Łatwy sposób na trudne sprawy – rozwiązanie związane z bezpieczeństwem do mobilnego robota przeznaczonego do dużych obciążeń

2018-08-10

W nowoczesnej produkcji ludzie i roboty zbliżają się do siebie jeszcze bardziej. Znikają ogrodzenia ochronne, a wzrasta zapotrzebowanie na przenośne roboty, które pozwalają tworzyć elastyczne, a zarazem bezpieczne rozwiązania automatyczne w dobie Przemysłu 4.0. Szwedzkie przedsiębiorstwo OpiFlex opracowało w tym celu chronione patentem rozwiązanie, umożliwiające mobilne wykorzystanie dużych robotów przemysłowych – bez ogrodzenia ochronnego, za to z zabezpieczeniami firmy SICK.

 

 

„Razem z firmą SICK z powodzeniem stawiliśmy czoła wyzwaniu, jakim była automatyzacja na potrzeby niewielkich partii przy dużym wolumenie produkcji” – mówi prezes firmy OpiFlex Johan Frisk i dodaje: „Położyliśmy duży nacisk na rozwiązanie bez ogrodzenia, ponieważ znacznie zwiększa to elastyczność naszych klientów”. Na zautomatyzowanej produkcji krótkich serii zależy zwłaszcza małym i średnim przedsiębiorstwom, lecz za pomocą zainstalowanych na stałe, a przez to mało elastycznych cel robotów było to dotychczas trudne. Dzięki stworzonym przez OpiFlex celom mobilnym bez ogrodzenia ochronnego i łatwemu programowaniu robotów taka automatyzacja stała się możliwa.

Robota mobilnego OpiFlex można przewieźć w dziale produkcji na wózku widłowym, podnośnym lub samojezdnym na odpowiednie stanowisko robocze, tam stabilnie zadokować na zainstalowanej wcześniej platformie, podłączyć do prądu – i od razu rozpocząć pracę. „W ten sposób możemy przemieszczać duże roboty i uruchamiać je z pełną prędkością” – mówi Johan Frisk.

 

 

Rozwiązania Safe Robotics firmy SICK dbają o zabezpieczenie robota

Służą do tego dwa laserowe skanery bezpieczeństwa S300 Mini Remote firmy SICK, które są zamontowane na stałe na mobilnej celi robota i wykrywają ludzi w otoczeniu maszyny na określonym stanowisku pracy. Jeśli do robota zbliża się człowiek, laserowy skaner bezpieczeństwa wysyła sygnał do sterownika bezpieczeństwa Flexi Soft, co w pierwszej kolejności powoduje zmniejszenie prędkości robota. Dopiero gdy człowiek znajdzie się w strefie bezpieczeństwa, robot kompletnie się zatrzymuje. Zwiększa to produktywność, ponieważ robot nie zawsze musi być zatrzymywany całkowicie. Sterownik bezpieczeństwa Flexi Soft zabezpiecza przy tym chwytak robota i zatrzymuje maszynę, jeśli istnieje ryzyko, że robot może upuścić części, a tym samym stworzyć zagrożenie dla otoczenia.

Dodatkowo rozwiązanie związane z bezpieczeństwem sprawdza, czy przenośna cela robota jest pewnie zakotwiczona w danej stacji dokującej przy przewożeniu robota na inne stanowisko. Robot i stacja dokująca są więc idealnie do siebie dopasowane. „Innowacyjność naszego rozwiązania tkwi w jego prostej integracji. Wszystko jest w pakiecie. Wystarczy umieścić robota we właściwym miejscu, a cały system jest natychmiast zabezpieczany” – mówi Ake Tornros, kierownik produktu w dziale Safety Systems firmy SICK w szwedzkim Varby.

 

 

Usługi w dziedzinie bezpieczeństwa – doradztwo od samego początku

Początkowo Johan Frisk i jego zespół z firmy OpiFlex spotykali się przede wszystkim ze sceptycznym nastawieniem. „Mieliśmy innowacyjny pomysł na stworzenie mobilnego rozwiązania dla dużego robota bez ogrodzenia ochronnego. Na początku z każdej strony słyszeliśmy, że to niemożliwe i że nie uda nam się spełnić wymagań przepisów bezpieczeństwa” – tak Johan Frisk opisuje początkowe trudności. Innowatorzy z firmy OpiFlex nie chcieli się jednak tak szybko poddawać i skontaktowali się z ekspertami w dziedzinie bezpieczeństwa z firmy SICK, po czym razem z nimi opracowali odpowiednią koncepcję.

„W trakcie kilku warsztatów firma SICK pomogła nam w identyfikacji potencjalnych czynników ryzyka” – mówi Frisk. Wsparcie ze strony firmy SICK objęło m.in. ocenę ryzyka, kompleksowe doradztwo i pomoc przy opracowywaniu koncepcji bezpieczeństwa dla mobilnej celi robota, dzięki czemu koniec końców osiągnięto implementację odpowiadającą potrzebom firmy OpiFlex. „Dla nas był to bardzo ciekawy projekt. Wspieraliśmy klienta i towarzyszyliśmy mu w trakcie całego procesu, od początkowej oceny ryzyka po koncepcję sprzętowo-programową” – mówi ekspert z firmy SICK Ake Tornros.

 

 

W dobie Przemysłu 4.0: małe partie przy dużym wolumenie produkcji

Tak zwana trzecia rewolucja w robotyce, w ramach której powstają elastyczne roboty, jest w dużej mierze napędzana koniecznością wytwarzania niewielkich partii przy dużym wolumenie produkcji. Elastyczne roboty zwiększają produktywność i elastyczność zarówno w przypadku krótkich, jak i długich serii produkcyjnych w małych i średnich przedsiębiorstwach, firmach z segmentu Tier 1, a także u producentów OEM. Cela robota OpiFlex została pierwotnie zaprojektowana z myślą o małych i średnich przedsiębiorstwach, które wytwarzają krótkie serie i w niewielkim stopniu korzystają z maszyn. W międzyczasie również u producentów OEM i dostawców z segmentu Tier 1 wzrosło jednak zapotrzebowanie na elastyczność umożliwiającą wytwarzanie niewielkich partii przy dużym wolumenie produkcji. Niektóre z tych przedsiębiorstw wyraziły już zainteresowanie rozwiązaniem OpiFlex, ponieważ w przypadku nowej maszyny często można skonfigurować je szybciej. 

Dodatkowo OpiFlex umożliwia błyskawiczne zaprogramowanie robota w ciągu około dziesięciu minut. Zamiast programować robota godzinami operator musi jedynie odpowiedzieć na kilka pytań i nauczyć urządzenie kilku prostych ruchów, po czym robot automatycznie programuje się sam.

 

 

Szczególnym wyzwaniem dla dostawców z segmentu Tier 1 i producentów OEM, którzy pracują na trzy–pięć zmian, jest planowanie przestojów w produkcji w celu dopasowania lub ponownej konfiguracji rozwiązań automatycznych. W przypadku implementacji obejmującej zwykłe cele robotów przestój w produkcji nierzadko przekracza dziesięć dni, co oznacza stratę od 30 do 50 zmian. OpiFlex skraca czas instalacji kompletnej celi nawet o 90%, przestój trwa więc tylko dwie lub trzy zmiany. W przypadku bardzo napiętych planów produkcji to olbrzymia zaleta, pozwalająca ograniczyć straty czasu do minimum. 

Szwedzkie przedsiębiorstwo otrzymało już za swoje innowacje kilka nagród. Znalazło się m.in. wśród finalistów konkursu IERA-Award, w którym przyznawane są jedne z najważniejszych nagród w sektorze robotyki. Jak mówi prezes Johan Frisk: „Jesteśmy niedużym, innowacyjnym przedsiębiorstwem, a wsparcie ze strony firmy SICK bardzo pomogło nam w osiągnięciu naszych celów. Jestem bardzo dumny, że razem z firmą SICK stworzyliśmy to elastyczne i mobilne rozwiązanie robotyczne, które pomoże właśnie małym i średnim przedsiębiorstwom w automatyzacji produkcji krótszych serii”. Celem firmy OpiFlex jest dalsze stymulowanie trzeciej rewolucji w robotyce i rozwoju elastycznych robotów dzięki swojemu opatentowanemu rozwiązaniu – bez ogrodzenia ochronnego, lecz z łatwym programowaniem i stacjami dokującymi oraz zabezpieczeniami firmy SICK.

 

Pozostałe teksty:

Dzięki czujnikom Smart Motor Sensors firmy SICK roboty HIWIN mogą stawić czoła przyszłym wyzwaniom

Universal Robots i SICK na drodze do przyszłości

Coboty Claus i Clara: współpraca między człowiekiem i robotem w oparciu o SICK Safety

 

Oparte na czujnikach rozwiązania dla robotyki

Współpraca na równych prawach – rozwiązania firmy SICK oparte na czujnikach dla robotyki

 

Josef Zimmermann
Josef Zimmermann

Josef Zimmermann 

Kierownik ds. technicznych w dziale robotyki

Od roku 2010 Josef Zimmermann zajmuje się intensywnie jako kierownik ds. technicznych tematem robotyki. Rozpoczął pracę w roku 2000 w firmie SICK jako inżynier zajmujący się aplikacjami w obszarze laserów pomiarowych. Punkty styku z jego dzisiejszym obszarem zadań powstały już wcześniej w związku z nawigacją pojazdów autonomicznych, jak również projektami dotyczącymi robotyki przemysłowej i serwisowej.