive Robotics' OB7, hebben een ROI in slechts een week met financiering. Er zijn veel andere factoren die een rol spelen bij het bepalen van ROI. Elk bedrijf is anders, dus het is belangrijk om de factoren in uw bedrijf te beoordelen bij het berekenen van uw ROI.

Positieve impact op werknemers

Het introduceren van een nieuw stuk apparatuur, zoals een cobot, kan intimiderend zijn voor werknemers. Toch verdwijnt de initiële reactie snel als de cobot ze vrijmaakt om de meer belonende delen van hun baan af te handelen. In veel gevallen hebben werknemers eindelijk tijd om in te halen en aan hogere verantwoordelijkheden en training te werken. In andere gevallen bedenken ze zelfs nieuwe en creatieve manieren waarop een cobot hun werk kan helpen.

Automatisering verbeteren met cobots

Decennialang heeft automatisering grote bedrijven geholpen. Vandaag kunnen bedrijven groot en klein collaboratieve robots implementeren zonder de hoge prijs, complexe integratie en moeilijke programmering. Door hun gebruiksgemak, betaalbaarheid en flexibiliteit bieden cobots oneindige opties voor bedrijven om te concurreren in een veranderend productielandschap.

Of het nu een volledig geautomatiseerde fabrieksvloer is of het introduceren van cobots in handmatige werkstations, cobots bieden veel voordelen aan bedrijven over alle industrieën heen. Ze verhogen productiviteit, verbeteren kwaliteit, en optimaliseren efficiëntie.

Productive Robotics richt zich op bruikbaarheid en het bieden van oplossingen aan niet-ervaren individuen die geen robotica-ervaring of programmeervaardigheden hebben. OB7-cobots zijn ontworpen om naadloos te integreren in productielijnen, gemakkelijk te leren, en snel herimplementeerbaar.

Contacteer Productive Robotics vandaag

Onze robotspecialisten bij Productive Robotics staan klaar om uw vragen te beantwoorden. Neem contact met ons op om te leren over onze volgende generatie cobots en hoe ze u kunnen helpen uw productiedoelen te bereiken.