Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Kam směřuje rozvoj průmyslových robotů, je otázka, na kterou jsme hledali odpověď u odborníků z firemního a akademického prostředí. Ti se v anketě vyjádřili i k použití robotů v malých a středních firmách. Pozornosti neunikla ani oblast servisních robotů, tedy pomocníků, kteří začínají neodbytně pronikat do komerční i soukromé sféry.
Jaká nová technická řešení se dnes uplatňují u průmyslových robotů, ať již v jejich konstrukci, elektronice či v softwaru?
Michael Wenzel (Reis):
Mechanické části robotů jsou dnes v nejvyšší možné míře optimalizovány a poskytují již jen velmi malý potenciál pro zdokonalování. Proto se největší inovace objevují v softwaru pro ovládání robotů. S ohledem na energetickou účinnost je další prostor pro vylepšování v technice pohonů.
Miroslav Trávníček (Cloos Praha):
Domnívám se, zdokonalením konstrukce robotů užitím nových materiálů, například slitin hliníku, lze dosáhnout výborné dynamiky a zároveň zaručené tuhosti a užitečného zatížení. Přesnost opakování zajišťují nové, digitálně řízené servomotory. Software a ovládání robotu jsou stále vylepšovány podle připomínek a návrhů programátorů. Každý případ využití má však svá specifika, a proto je ovládací systém vytvořen podle požadavků zákazníka.
Zdeněk Kolíbal (VUT v Brně):
Po stránce architektury převažují mezi průmyslovými roboty buď jednodušší roboty, konfigurované v pravoúhlém (kartézském) systému, které jsou vhodné zejména pro manipulaci a ukládání předmětů do palet a zásobníků. Pro obecné technologické a manipulační práce se v poslední době nejvíce rozvinuly vícekloubové struktury, obsluhující složený angulární (torusový, antropomorfní) pracovní prostor. Pro rychlou vertikální montáž lehkých součástí (mikročipů, integrovaných obvodů) se stále více uplatňuje cylindrická struktura robotů SCARA. Příkladem je teoreticky předpovězená metamorfóza sférických robotů typu Unimate, kterou se zabývá náš ústav výrobních strojů, systémů a robotiky Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Průmyslové roboty se po stránce hardwaru a softwaru stále více stávají řídicími a dominantními prvky v robotizovaných systémech, programování je stále více přenecháváno přímému počítačovému řízení DNC a rozvíjející se adaptivitě řídicího procesu.
Jakým vlivům na trhu průmyslových robotů a manipulátorů v současnosti čelí jejich dodavatelé? V kterých oblastech vidíte dnes nejlepší možnosti uplat-nění?
Zdeněk Kolíbal (VUT v Brně):
Současný všeobecný pokles výroby, který je reakcí na pokles odbytu, ještě více dopadá na uplatňování robotů, protože v každém případě jde o poměrně drahou náhradu pomocné pracovní síly. Naproti tomu vzniká potřeba kvalifikované obsluhy robotizovaných pracovišť. Jejich výhodou je však v dlouhodobější perspektivě možnost dosahovat lepší kvality, přesnosti a produktivity práce bez požadavků na sociální potřeby. Největší pokles prozatím postihl automobilový průmysl, kde se doposud průmyslové roboty využívaly nejmasověji.
Michael Wenzel (Reis):
Automobilový průmysl a jeho subdodavatelé patří stejně jako dříve k nejdůležitějším odběratelům. Zde se roboty uplatní v rozličných technologiích, jako je svařování, automatizace ve slévárenství a ve výrobě plastů. Rozmanité možnosti použití dále nabízí obor obnovitelných energií (vítr, solární energie).
Jaké požadavky kladou odběratelé na funkce průmyslových robotů?
Zdeněk Kolíbal (VUT v Brně):
Tyto požadavky se zákonitě nemohou lišit od požadavků na jiný technický výrobek, jde tedy především o funkčnost, spolehlivost, přesnost, rychlý servis, a to vše za přijatelnou cenu.
Miroslav Trávníček (Cloos Praha):
Podle mých zkušeností patří k nejdůležitějším vlastnostem především přesnost a opakovatelnost. Přesná mechanika a řízení robotu vedou k výborným výsledkům. Při robotickém svařování jsou značné požadavky kladeny na optimální polohování. Toho se dosahuje kombinací elektronických senzorů a periferií, tedy digitálně řízenými polohovadly. Také víceúčelové nástroje, které mohou být využívány například při manipulaci a svařování, jsou stále častějším požadavkem vzhledem k tomu, že mohou zlepšit produktivitu a eliminovat chyby lidského faktoru.
Michael Wenzel (Reis):
Vlastnosti jako přesnost, rychlost, dlouhá životnost nebo velký pracovní prostor a nosnost jsou dnes již samozřejmostí. K tomu, aby bylo možné vytvořit optimální programy pro speciální úkoly, ovšem také přispívá snadná obsluha, možnost programování on-line a rozmanité funkce řízení.
Co mohou uživatelé čekat od průmyslových robotů v budoucnosti? Kam se ubírá jejich vývoj?
Miroslav Trávníček (Cloos Praha):
Průmyslový robot je jeden z nejspolehlivějších „pracovníků“ ve firmě. Má však jednu nevýhodu – nemá oči. Možnosti naváděcích systémů, korekce naprogramované dráhy během procesu či snímací kamerové systémy jsou oblasti, které je stále možné zdokonalovat.
Zdeněk Kolíbal (VUT v Brně):
Vývoj se ubírá směrem ke zvýšení robotické adaptability a kognitivity, ale co do využití v praxi také směrem ke zvýšení jejich přesnosti, rychlosti a spolehlivosti.
Michael Wenzel (Reis):
Vedle oblastí vývoje zmíněných v první otázce je také nezbytné uvést zejména objevování nových oblastí použití. Důležitou pomůckou je při tom především řízení se zajištěním bezpečnosti osob, které umožňuje spolupráci mezi člověkem a robotem bez oddělujícího ochranného zařízení. Takto lze do budoucna vyřešit rovněž úkoly, které předtím nebylo možné realizovat z důvodu ochrany osob.
Jaké jsou zkušenosti s uplatňováním robotů a manipulátorů v malých a středních firmách? Jak se daří vycházet vstříc požadavkům těchto firem (rychlé uvedení robotu nebo manipulátoru do provozu, jednoduché programování, ruční vedení robotu, bezpečnost obsluhy apod.)?
Miroslav Trávníček (Cloos Praha):
Ze strany menších a středních firem je v poslední době velký zájem o kompaktní robotizovaná zařízení. Krátká dodací lhůta, rychlé uvedení do provozu a snadné programování jsou požadavky, na které rychle najdeme řešení. Snadná změna výrobního sortimentu, rychlá návratnost, vyšší produktivita a hlavně kvalita svařovacích procesů jsou podstatné důvody, proč se menší a střední firmy nebojí robotizace svařování.
Michael Wenzel (Reis):
Robot se zatím používá v rozmanitých úkolech v průmyslové výrobě, a sice od drobných podniků až po velké koncerny. Také v malých podnicích lze pracovníky školit pro obsluhu a programování robotů, zkušenosti ukazují, že školení probíhá úplně stejně jako ve velkých podnicích.
Zdeněk Kolíbal (VUT v Brně):
Právě v malých a středních firmách je důležitou vlastností jednoduché programování, resp. ruční vedení robotu. Jde o nepřesné označení funkce některých průmyslových robotů, které jsou programovány tzv. bezprostředním učením, na rozdíl od robotů, které se programují „zprostředkovaně“, prostřednictvím programovacího panelu. Při bezprostředním učení se skutečně vede robot v režimu teach za výstupní hlavici (koncový efektor) po požadované pracovní dráze a většinou i pracovní rychlostí, což pak robot v režimu repeat neúnavně opakuje. Z charakteru takto programovaného robotu vyplývá jeho výhodné použití zejména v oblastech švového odporového svařování a stříkacích technologií. Naproti tomu je takový robot absolutně nevhodný pro diskrétní manipulaci se součástkami nebo pro bodové svařování.
Dynamicky se rozvíjí také oblast servisních robotů a robotů pro zábavu a vzdělávání. Pokládáte tuto oblast za perspektivní?
Zdeněk Kolíbal (VUT v Brně):
Zde je nutné si položit otázku, zda perspektivní je totéž co užitečné. Velmi perspektivní a užitečné jsou servisní roboty pro nepříjemné nebo nebezpečné práce – mytí oken na výškových budovách, čištění stok, ale i tankování do nádrží automobilů, pomoc pyrotechnikům a zneškodňování nastražených náloží. Někteří odborníci však spojují nástup robotů s určitými riziky, a to zejména pro nejmladší a nejstarší generaci. Objevují se už roboty-společníci, kterých je až pětinásobek počtu robotů pracujících ve výrobě. Kromě robotů pro vzdělávání je oblast robotů pro zábavu spíše oborem perspektivním než potřebným. Dítě je v nebezpečí, že naváže s komunikativním robotem poměrně silnou vazbu. Poněkud méně rizik představují roboty-pečovatelé pro seniory, ti se ale mohou ocitnout v jejich područí. Živelný vývoj na tomto poli s sebou nese příliš mnoho rizik pro budoucí generace. A co se týká umělých psů a koček? Jestliže někomu poskytují potěšení bez nutné denní starosti a péče o jejich život, pak snad ano. Ale já mám raději našeho živého psa.
anketu vedla Eva Vaculíková
Obr. 1. Přímá spolupráce robotu s člověkem umožňuje používat roboty i v malých dílnách
Obr. 2. Servisní robot k mytí oken
Ing. Miroslav Trávníček, Cloos Praha spol. s r. o.
„Možnosti naváděcích systémů, korekce naprogramované dráhy během procesu či snímací kamerové systémy jsou vlastnosti, které je stále možné u robotů dále zdokonalovat.“
Dr. Michael Wenzel, jednatel, Reis GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Obernburg
„Vedle automobilového průmyslu nalézají dnes roboty rozmanité možnosti použití v oboru obnovitelných zdrojů energie.“
prof. Ing. Zdeněk Kolíbal, CSc., ústav výrobních strojů, systémů a robotiky FSI VUT v Brně
„Průmyslové roboty se po stránce hardwaru a softwaru stále více stávají řídicími a dominantními prvky v robotizovaných systémech.“