Výběr robota a jeho úskalí

Firmy, které se rozhodly automatizovat část provozu a pořídit robota, čeká zásadní volba: Jakého zvolit, a podle čeho ho vybrat? Správnou odpověď a následnou praktickou realizaci ovlivňuje celá řada kritérií a zásadních, ač ne vždy na první pohled zjevných souvislostí, které je potřeba vyřešit, aby projekt byl úspěšný a pomohl dosáhnout očekávané cíle. Ne vždy má totiž robotizace smysl, především z ekonomického hlediska nebo vzhledem k technické náročnosti řešení.

Jakých hlavních chyb při automatizačních projektech s využitím robotů se mohou firmy dopustit a jak se jich vyvarovat?
Základní chyby se často dopouštějí už na počátku. Je to chybějící nebo špatně provedená analýza reálných potřeb a možností automatizačního řešení (např. podcenění nebo naopak nadhodnocení významu klíčových faktorů). S tím pak riskují špatný výběr zařízení neodpovídajícího požadavkům dané aplikace. Tedy pořízení robota, který na daný úkol nebude stačit, nebo bude mít kvůli nedostatečným parametrům problémy s jeho zvládnutím v budoucnu, nebo naopak nákupu zařízení, které je pro daný účel zbytečně předimenzováno. Důsledkem jsou vyšší či dodatečné náklady, a možné následné provozní problémy kvůli neefektivní práci robota, který není optimalizován pro daný účel.
Může se stát, že až při detailnější analýze provozu a potřebných operací se zjistí, že řada zdánlivě jednoduchých úkonů je pro robotickou realizaci značně složitá či finančně náročná.
„Relativně jde všechno, ale je nutné individuální posouzení. Nemá smysl usilovat, aby robot zvládl vše jako člověk a pořizovat nákladné řešení pro operace prováděné jen jednou za čas, které navíc může bez problémů zastat lidská obsluha, nebo je lze vyřešit jednodušším způsobem," říká Michal Žáček, Sales Engineer společnosti Fanuc.
Pro posuzování vhodnosti či nevhodnosti automatizace a možnosti nasazení robotů je důležité zaměřit se na jednoduché úkoly a vyhledat ve výrobním procesu činnosti, které se často nemění, a kde výrobky jsou pracovníkovi dodávány v přesné poloze a orientaci, nebo kde je požadována buď fyzicky náročná činnost nebo vysoce přesné operace. Tady se pořízení robota a nahrazení lidské práce s jeho pomocí zpravidla vždy vyplatí.
Na základě toho je pak možné si nechat od dodavatele vypracovat návrh řešení a zjistit, jaké změny ve výrobě a investice by vyžadovalo předpokládanou návratnost apod. Nemusí totiž vždy platit, že nasazení robotů zaručí rychlou finanční návratnost, zvláště pokud jde o malé kapacity výroby.

Průmyslový nebo kolaborativní?
Pokud nejde zrovna o rozsáhlou komplexní výrobní linku, zahrnující manipulaci s těžkými objekty, narazí podnik hned v počáteční fázi pravděpodobně na zásadní dilema: jakého robota vybrat? Průmyslový nebo kolaborativní? Obě řešení mají své plusy a mínusy, rozhodující je, k čemu má být robot určen.
Nyní popularizované kooperativní roboty mají omezenější spektrum využití, a jejich nasazení je limitováno relativně nízkou nosností. Ve svých nejvýkonnějších verzích sice zvládají i větší zatížení, ovšem za vyšší cenu. Průmyslové roboty zase naopak mohou díky vybavení stále dokonalejšími senzory fungovat v určitých případech i bez dříve nezbytných ochranných bariér. Výrobním firmám to nabízí mnohem širší výběr, ale vždy záleží především na konkrétní aplikaci.
Při vybavování automatizovaných provozů je výhodné (i když ne nezbytné), pokud lze všechna požadovaná zařízení pořídit od jednoho dodavatele, což zajišťuje jednodušší přístup k servisnímu zajištění, případným aktualizacím, ale i větší komfort obslužného personálu, který si nemusí osvojovat různé systémy. Například společnost Fanuc nabízí z tohoto hlediska nejširší možnosti – ve svém portfoliu má zastoupeny jak koboty (od nejmenšího se 4kg nosností a dosahem 55 cm až po nejvýkonnějšího s téměř dvoumetrovým dosahem a nosností 35 kg – je jediný s takovýmto užitečným zatížením na světě), tak průmyslové roboty pokrývající plné spektrum možných aplikací, až po výkonné průmyslové a SCARA roboty.
Právě roboty Fanuc řady CR či CRX mohou být zajímavou alternativou. Ačkoli jde o koboty, jsou odvozeny od průmyslových verzí, a tudíž bezproblémově nasaditelné i do drsnějšího továrního prostředí, kde by zejména levnější varianty běžných kobotů s nepříliš odolnou konstrukcí mohly mít problémy. Portfolio dodávaných typů včetně novinky CRX 10-iA s 10kg nosností pokrývá široký rozsah uplatnění pro potřeby většiny běžných průmyslových aplikací od prosté manipulace až po montáž nebo i obsluhu CNC strojů.

Robot není sám
Samotným výběrem robota vhodného pro daný typ operací vše rozhodně nekončí. Je pouze základem pro automatizační řešení, které je vždy mnohem komplexnějšího charakteru. Při zvažování automatizačních projektů proto nelze zapomínat, že investice neznamená pouhé pořízení robota a jeho nainstalování, ale zahrnuje i související a navazující systémy, integraci do stávajících. Jinými slovy: Je nutno si uvědomit, že standardní robot je jen část zařízení, které bude nutné celkově implementovat – budou potřeba ochranné prvky (v některých případech i u kobotů), implementace, naprogramování, takže výsledná investice je jiná, než katalogová cena samotného robota, s níž často firmy kalkulují jako základem pro automatizaci.
V případě složitějších komplexních systémů s nasazením průmyslových robotů a jejich pracovních nástrojů mohou být také dodací lhůty časově náročnější záležitostí – i s tím je nutno počítat, stejně jako s tím, že údržba či zajištění operativního servisu může vyžadovat kvalifikované (a tudíž placené) specialisty.
S tím souvisí i další z možných úskalí: Snaha realizovat kvůli úspoře nákladů instalaci a zprovoznění vlastními silami. Pokud to daný typ robota přímo neumožňuje (např. u robotů Fanuc nastavení pomocí intuitivního grafického rozhraní umožňuje naprogramování i uživatelům, kteří nejsou experty na tuto oblast) a firma na to nemá kvalifikované specialisty, jde o riskantní krok.
„Zákazníkovi to může ušetřit peníze, ale rozhodně už ne čas, který bude muset věnovat, aby měl jistotu, že vše bude dokonale fungovat. Ve většině případů vyžaduje implementace montáž a ustavení robota, nakonfigurování potřebného nástroje apod. Úzký okruh zákazníků je schopen to zvládnout vlastními silami, ale většina preferuje dodávku systému na klíč od integrátora, který má zkušenosti. Přitom nemusí jít jen o manipulaci, ale aby robot zvládal i další činnosti, třeba svařování, a zajistit nejlepší výsledky po stránce technologie. A vždy je potřeba vyřešit bezpečnost," upozorňuje Michal Žáček. Právě to je práce pro integrátory, kteří mohou robota pomoci optimalizovat pro danou aplikaci i přidáním dalších doplňkových systémů, inteligentních funkcí či vybavení, rozšiřujících možnosti robota.

Nemožné ihned, zázraky do tří dnů?
Častým problémem je i přehnané očekávání ze strany zákazníka. Robotizace není zázračný všelék, který vyřeší všechny problémy, ale může v případě dobře stanoveného zadání umožnit získat zařízení, jež s řešením těchto problémů výrazně pomůže. Nejlepší výsledky zajistí realistický pohled.
Na trhu je bohatá nabídka různých řešení, ale to ještě neznamená, že systém, pro který se firma nadchne díky skvělým prezentacím, bude to pravé pro danou situaci, v níž má být nasazen. Typickým příkladem může být „dvouruký" robot Yumi – je sice skutečně díky své konstrukci a možnostem obdobou lidského pracovníka, ale jde o zařízení určené pro specifické prostředí a aplikace. Také zkušenosti implementační firmy ukazují, že místo spolupráce, pro níž byl primárně zamýšlen, člověka spíše nahradí (což však nemusí být negativum, pokud ho tak uvolní pro práci s vyšší přidanou hodnotou). Podobným případem jsou i nyní často prezentované automatické mobilní platformy (AGV), na něž lze instalovat robotická ramena a umožnit jim tak zdůrazňovanou mobilitu. Jenže, jak upozorňují specialisté firmy Fanuc, ani zde nejde o univerzálně uplatnitelné řešení, ale o specializovaná zařízení, pro určité aplikace.
Obecně lze říci, že „zlatou střední cestou" je omezit výběr požadovaných funkčností robotů na úroveň, která zajistí jejich plnohodnotné nasazení i s ohledem na předpokládané budoucí potřeby. Nebude obsahovat nadbytečné funkce, které v konečném důsledku výsledné řešení zbytečně prodraží, aniž by pro ně bylo smysluplné využití. Tedy nepořizovat za každou cenu „dokonalé" roboty umožňující prakticky cokoli, nabité funkcemi, které firma nepotřebuje (a tudíž ani nevyužije), ale které v ceně projektu samozřejmě zaplatí.
Podobná je i situace u kobotů – jak již bylo zmíněno, přes svou spíše nadnesenou mediální image jsou reálně vhodné jen pro omezený okruh průmyslových aplikací. V ostatních případech jsou zpravidla lepší volbou kvalifikovaně vybrané průmyslové roboty, jejichž možnosti navíc posouvají dál tzv. chytré opce v podobě různých doplňkových systémů, které výrazně rozšiřují jejich schopnosti. Mezi ně patří např. vizuální detekční systémy a technologie strojového vidění (včetně 3D) pro rozpoznávání předmětů s nimiž má robot manipulovat (a to i náhodně rozmístěných), systémy automatického nastavování a kalibrace, nebo sofistikovaná bezpečnostní řešení zajišťující bezpečnost pro operátory, roboty i nástroje bez nutnosti investovat do prostorově náročné bezpečnostní infrastruktury apod. Podstatné je, aby dané typy robotů takovýto upgrade umožňovaly – a nemusí na ně přitom dojít okamžitě, ale třeba i postupně v budoucnu, podle toho, jak se bude firma a její potřeby rozvíjet.

www.fanuc.eu