Meca500 – robot inny niż wszystkie

07-03-2022

Na przestrzeni ostatnich lat wzrosła sprzedaż robotów przemysłowych. Ma na to wpływ wiele czynników, do których można zaliczyć: rozwój robotów, potrzebę utrzymania konkurencyjności na światowych rynkach, sytuację na rynku pracy i brak wykwalifikowanej kadry, a także coraz większe koszty pracy. Obecnie w wielu przedsiębiorstwach powszechny staje się widok robota pracującego w zamkniętej celi czy też ramię w ramię z człowiekiem.

Na rynku jest wiele typów układów kinematycznych robotów, jednak najczęściej spotykane są roboty o sześciu stopniach swobody (rys. 1). Są one używane w wielu gałęziach przemysłu do różnych, zazwyczaj powtarzalnych zadań, takich jak: paletyzacja, montaż, spawanie, zgrzewanie, klejenie, testowanie czy kontrola jakości. Większość robotów 6-osiowych ma jednak cechy, które sprawiają, że zastosowanie tego rodzaju urządzeń w niektórych przypadkach jest nie tylko nieekonomiczne, ale również i niepraktyczne. Można tu wymienić:

duże gabaryty i masywne kontrolery,
ciężkie ręczne programatory (Teach Pendant),
skomplikowaną integrację,
potrzebę przeprowadzania specjalistycznych szkoleń z ich obsługi i programowania,
konieczność regularnego serwisowania,
wysoką cenę.

Wyobraźmy sobie zakład produkcyjny, który wytwarza podzespoły złożone z precyzyjnych części o niewielkich rozmiarach i niedużej masie. Części te pojawiają się na kolejnych stanowiskach linii produkcyjnej, gdzie pracownicy w pierwszej kolejności przeprowadzają kontrolę ich jakości, kwalifikują je jako OK lub NOK, a następnie montują w zespoły wyższego rzędu i na koniec przeprowadzają testy. Produkcja jest powtarzalna i pracownicy realizują wciąż te same czynności. W związku z sytuacją na rynku pracy – trudnościami ze znalezieniem pracowników oraz wzrostem kosztów ich zatrudnienia – właściciel zakładu produkcyjnego rozważa automatyzację linii produkcyjnej i zakup kilku robotów. Analizując dostępną ofertę dochodzi jednak do następujących wniosków:

koszt zakupu oraz integracji kilku robotów jest bardzo wysoki,
zakład produkuje precyzyjne elementy, a oferowane na rynku roboty nie spełniają wymagań pod względem dokładności pozycjonowania,
oferowane urządzenia są duże, ciężkie i razem z dodatkowymi elementami oraz systemami bezpieczeństwa zajmują sporo miejsca – być może ich instalacja będzie wymagała powiększenia zakładu, co wygeneruje dodatkowe koszty,
roboty te mają własne środowisko programistyczne, więc racjonalnie byłoby zaopatrywać się u jednego producenta,
wdrożenie i obsługa robotów wiąże się z przeszkoleniem kadry lub zatrudnieniem specjalistów, czyli z kolejnymi wydatkami,
większość robotów przemysłowych co roku wymaga serwisowania – koszty jeszcze rosną,
obecność w zakładzie nowych urządzeń, które zużywają energię elektryczną, podwyższy rachunki.

Rys. 1. 6-osiowy robot przemysłowy Meca500 firmy Mecademic

W wyniku tej analizy właścicielowi nasuwa się jeden wniosek: Koszty są zbyt wysokie. Jestem zmuszony pozostać przy obecnym rozwiązaniu i borykać się z dotychczasowymi problemami. Ale czy na pewno? Może na rynku jest jednak alternatywa?

Przypatrzmy się bliżej rozwiązaniu kanadyjskiej firmy Mecademic. W jej ofercie znajduje się 6-osiowy robot przemysłowy Meca500. Co go wyróżnia na tle innych podobnych konstrukcji dostępnych na rynku? Są to:

wysoka precyzja i powtarzalność wynosząca ±0,005 mm – co jest wartością od 4 do 10 razy lepszą od większości popularnych robotów na rynku,
Meca500 jest znacznie lżejszy i bardziej kompaktowy niż większość robotów; waży zaledwie 4,5 kg, dzięki czemu nie wymaga stosowania drogich podestów czy napędów liniowych do rozbudowania o siódmą oś,
jest nieduży i nie ma zewnętrznego kontrolera, więc nie potrzeba dodatkowego miejsca do instalacji,
robot nie wymaga serwisowania, wymiany baterii, pasków czy oleju – jest całkowicie bezobsługowy, nie potrzeba materiałów eksploatacyjnych,
nie trzeba kupować dodatkowych licencji oprogramowania czy bibliotek, ponieważ robot ma wbudowany interfejs sieciowy, wspiera różne środowiska programistyczne,
można go zainstalować w dowolnej orientacji, w zależności od potrzeb – nie wymaga specjalnych ustawień, a kompensacja grawitacji jest automatyczna,
integracja z nowo projektowanymi czy istniejącymi systemami automatyki jest łatwa i szybka – robot obsługuje standardowe protokoły komunikacyjne,
urządzenie ma solidną konstrukcję – obudowę wykonano z precyzyjnych, frezowanych części aluminiowych, a całość zapewnia klasę ochrony IP40,
do obsługi sprzętu nie ma potrzeby przeprowadzania specjalizowanych szkoleń – instalacja i uruchomienie są proste i każdy może samodzielnie to wykonać,
w przypadku uszkodzenia robota bardzo łatwo można go wymienić, co przekłada się na redukcję kosztów związanych z przestojem linii,
okablowanie w razie uszkodzenia również można łatwo i szybko wymienić, ponieważ są to standardowe przewody dostępne na rynku,
w przypadku potrzeby pomocy technicznej dostępne jest wsparcie telefoniczne, wideo i online bez dodatkowych kosztów,
ze względu na gabaryty transport robota jest łatwy, szybki i niedrogi; wysyłka od producenta do klienta zajmuje dwa dni,
robot jest energooszczędny – zużycie energii elektrycznej wynosi jedyne 30 W, czyli zdecydowanie mniej niż w przypadku większości popularnych na rynku modeli,
w porównaniu z innymi robotami 6-osiowymi Meca500 wypada atrakcyjnie cenowo, biorąc pod uwagę nie tylko koszt samego urządzenia, ale również pozostałe wydatki związane z jego wdrożeniem.

To zestawienie dowodzi, że jest na rynku rozwiązanie, dzięki któremu wspomniany właściciel zakładu produkcyjnego może się uporać z trudną sytuacją na rynku pracy i zyskać dodatkowe korzyści. Należy jednak pamiętać o istotnej kwestii. Jeżeli robot nie zostanie wyposażony w odpowiednie narzędzie, jakim jest efektor końcowy, to będzie pozbawiony możliwości interakcji z otoczeniem i tak naprawdę – bezużyteczny. Dlatego w ofercie firmy Mecademic znajduje się wybór specjalnych rozwiązań.

Efektor końcowy elektryczny MEGP (25E i 25LS) (rys. 2) – opracowany we współpracy z firmą SCHUNK elektryczny chwytak równoległy jest zintegrowany z robotem Meca500 i występuje w dwóch wersjach: MEGP 25E o skoku 6 mm oraz MEGP 25LS o skoku 48 mm. Oprócz zaimplementowanych poleceń otwierania i zamykania szczęk można również dostosować siłę i prędkość uchwytu.

Rys. 2. Elektryczne chwytaki równoległe MEGP 25E oraz 25LS przeznaczone do robota Meca500

Moduł pneumatyczny MPM500 (rys. 3) – zaprojektowany do robota Meca500 umożliwia połączenie go z różnymi narzędziami pneumatycznymi. Moduł składa się z dwóch 3-drogowych 2-położeniowych zaworów elektromagnetycznych normalnie zamkniętych, niezależnie sterowanych bezpośrednio z robota.

Rys. 3. Przeznaczony do robota Meca500 moduł pneumatyczny

Ze względu na swoją cenę, precyzję i wymiary oraz łatwość obsługi i integracji model Meca 500 znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i ośrodkach naukowo-badawczych. Z powodzeniem sprawdza się m.in. w:

zadaniach pick & place w aplikacjach montażowych,
testowaniu wyświetlaczy informacyjno-rozrywkowych (infotainment),
testach funkcjonalnych w komorach środowiskowych,
kontroli części,
montażu PCB i części elektronicznych,
laserowym znakowaniu przewodów i lutowaniu,
łączeniu przewodów,
obsłudze maszyn AOI,
dozowaniu kleju lub uszczelniacza,
wkręcaniu elementów złącznych.

Rynek robotów 6-osiowych oferuje więc już całkiem szeroki wachlarz rozwiązań. Bywa jednak, że projekt z zastosowaniem 6-osiowego robota nie jest realizowany ze względu na specjalne wymagania (dokładność czy dostępność miejsca). W tej sytuacji robot Meca500 stanowi ciekawe uzupełnienie oferty rynku robotów 6-osiowych.