Nasazení robotů do výrobního procesu nebo do jakékoli aplikace je považováno za nejvyšší formu automatizace. S tím se ovšem váží mýty o vysoké ceně, provozních nákladech i o nízké flexibilitě výroby. Do naší redakce dorazilo robotické rameno výrobce Universal Robots, které jsme si mohli vyzkoušet.
To, že nám někdo něco předvede, na to jsme zvyklí. Nabídka, že si robota budeme moci vyzkoušet, byla neodolatelná. Předváděcí sety jsou totiž velmi často velmi vzdálené reálnému nasazení a demo programy připomínají cirkusová vystoupení. Byli jsme tedy zvědaví, co nás může čekat kromě nacvičené show.
Kdo je Universal Robots?
Firma Universal Robots vznikla v Dánsku původně jako univerzitní projekt. Peníze na rozvoj byznysu získala od veřejného investičního fondu a dánského státního investičního fondu. Dnes má celosvětovou působnost. Po celém světě se hýbe přes 2400 robotických ramen této značky. Zakladatelé firmy se od počátku drželi jednoduché vize. Dostupné roboty jim připadaly těžké, drahé a obtížně manipulovatelné. Rozhodli se vyvinout vlastní lehké, flexibilní a bezpečné roboty. Své myšlenky se drželi velmi pevně - to je dobrý základ z univerzity - a tak vznikla ramena UR-5 a UR-10 s unikátním systémem řízení a vestavěným řešením strojové bezpečnosti.
UR5 - jednodušší to být nemůže
Rameno UR-5, které navštívilo redakci HW serveru, nás na první pohled zaujalo subtilní konstrukcí. Kromě ovládacího počítače je vše skryto v samotném rameni – pohony i senzory polohy. To je první předpoklad prostorové úspornosti, bezpečnosti i spolehlivosti. Z ramene se v reálném provozu nemá co, ani jak uvolnit, nemůže dojít k náhodné kolizi senzoru s ramenem či vytržení konektoru kabelu. Koncepce „vše pod krytem“ je také nezbytným předpokladem pro bezpečný provoz robota bez jištění plotem nebo optickými závorami. Pro menší firmy, které vyžadují flexibilní nasazení stroje, včetně občasného stěhování mezi provozy, je toto jedna z klíčových výhod.
Předvedení robota v redakci HW serveru začalo obsluhou kávovaru. Kávu z kapsle a automatu zvládlo rameno neomylně, chyběla jen galantnost a úsměv při podávání. Další úloha již připravena nebyla. Zkusili jsme si nastohovat vizitky. Příprava programu nám zabrala 5, slovy pět minut. Teprve přitom jsme pochopili, že robota může nasadit do provozu opravdu každý.
Programování totiž nevyžaduje sofistikovaný strukturovaný diagramový přístup, znalost jakyků C++, Perl ani Cobol, stačí nám vize toho, co potřebujeme udělat (tu mnoho programátorů nemá), s jakým nástrojem, výrobkem, či materiálem budeme pracovat (to abychom to nerozmáčkli).
Program vzniká bez programování
První programovací režim využívá pouze HMI rozhraní, připojené k řídící jednotce. Základním krokem je orientace. Obsluha si na dotykové obrazovce natočí robota do přirozené polohy vůči sobě. Je tedy jedno, kde v tu chvíli stojí, jestli před, za, nad nebo pod ramenem – šipka vlevo je potom od obsluhy vlevo, nahoru je opravdu nahoru atd. Jednoduchá, ale účinná pomůcka. Samotné sestavování programu je potom podobné sestavování makra v kancelářském software, kdy ovládacím prvkem vytváříme pohyb a v důležitých bodech zaznamenáme souřadnice, či dáváme povel manipulátoru. V různých krocích programování lze kdykoli změnit rychlost pohybu, stejně jako ve finálním programu. Pro hrubou manipulaci s obrobky lze rychlost zoptimalizovat vůči navazujícím krokům, či proces maximálně urychlit. Pro testovací aplikace nebo laboratorní provoz lze naopak nastavit přesnou rychlost podle nároků snímání či procesu. Do programování pomocí HMI může kdykoli vstoupit hrubá síla. Netrpělivý jedinec tak může odblokovat elektrické ovládání a ramenem pohybovat ručně. Po celou dobu je ovšem zachováno trasování souřadnic a záznam poloh. Ty lze při odzkoušení programu doladit načisto.
Použitelnost je hlavním kritériem
Jestliže jste při přečtení předchozího odstavce nabyli dojmu, že Univerzal Robots i my testující patříme mezi nezodpovědné dobrodruhy, kteří bez jakéhokoli zabezpečení vlezou do jedoucího stroje, naštěstí nemáte pravdu. Řídící jednotka ramene trvale vyhodnocuje silové momenty v jednotlivých kloubech a nedovolí jejich překročení. Chrání tím obsluhu i robota samotného nejen před úrazem, ale i před provozním přetížením. Právě softwarové řešení je v tomto případě výhodou, která umožňuje robota bezpečně nasadit v jakémkoli provozu bez nutnosti instalace plotů či zábran. Nejedno video na internetu ukazuje instalaci robota v baru či na masážní klinice.
Za pozornost stojí i cenová politika. Kompletní prostředí, tedy rameno a řídící jednotka jsou dodávány v ceně, která se pohybuje kolem 22 000 Eur. Pokud ramenem nahradíme jednoho člověka v třísměnném provozu, je návratnost kolem jednoho roku. Robot navíc nepožaduje odměny před vánocemi, dovolenou ani stravenky. Jaké jsou náklady na údržbu? Stačí jednou za rok promazat.
