Primjeri primjene industrijskih robota u industriji

Dvije osnovne uloge robota

Kada se pogleda što roboti rade u pogonu, sve se primjene raspoređuju u dvije skupine. U prvoj robot nosi predmet rada: uzima ga sa spremnika ili trake, prenosi ga i odlaže na drugo mjesto ili ga prinosi nepokretnom alatu. U drugoj robot nosi alat i vodi ga po predmetu koji miruje: gorionik, pištolj za ljepilo, brusilicu, mjerni ticalo.

Razlika nije samo opisna. Kada robot nosi predmet, u nosivost ulaze prihvatnica i obradak, a putanja je najčešće niz točaka između kojih nije važno kojim se putem prolazi. Kada robot nosi alat, nosivost je obično manja, ali je zato bitan sam put: brzina po putanji mora biti ujednačena, a odmak alata od površine stalan. Prva skupina traži brzinu i doseg, druga traži glatku i ponovljivu putanju.

Uz to na izbor rješenja djeluju četiri veličine koje se uvijek iznova pojavljuju: takt kojim linija mora raditi, masa predmeta zajedno s prihvatnicom, tražena ponovljivost i okolina u kojoj se radi. Prašina, dim, iskre, visoka temperatura ili prskanje traže dodatnu zaštitu robota, a u nekim slučajevima i posebnu izvedbu.

Rukovanje predmetom rada i paletizacija

Rukovanje predmetom rada najstarija je i još uvijek najčešća primjena. Robot uzima predmet s jednog mjesta i odlaže ga na drugo: s trake u napravu, iz naprave u sanduk, s palete na stol. Posao je jednoličan i lako se opisuje nizom točaka, pa se takav program često piše prvi kada se robot uvodi u pogon.

Ključni dio rješenja nije robot nego prihvatnica. Ona mora predmet uhvatiti pouzdano, bez oštećenja i uvijek u istom položaju, jer robot ne vidi je li predmet skliznuo. Zato se uz prihvatnicu gotovo uvijek ugrađuje davač koji potvrđuje da je predmet uhvaćen, a program bez te potvrde ne nastavlja dalje.

Paletizacija je poseban slučaj rukovanja u kojem se komadi slažu u slojeve na paletu prema zadanom uzorku. Točke se ne uče jedna po jedna, nego se računaju iz položaja prvog komada, razmaka i broja redova. Zbog toga je paletizacija prvi zadatak na kojem se u programu pojavljuju petlje i računanje s položajima, umjesto pukog niza naučenih točaka.

Za paletizaciju se često bira četveroosni robot. Kutija se odlaže vodoravno, pa je od orijentacija potreban samo zakret oko okomite osi. Takav robot nosi više, brži je i jeftiniji od šestoosne ruke istoga dosega. Paletizatori se izrađuju s nosivostima od nekoliko desetaka do više od dvjesto kilograma i dosezima preko tri metra, jer paleta naslagana do visine čovjeka traži upravo to.

Zavarivanje

Točkasto zavarivanje spaja limove tako da se između dviju elektroda propusti jaka struja i materijal se na malom mjestu rastali. Robot nosi kliješta koja s pretvaračem i dovodima lako dosežu masu od pedeset do preko sto kilograma, pa se za taj posao biraju roboti nosivosti sto pedeset kilograma i više. Karoserija osobnog automobila sadrži nekoliko tisuća takvih točaka, a raspoređene su na desetak robota u liniji.

Za programiranje je važno da se kod točkastog zavarivanja ne traži točan put između točaka. Robot mora doći do zadanog mjesta, stisnuti kliješta i nastaviti dalje. Zato se gotovo sve kretnje zadaju kao gibanje od točke do točke, uz velike zone zaobljenja, jer se tako dobiva najkraće vrijeme ciklusa.

Elektrolučno zavarivanje posve je drugačiji posao. Robot nosi gorionik i vodi ga po šavu stalnom brzinom, pod stalnim kutom i uz stalan odmak od radnog komada. Ovdje putanja jest rezultat: promjena brzine mijenja unos topline, a time i širinu i kvalitetu šava. Zato se koriste pravocrtna i kružna gibanja, a ne gibanje od točke do točke.

Uz robot za elektrolučno zavarivanje gotovo uvijek ide i pozicioner — okretni ili nagibni stol na kojem je radni komad. Pozicioner se upravlja iz istog kontrolera kao vanjska os, pa se robot i stol gibaju usklađeno. Time se šav uvijek može dovesti u vodoravan položaj, što je za kvalitetu zavara najpovoljnije.

Nanošenje, montaža i obrada

Kod nanošenja robot vodi dozirnu glavu po zadanoj crti. Lijepljenje vjetrobrana, nanošenje brtvene mase na poklopac motora, nanošenje zaštitnog premaza na šav — u svim tim poslovima količina nanesenog materijala ovisi o brzini kojom se glava pomiče. Ako robot uspori u zavoju, na tom mjestu ostane više materijala. Zato se protok doziranja povezuje s trenutnom brzinom robota, a putanja se planira tako da brzina ostane što ujednačenija.

Bojenje je srodan posao, ali se izvodi u prostoru s eksplozivnom atmosferom. Za to postoje posebne izvedbe robota s pogonima odvojenim od radnog prostora ili s unutarnjim pretlakom. Putanja je gusta, brzine su velike, a program se često izrađuje izvan stroja jer je boravak u komori neugodan i vremenski ograničen.

Montaža traži nešto drugo: ponovljivost i osjet. Umetanje osovine u provrt s malom zračnosti ne uspijeva ako se oslanja samo na položaj, jer već desetinka milimetra odstupanja dovodi do zaglavljivanja. Zato se koriste popustljive prirubnice, senzori sile i momenta te strategije traženja u kojima robot lagano kruži dok ne osjeti da je dio sjeo.

Naposljetku, robot se koristi i za obradu: brušenje, poliranje, skidanje srha, rezanje vodenim mlazom. Kod tih poslova javlja se sila reakcije koja robota odguruje, pa je krutost ruke jednako važna kao ponovljivost. Roboti su ovdje sporiji i manje točni od obradnih strojeva, ali pokrivaju velike i nepravilne komade koje bi na stroju bilo teško stegnuti.

Posluživanje strojeva i mjerenje

Posluživanje strojeva zadatak je koji povezuje robot s ostatkom pogona. Robot ulaže sirovac u tokarilicu ili glodalicu, čeka kraj obrade, vadi gotov komad i odlaže ga. Da bi to radilo, robot i stroj moraju razmjenjivati signale: stroj javlja da su vrata otvorena i stezna glava otpuštena, robot javlja da je izašao iz radnog prostora. Bez tih signala program nema smisla i vrlo brzo završava sudarom.

Vrijeme izmjene komada izravno ulazi u takt stroja, pa se tu često koristi dvostruka prihvatnica: robot dolazi s novim sirovcem u jednoj čeljusti, jednim pokretom vadi gotov komad drugom čeljusti i odmah ulaže sirovac. Time se izmjena skraćuje gotovo na pola.

Mjerenje je primjena u kojoj robot nosi mjerni senzor i obilazi zadane točke na komadu. Prednost je brzina i to što se mjeri u samoj liniji, a ne u odvojenoj prostoriji. Ograničenje je poznato iz prvog modula: robot je ponovljiv, ali nije osobito točan, pa se za mjerenje mora kalibrirati, a rezultati se tumače kao usporedba s etalonom, a ne kao apsolutna vrijednost.

Koliko će robota linija trebati, ne odlučuje se osjećajem. Iz godišnje količine i raspoloživog radnog vremena izračuna se takt, a iz takta i trajanja operacije broj potrebnih radnih mjesta. Tek se tada razmatra koji robot i koja prihvatnica dolaze u obzir.

Proizvođači i njihova upravljačka okruženja

Tržište industrijskih robota podijeljeno je među razmjerno malim brojem proizvođača. Svaki od njih razvija vlastiti upravljački sustav, vlastiti programski jezik i vlastiti paket za rad izvan stroja. Program napisan za jednog proizvođača ne izvodi se na robotu drugog proizvođača, ali su temeljni pojmovi svugdje isti: točke, naredbe gibanja, ulazi i izlazi, potprogrami.

Uz ove se u pogonima susreću i drugi proizvođači, osobito u području kolaborativnih robota i robota manje nosivosti. Za učenje je važnija spoznaja da razlike među jezicima leže uglavnom u imenima naredbi i u načinu zapisa podataka, a ne u logici. Tko razumije što znači gibanje do točke sa zadanom brzinom i zonom, snaći će se u bilo kojem od navedenih okruženja.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.