Samenwerkende robots (cobots): efficiëntie en groei voor kleine en middelgrote fabricanten

Robots maken al langer deel uit van de industrie dan je misschien denkt. Het octrooi voor de eerste industriële robot, Unimate, werd in 1961 verleend. Terwijl robots soms door grotere fabricanten werden gebruikt, zoals automotive OEM's, waren ze zelden een optie voor kleine en middelgrote fabricanten (KMF's).

Tijden zijn echter veranderd. Robots worden nu vaak gezien als essentiële tools voor KMF's, waardoor kleinere operaties kunnen concurreren met grotere spelers. Dit geldt met name voor de nieuwe golf van "samenwerkende robots." Volgens de Robotics Industries Association is een samenwerkende robot, ook wel "cobot" genoemd, specifiek ontworpen om direct met mensen te werken, zij aan zij, binnen een gedefinieerde samenwerkingswerkruimte.

Wat Bieden Cobots Fabricanten?

Voor elke drukke productiemedewerker die wenscht een extra arm te hebben, kunnen samenwerkende robots high-tech armen met camera's en bewegingsensoren bieden, ontworpen met verschillende reiken en payloads. In tegenstelling tot traditionele "autonome" één-taak machines, kan cobottechnologie meerdere hand-armbewegingen nabootsen die nodig zijn voor herhalende taken zoals het inspecteren van kleine autonderdelen of wielnaafmontages.

Samenwerkende robots kunnen gebruikt worden om werknemers te bevrijden van herhalende taken, zodat ze zich kunnen richten op taken die meer geavanceerde vaardigheden vereisen. Bijvoorbeeld, drie mensen die eerder hun tijd besteedden aan het inspecteren van een enkele bak, kunnen nu toegewezen worden aan taken als het besturen van een heftruck, aldus Brian Pelke, president van Kay Manufacturing in Calumet City, Illinois. "We willen dat ze hun brein meer gebruiken dan hun handen," zei Pelke.

Pelke benadrukte recent de vele ROI-voordelen van cobots in een Chicago Tribune artikel. Pelke kocht zijn eerste cobot voor minder dan $50.000 en had deze volledig operationeel binnen 30 dagen. Het kostte werknemers minder dan 90 minuten om de basisprogrammeertutorial te voltooien.

Pelke stelt dat cobots Kay ongeveer $150.000 in verpakkingskosten hebben bespaard door machinebedienerstaken weg te verleggen van het verpakken van voltooide onderdelen. Pelke merkte op dat de machines visuele defecten in autonderdelen consistent kunnen detecteren, terwijl mensen — die moe of afgeleid kunnen raken — de defecten maar 9 van de 10 keer opmerken.

Een ander voordeel van cobots is hun mobiliteit, waardoor ze zich aan bijna elke werkruimte kunnen aanpassen. De meeste machines wegen goed onder de 80 pond en hebben een voetafdruk van slechts enkele inches. Ze vereisen veel minder stroom dan traditionele robots en kunnen herdeployed worden voor meerdere applicaties zonder productielay-outs te veranderen. Ideaal voor kleine taken en snelle changeovers, voeren cobots

herhalende taken uit op zeer hoge consistentieniveaus.

Wat de Toekomst Inhoudt voor Samenwerkende Robots

Verkoop van cobots wordt verwacht te groeien met 34 procent tot 2026, met wereldwijde robotuitgaven geschat op $13 miljard, volgens het Tribune artikel. En de Robotic Industries Association rapporteerde recent een recordaantal robots dat in het eerste kwartaal van 2018 naar Noord-Amerikaanse bedrijven werd verzonden.

Maar cobots vertegenwoordigen momenteel slechts drie procent van de robotverkopen, zoals gerapporteerd in het Tribune artikel, mogelijk omdat cobottechnologie nog steeds een opkomend veld is.

Formele veiligheidsstandaarden voor robots werden pas in 2016 ingevoerd toen de International Organization of Standardization (ISO) ISO Technical Specification (TS) 15066 publiceerde. Het American National Standards Institute (ANSI) adopteerde ISO/TS 15066 datelfde jaar als ANSI/RIA Technical Report R15.606 (RIA is de Robotic Industries Association).

Volgens deze standaarden worden robots als "veilig" bepaald als er voldoende afstand is tussen mensen en de actieve machines, en als er beperkingen zijn voor de overdracht van krachten en druk, voor het geval contact plaatsvindt.

Deze veiligheidsrichtlijnen bieden een uitstekend startpunt voor verder onderzoek, aldus het National Institute of Standards and Technology (NIST), een agentschap van het Amerikaanse Ministerie van Handel dat wetenschap gebruikt om innovatie voor Amerikaanse fabricanten te bevorderen. Naast lopend onderzoek naar cobot-veiligheid, voert NIST twee onderzoeksinitiatieven uit gerelateerd aan de complexiteiten van mensen die zij aan zij met robots en cobots werken, die grote voordelen beloven voor zowel veiligheid als productiviteit, aldus Elena Messina, Program Manager, Measurement Science for Manufacturing Robotics bij NIST.

1. Zichtbaarheid

Veel cobots hebben ingebouwde camera's die hen in staat stellen hun omgeving te perceberen. Voor hen om goed te werken, moet er een interface zijn tussen het camera-coördinatensysteem en het robot-coördinatensysteem. Volgens Messina werkt NIST aan tools om deze coördinatie te verbeteren door vragen te stellen als: "Is de robot verschuivd van waar hij denkt dat hij is?" en "Lijnt het coördinatensysteem uit met de werkelijke omgeving?"

NIST's onderzoek naar robotzicht kijkt ook nauwer naar camera's en algoritmen die gebruikt kunnen worden om mensen te detecteren en te tracken, wat de veiligheid en algemene mens-robot-interactie belooft te verbeteren.

2. Programmeren

Het is niet moeilijk om cobots te programmeren voor de meeste productietaken, maar het kan nog makkelijker. En hoe makkelijker het is, hoe minder kansen er zijn op door mensen geïntroduceerde fouten, die kunnen leiden tot veiligheidsproblemen en productieproblemen. Met dit doel voor ogen prototypeert NIST momenteel geavanceerde interfaces die vertrouwen op augmented reality en virtual reality om cobot-programmering intuïtiever te maken, volgens Messina.

Wat Fabricanten Nu Doen met Samenwerkende Robots

Terwijl veiligheidsstandaarden en technologieën voor het managen van cobots blijven evolueren, werken samenwerkende robots al in nauwe nabijheid met mensen op de werkvloer, vaak zonder de noodzaak voor extra veiligheidshekken of afscherming. Werkend binnen de huidige veiligheidsrichtlijnen, kunnen ze herhalende taken overnemen die ealrs repetitieve letselrisico's voor werknemers bleken — allemaal voor een fractie van de kosten van traditionele werkvloermachines.

Van sorteren en verpakken tot lijmen en monteren, kunnen samenwerkende robots snel geprogrammeerd worden om dergelijke taken te stroomlijnen als:

• Kwaliteitsinspecties
• Polijsten
• Machine tending
• Schroefdraaien
• Spuitgieten
• Montage
• Pick and place

Werknemers als David Young bij Kay Manufacturing beweren dat ze taken als visuele inspecties van kleine autonderdelen, die nu door cobots worden overgenomen, niet zullen missen. toen hij geïnterviewd werd door de Tribune, zei Young dat cobots nu het handmatige werk aanpakken dat hem artritis in handen en voeten gaf. "Het is moeilijk om elk klein ding te zien," zei hij. "Dit maakt mijn werk makkelijker."

Als u een KMF bent die nog niet gebruik heeft gemaakt van de vele kansen die cobots bieden, is er geen betere tijd dan het heden! Neem contact op met uw lokale MEP Center binnen het MEP National Network™ om meer te leren over hoe cobots u ook kunnen helpen.