Do leta 2025 bo med roboti že tretjina sodelujočih

Center za sodelujočo robotiko: Najsodobnešja oprema, ki je na trgu od nekaj mesecev do največ pet let, je stala 250.000 evrov
Fotografija: Center za sodelujočo robotiko na ljubljanski fakulteti za elektrotehniko je opremljen z najnovejšo in najsodobnejšo robotsko tehnologijo. Foto arhiv Fakultete za elektrotehniko v Ljubljani
Odpri galerijo
Center za sodelujočo robotiko na ljubljanski fakulteti za elektrotehniko je opremljen z najnovejšo in najsodobnejšo robotsko tehnologijo. Foto arhiv Fakultete za elektrotehniko v Ljubljani

Na Fakulteti za elektrotehniko v Ljubljani so odprli Center za sodelujočo robotiko, ki ga je ustanovil Laboratorij za robotiko te fakultete. Gre za razmeroma novo področje, saj so sodelujoči roboti na trgu manj kot desetletje, njihovo število pa strmo narašča, je povedal prof. dr. Matjaž Mihelj s katedre za merjenja in robotiko na FE.

Sodelujoči roboti so v skladu standardom (ISO/TS 15066), ki ima še mlado letnico 2016, certificirani za delo v skupnem delovnem prostoru s človekom. Pri tem lahko sodelujeta tako, da si ne delita delovnega procesa in ima vsak ločen in omejen prostor, lahko pa delata izmenično na istem območju v različnih časovnih intervalih. Tretja oblika sodelovanja je, da človek direktno vodi robota. Najkompleksnejši način sodelovanja pa je, da si robot in človek delita skupni delovni prostor v isti nalogi, pojasnjuje prof. dr. Mihelj. Prednosti takšnega sodelovanja so združitev dobrih lastnosti človeka in robota, odstranitev varnostnih ograj, povečana učinkovitost in zmanjšan čas nedelovanja robota in človeka.


Varnostna ograja ni potrebna


Vendar pa se sodelujoči robot od klasičnega industrijskega pomembno razlikuje. Sodelujočemu robotu je mogoče omejiti delovni prostor in definirati različne parametre delovanja v različnih območjih delovnega prostora. Mogoče ga je voditi z roko, kar je pomembno predvsem v fazi učenja robota. Sodelujoči roboti so sposobni delovati na okolico z znano in omejeno kinetično energijo. Ta na mestu morebitnega kontakta robota in človeka povzroči tlak oziroma silo. Za različne dele telesa so predpisane različne omejitve tlaka oziroma sile glede na tveganje poškodb. Robot med delovanjem prilagaja hitrost gibanja, ki se spreminja v odvisnosti od razdalje do človeka. Če se človek preveč približa, se robot nadzorovano zaustavi. Pri prekoračenju kontaktne sile pa se zgodi varnostni izklop. Zaradi teh lastnosti ni več potrebna ograja okrog robotske celice, ampak lahko tak robot deluje skupaj s človekom, razlaga prof. dr. Mihelj.

Vendar pa opozarja, da za varno sodelovalno aplikacijo ni dovolj le sodelujoči robot, potrebno je upoštevati robota ali katerikoli elektromehanski sistem, orodje, izdelek, okolje in izobraženega operaterja: "Lahko si predstavljamo, da robot, ki nosi ostro orodje, na primer nož, ni več varen za človeka. Sodelovalna aplikacija torej temelji na sodelujočemu robotu z orodjem, ki deluje v predpisanem okolju s sprejemljivo stopnjo tveganja v vseh razumno predvidljivih načinih, hkrati pa sodeluje v skupnem delovnem prostoru z usposobljenim operaterjem," razlaga dr. Mihelj.


Uporabljajo jih mikro, mala in srednja podjetja 


Podjetja pogosto uporabljajo sodelujoče robote v klasičnih robotskih aplikacijah, pri čemer lahko poenostavijo varnostne sisteme. Uporabljajo jih za strego obdelovalnih strojev oziroma strojev za ulivanje plastike, sortiranje predmetov za pakiranje, preverjanja kakovosti izdelkov, poliranje izdelkov, nanašanje lepila in za druge aplikacije. Prilagojeni so za sodelovanje s človekom, na primer za izmenično delovanje s človekom, kar omogoča delo pri skupnih nalogah, kot so na primer operacije sestavljanja, prijemanja in odlaganja, vijačenje, aplikacije v laboratorijski analizi in testiranju v živilski industriji in drugje.

Trenutno je delež sodelujočih robotov v celotni prodaji robotov manj kot desetodstoten, po napovedih pa bo do leta 2025 predstavljal že več kot tretjino, je pojasnil prof. dr. Mihelj. Pomembni uporabniki sodelujočih robotov so mikro, mala in srednja podjetja. Vpeljujejo jih tudi v avtomobilske tovarne in podobne klasične proizvodne dejavnosti. Predvsem pomembno pa se mu zdi, da prodirajo v okolja, kjer robotov prej ni bilo, na primer v živilsko proizvodnjo, predvsem pekarstvo in slaščičarstvo. Omogočajo namreč avtomatizacijo kompleksne in maloserijske proizvodnje, učinkovitejšo rabo prostora in izboljšavo kakovosti. Primerni so za vsestranske in prilagodljive operacije, izboljšajo ergonomijo. Uporabljajo jih lahko tudi kot „tretjo roko“ operaterja. Niso pa primerni za nevarne aplikacije.


Klasičnih robotov ne bodo v celoti nadomestili


Ker imajo sodelujoči roboti nekatere omejitve, nikoli ne bodo v celoti nadomestili klasičnih robotov. Nosilnost sodelujočih robotov v večini primerov ne presega 15 kilogramov, kar omejuje zmožnost prenašanja bremen. Ne delujejo z največjo hitrostjo, kar lahko oteži doseganje zastavljenih časov izdelave. Da je zagotovljena varnost operaterja, je potrebno zmanjšati raven tveganja, ki ga predstavljajo aplikacije s sodelovanjem. Poleg tega pa je tudi nabor aplikacij omejen: skupni delovni prostor robota in operaterja rešuje specifične probleme v industriji, za ostale aplikacije pa je bolj smiselna uporaba klasičnega robota.


Pridobitev za študente in podjetja


V okviru Centra za sodelujočo robotiko bodo izvajali raziskovalno-razvojno dejavnost v okviru domačih in mednarodnih projektov. Študentom bodo omogočili delo na najsodobnejši opremi, ki šele prihaja ali bo začela prihajati v naše industrijsko okolje, za podjetja pa bodo izvajali različne storitve, med drugim svetovanje o robotski konfiguraciji, varnosti, merilni opremi, programiranju itd. Izvajali bodo študije izvedljivosti aplikacij in razvijali industrijske in neindustrijske, demonstracijske in zelo prilagojene namenske sodelovalne robotske aplikacije. Preskušali in primerjali bodo sodelujoče robote in periferne naprave. Pripravljali bodo varnostne koncepte za standardne in posebej razvite sodelovalne aplikacije, vključno s specifičnimi pristopi sodelovanja med človekom in robotom. Organizirali bodo tudi delavnice, seminarje in usposabljanja za uporabnike sodelujočih robotov in razvijalce aplikacij. 

Center je opremljen z najnovejšo in najsodobnejšo robotsko tehnologijo, ki je na trgu od nekaj mesecev do največ pet let. Odlikujejo jo odlični mehanski sistemi, specifični pristopi za vodenje robota ter prijazni uporabniški vmesniki, ki omogočajo programiranje robotov celo nestrokovnjakom, pravi prof. dr. Mihelj. Poleg robotov ima center na voljo različna robotska prijemala, senzorje sil in navorov, varnostne sisteme za zaznavanje bližine človeka, kamere za zaznavanje okolice, laserske skenerje ter različna orodja, ki jih lahko namestijo na robota, na primer vijačnik.


Na voljo tudi druga oprema Laboratorija za robotiko


Oprema za vzpostavitev Centra za sodelujočo robotiko je stala 250.000 evrov, pri čemer je laboratorij za robotiko ljubljanske fakultete za elektrotehniko del sredstev pridobil na javnem razpisu ARSO za sofinanciranje nakupov raziskovalne opreme, del so prispevala podjetja, del pa je bilo lastnih sredstev. Centru za sodelujočo robotiko je na voljo tudi ostala oprema Laboratorija za robotiko, to pa mu omogoča veliko širši obseg delovanja.

Komentarji: