Robotizace svařování už dávno není výsadou velkých automobilek. Stále dostupnější kolaborativní roboty, takzvané koboty, otevírají cestu k automatizaci také menším kovovýrobám a rodinným firmám. Jejich předností je flexibilita, jednodušší programování a možnost spolupráce se svářečem. Znamená to ale, že klasickým průmyslovým robotům odzvonilo? Rozhodující budou velikost výrobních sérií, opakovatelnost zakázek a skutečné vytížení zařízení.
Ještě před několika lety znamenala automatizace svařování pro menší výrobní podnik poměrně zásadní investici. Klasický průmyslový robot vyžadoval nejen samotné rameno, ale také bezpečnostní oplocení, rozsáhlejší integraci, programování a často i úpravu výrobního uspořádání. Pro firmu, která vyrábí desítky různých konstrukcí v malých sériích, to nemuselo být ekonomicky zajímavé řešení.
Situaci postupně mění svařovací koboty. Jde o kolaborativní roboty navržené tak, aby mohly za určitých podmínek pracovat v blízkosti člověka. Jejich konstrukce a ovládání umožňují rychlejší nasazení a jednodušší změny výrobního programu. Právě to je důvod, proč se o ně začínají zajímat také menší české strojírenské a zámečnické firmy.
Když svářeč učí robota
Jednou z hlavních předností kobotů je intuitivní programování. Místo složitého vytváření trajektorií může obsluha v řadě aplikací vést rameno ručně po požadované dráze a uložit jednotlivé body svařování. Následně se nastaví svařovací parametry a robot může opakovat naučený postup.
U jednoduchého dílu a připraveného pracoviště může být základní naprogramování otázkou několika desítek minut. Není to však univerzální pravidlo. Složitější výrobky, více svarů, proměnlivé polohy dílů nebo požadavek na přesné polohování mohou vyžadovat podstatně více času. Výhodou je, že základní obsluhu a úpravy programu lze postupně naučit také zkušeného svářeče, který nemusí být specialistou na průmyslovou robotiku.
Na trhu se prosazují například řešení založená na robotech Universal Robots, které lze propojit s různými svařovacími zdroji. Společnost Kemppi nabízí vlastní systém propojení svařovací techniky s kobotem prostřednictvím komunikačního modulu a aplikace Kemppi Cobotics. Alternativou jsou kompletní sestavy Lorch Cobot Welding, zaměřené především na flexibilní automatizaci malých a středních výrobních sérií.
Kdy se vyplatí kobot a kdy klasický robot?
Největší smysl mají svařovací koboty tam, kde se často mění výrobky, ale jednotlivé operace se opakují. Typickým příkladem může být výroba ocelových rámů, držáků, krytů, menších konstrukcí nebo komponentů pro strojní zařízení. Firma může automatizovat opakující se svary a současně ponechat svářeči prostor pro přípravu materiálu, kontrolu dílů nebo ruční svařování složitějších míst.
Kobot se tak stává pomocníkem zkušeného pracovníka. Nemusí ho nahrazovat, ale umožňuje mu soustředit se na činnosti, při kterých je jeho kvalifikace nejvíce potřebná.
Klasický průmyslový robot má naopak výhodu ve vysoké rychlosti, výkonu a schopnosti pracovat v dlouhých, stabilních výrobních cyklech. Pokud podnik vyrábí tisíce stejných dílů, má dobře zvládnutou logistiku a přesně definované přípravky, může být plně automatizovaná robotická buňka ekonomicky výhodnější. Vyšší pořizovací náklady se zde rozpočítají do velkého počtu výrobků a robot může pracovat s minimálními přestávkami.
Bez klece? Ne vždy
Často zmiňovanou výhodou kobotů je možnost provozu bez klasického bezpečnostního oplocení. Je ale důležité zdůraznit, že to neplatí automaticky pro každou instalaci. I kolaborativní pracoviště musí projít posouzením rizik. Při svařování je nutné řešit nejen pohyb robotického ramene, ale také záření elektrického oblouku, rozstřik kovu, vysoké teploty a svařovací dýmy. Podle konkrétního uspořádání proto mohou být potřebné ochranné štíty, odsávání, světelné závěsy nebo oddělený prostor.
Kobot tedy nemusí znamenat úplné odstranění bezpečnostních opatření. Jeho přínosem je především možnost navrhnout pracoviště flexibilněji a s menšími nároky na prostor.
Návratnost investice: rozhodují odpracované hodiny
Pro menší rodinnou kovovýrobu je nejdůležitější otázkou návratnost. Samotná pořizovací cena robota totiž představuje pouze část celkové investice. Do kalkulace je nutné zahrnout svařovací zdroj, hořák, polohovadlo, přípravky, integraci, bezpečnostní prvky, školení i servis.
Základní ekonomická úvaha je přitom poměrně jednoduchá. Pokud automatizace ušetří například dvě hodiny kvalifikované práce denně a celkové náklady na jednu pracovní hodinu činí modelově 450 korun, představuje to při 220 pracovních dnech roční potenciál přibližně 198 tisíc korun. Při třech ušetřených hodinách už jde o 297 tisíc korun. To jsou ovšem hrubé modelové hodnoty, nikoliv čistý finanční přínos. Je nutné odečíst náklady na provoz zařízení, údržbu, přípravu výroby a případné nevyužité kapacity.
Důležitý je také další efekt: robot může svařovat opakující se díly, zatímco svářeč připravuje další zakázku. Firma tak může zvýšit průchodnost výroby, aniž by musela okamžitě přijímat další kvalifikované pracovníky.
O.S.K.A.R. – „Opravdový, svařovací, kolaborativní, adaptabilní robot“
Robot jako další člen týmu
Svařovací kobot není univerzální náhradou klasického průmyslového robota. Je ale zajímavou možností pro podniky, které chtějí automatizovat postupně, nemají dostatečně velké série pro tradiční robotickou buňku a potřebují rychle reagovat na měnící se zakázky.
Pro české malé a střední firmy může být právě tato flexibilita rozhodujícím argumentem. Nejde totiž jen o to, kolik svarů robot za hodinu vytvoří, ale také kolik času a práce ušetří celému výrobnímu týmu. A právě v tom může být největší ekonomický přínos moderního svařovacího kobota.
