Overwegingen bij het integreren van cobots in een faciliteit

Wat is een cobot?

Collaboratieve robots, of cobots, zijn een soort industriële robot die is ontworpen om samen te werken met menselijke arbeid in plaats van deze volledig te vervangen. De afgelopen jaren hebben ze met hun gebruiksgemak en vaak eenvoudigere integratie in plantprocessen een groter aandeel in de automatiseringswereld veroverd.

Cobots worden meestal gebruikt in toepassingen waar het proces eenvoudig, ongecompliceerd en vaak high-mix, low-volume is. Ze bewegen doorgaans langzamer dan hun robotachtige tegenhangers en zouden moeten stoppen met bewegen wanneer ze een object op hun pad aanraken vanwege nabijheidssensoren. Hun langzamere beweging, gecombineerd met een hoge botsgevoeligheid (d.w.z. totale bedrijfsstop), helpt letsel te voorkomen.

Industriële robots zijn ontworpen om te werken in omheinde gebieden met weinig tot geen kans om een ​​werknemer aan te raken, omdat hun hogere snelheden en lagere botsingsgevoeligheid waarschijnlijk tot letsel of de dood zouden leiden. Omgekeerd hebben cobots meestal geen beschermende kooi rond hun werkruimte. Ze worden over het algemeen als veilig beschouwd in de buurt van werknemers, maar zorg ervoor dat u de juiste veiligheidsvereisten onderzoekt.

Aangezien van cobots wordt verwacht dat ze de arbeid voor werknemers verminderen in plaats van ze te vervangen, kunnen programmeertijden worden verkort. Werknemers kunnen de meer gecompliceerde taken uitvoeren terwijl de robot repetitief werk of zwaar tillen doet.

Cobot-programmering

Cobots zijn anders geprogrammeerd dan industriële robots, waarvoor meestal een toegewijde robotprogrammeur, ingenieur of iemand nodig is die specifiek is opgeleid in robotprogrammeertalen en best practices. Daarentegen worden cobots geprogrammeerd met brede bewegingen en kunnen ze vaak succesvol worden geprogrammeerd zonder veel hulp van de controller.

"Je hoeft geen robotprogrammeur of robotingenieur of automatiseringsingenieur te zijn om de cobot in te stellen en aan het werk te krijgen", zegt Joe Campbell, Senior Manager, Strategic Marketing and Applications Development bij Universal Robots, tegen Control Automation redacteuren tijdens een interview.

Figuur 1. Het programmeren van een cobot is over het algemeen een eenvoudige taak. Afbeelding gebruikt met dank aan Universele robots

Het programmeren van een cobot kan zo simpel zijn als het handmatig bewegen van de arm door verschillende punten die de operator op het gewenste pad wil. Tijdens deze routine moet de cobot in een programmeermodus worden geplaatst waarin de robot gemakkelijk met de hand kan worden verplaatst.

Een ander voorbeeld van eenvoudig te programmeren cobotsystemen is een palletiseercobot. De operator kan verschillende pallets en processen programmeren door een paar eenvoudige stappen te volgen. Eerst definiëren ze een "doos" rond de pallet om de maat te krijgen, vervolgens het palletpatroon, gevolgd door de lading. Nadat alle verschillende parameters zijn gedefinieerd, wordt de operator gevraagd om één punt te programmeren en is de nieuwe routine voltooid.

Cobots in productie

Cobots kunnen worden toegevoegd aan verschillende productie- en fabrieksprocessen. Niet alle processen zijn echter gelijk gemaakt en de exacte toepassing moet worden overwogen voordat een cobot wordt toegevoegd.

Cobots bieden een uniek voordeel voor fabrikanten die arbeidslacunes willen opvullen. Het opnemen van een cobot kan huidige werknemers helpen meer te produceren zonder extra arbeidskrachten of loonlijst. Ze kunnen goedkoper te implementeren zijn dan industriële robots, vaak tegen de helft tot een derde van de kosten van een traditioneel robotsysteem. Er kunnen aanzienlijke besparingen worden gerealiseerd door de vermindering van professionele programmeer- en veiligheidsapparatuur in vergelijking met industriële robotica.

Volgens Campbell zal het arbeidstekort "niet snel verdwijnen".

Figuur 2. Een cobot aan het werk in een magazijn. Afbeelding gebruikt met dank aan Universele robots

Cobots kunnen een snelle doorlooptijd van het installatieproces bieden. Infrastructuur- en uitvaltijdonderbrekingen kunnen worden teruggebracht tot slechts drie of vier weken, terwijl traditionele robotsystemen tussen de 12 en 16 weken duren van het begin tot de uiteindelijke installatie. "Sommige van onze partners hebben zelfs toegezegd dat ze de cobot vier uur na levering aan de fabriek in productie zullen hebben", zegt Campbell.

Cobot-applicaties

Omdat cobots over het algemeen gemakkelijker te integreren zijn in productieprocessen, hebben ze een breed scala aan industrieën. Traditioneel zouden kleinere bedrijven robotica uit de weg gaan vanwege de hoge initiële kosten van industriële robots en de moeilijkheid om te veranderen als ze eenmaal zijn geïmplementeerd. Met cobots kunnen MKB-bedrijven (kleine en middelgrote ondernemingen) robotica inzetten met snellere integratie en goedkopere investeringen.

Bovendien hoeven cobots niet noodzakelijk gedurende hun volledige levensduur in hun oorspronkelijke configuratie te werken. Sommige fabrikanten hebben cobots op karren die werknemers gemakkelijk tussen werkstations kunnen verplaatsen om nuttige arbeid te leveren waar dat nodig is. Campbell legt uit:“De bezettingsgraad van de cobot is erg hoog en de investeringsdrempel is veel lager vanwege de flexibiliteit.”

Lassen is een andere handige toepassing voor cobots. Er is momenteel een tekort aan gekwalificeerde lassers in de Verenigde Staten. Volgens Campbell zijn er "vandaag tussen de 75 en 85.000 openstaande lasopdrachten. Dat zal naar verwachting de komende 10 jaar alleen maar groeien."

Figuur 3. Een cobot die vervelende lasnaden maakt onder toezicht van een medewerker. Afbeelding gebruikt met dank aan Universele robots

Cobots worden in veel gevallen ingezet om het lasserstekort te helpen verminderen. Ze zijn nuttig in toepassingen waar repetitieve lassen veel voorkomen, vaak kleine lassen op kleine onderdelen. Deze lassen kunnen vervelend zijn, dus een cobot kan werknemers tijd vrijmaken om moeilijkere lassen te voltooien. Deze opstelling kan gunstig zijn omdat het menselijke arbeid in moeilijkere lassen mogelijk maakt, waar een hogere marge op hun arbeid wordt teruggegeven.

De toekomst van cobots

Cobots bieden een andere benadering van automatisering dan traditionele industriële robotica. Ze zijn ontworpen om te worden gebruikt als een arbeidsbesparend systeem in plaats van als een arbeidsvervangend systeem. Campbell benadrukt dat hij in decennia nog nooit een verloren baan heeft gezien of gehoord door automatisering. Het is gewoon niet het geval. Ofwel robots automatiseren taken die mensen niet kunnen of willen doen."

Dit creëert een uniek voordeel in bepaalde toepassingen, waarbij de robot repetitieve taken uitvoert onder toezicht van een fabrieksarbeider. Ze kunnen ook klanten helpen die uit de prijs zijn van industriële robotica. Cobots hebben lagere initiële investeringskosten en hun totale kosten zijn vaak goedkoper omdat ze minder veiligheidsinfrastructuur nodig hebben en lagere programmeerkosten hebben.

Wanneer fabrikanten cobots in hun processen willen gebruiken, moeten ze hun idee verschuiven van robots die "gevaarlijk" zijn naar cobots die samenwerken. Cobots hebben verschillende veiligheidsprotocollen en kunnen werken in omgevingen die traditionele robotica niet kunnen. Ze werken goed in langzamere repetitieve taken en hebben zelfs de mogelijkheid om op een mobiel platform te werken. Door tekorten aan arbeidskrachten in de productie is de cobot een steeds belangrijkere speler in de maakindustrie geworden, van kleinere bedrijven tot grote bedrijven zoals Ford en andere grote fabrikanten.

Waar zie je cobots in de toekomst naartoe gaan?