NACHI, trendy w robotyce!

25

W ciągu ostatnich dwóch dekad, wzrost produkcji w Europie, nie tylko w sektorze motoryzacyjnym, był znaczący. Niestety, ogólnoświatowa recesja, po której nastąpiło załamanie produkcji i sprzedaży w każdym ogniwie łańcucha dostawców i podwykonawców pokazała, że wciąż aktualne jest powiedzenie “Nic nie trwa wiecznie.”

Wyniki rynkowe pokazują, że zwycięzcami bitwy o utrzymanie konkurencyjności są ostatecznie przedsiębiorstwa, które postawiły na częściową lub pełną automatyzację procesów produkcyjnych i perspektywę inwestycji w ciągły rozwój. Japońska firma Nachi Fujikoshi Corp. to jeden z najstarszych producentów robotów przemysłowych. Od roku 1968 firma przyczynia się do postępu rozwoju innowacji w dziedzinie robotyki. W pionierskich latach robotów, Nachi było pierwszym producentem, który  (w roku 1979) skonstruował robota zgrzewającego wykorzystującego silniki elektryczne, dając początek nowej erze urządzeń napędzanych tą metodą i zastępujących roboty hydrauliczne. Wróćmy jednak do teraźniejszości, gdzie automatyka stała się kluczową częścią każdej branży przemysłu i filarem konkurencyjności – nie tylko w najlepiej rozwiniętych gospodarkach świata.

Nachi inwestuje znaczne środki w badania i rozwój, często będąc pionierem w implementacji nowych technologii do realiów przemysłowych. Przykładem może być zaprezentowany niedawno nowy typ siedmioosiowego robota – MR20. Seria MR została rozszerzona o modele o udźwigu 35 i 50kg, również posiadające siedmioosiowy łańcuch kinematyczny.

MR20 został zaprojektowany przede wszystkim z myślą o współpracy z obrabiarkami i centrami obróbkowymi. Jego kompaktowa budowa zapewnia wysoką dokładność i powtarzalność rzędu ±0,06mm przy udźwigu 20kg (w pewnych warunkach nawet 30kg). Największą zaletą MR20 jest jednak zastosowanie  rewolucyjnej, siódmej osi ramienia, rozszerzającej możliwości ruchu. To daje robotowi przewagę w ograniczonych przestrzeniach kompaktowych celi obróbkowych, gdzie nie ma możliwości wykorzystania osi jezdnej, a robot musi sięgać do maszyny stojąc w jednym miejscu. Inną zaletą wykorzystania siódmej osi jest ułatwienie  dostępu do maszyn na potrzeby serwisu i obsługi – robot siedmioosiowy jest instalowany poza obszarem znajdującym się na wprost maszyny, w przeciwieństwie do rozwiązań konwencjonalnych (zdjęcia obok).

Poza standardowymi aplikacjami, roboty przemysłowe stopniowo wypierają różnego rodzaju statyczne windy, przenośniki i inny specjalizowany sprzęt do obsługi maszyn i transportu bliskiego, który cechuje się niską elastycznością, szczególnie przy wysokiej zmienności produktów końcowych.

Rozwój i badania koncentrują się także na sektorze przemysłu ciężkiego. Udźwig, zasięg i zakres ruchów robotów przemysłowych dla tej branży zwiększa się z roku na rok. Dostępne są już rozwiązania zrobotyzowane zdolne do przenoszenia ładunków o masie przekraczającej 1000kg. Przestrzeń robocza takich urządzeń jest jednak z reguły ograniczona, ponieważ koncepcja konstrukcji jest powieleniem mniejszych platform sprzętowych. Jednym z największych produkowanych obecnie robotów przemysłowych jest Nachi SC700. To sześcioosiowa konstrukcja o udźwigu 700kg. Model ten został opracowany z myślą o przemyśle motoryzacyjnym, ale dzięki zasięgowi 4000mm w poziomie i 4928mm w pionie, robot z powodzeniem znajduje zastosowanie w innych aplikacjach związanych z przenoszeniem ciężkich ładunków. Przy wspomnianych parametrach, wymiary transportowe robota to 3372mm x 3064mm x 2712mm (DxWxS), a jego masa sięga 7400kg. Tego typu robot jest w stanie pracować jako wysoce elastyczny transporter. Główną zaletą robota SC700 w stosunku do konwencjonalnego przenośnika pionowego jest minimalna ilość zmian mechanicznych przy zmianie kształtu i gabarytów przenoszonych elementów, a także łatwość zmiany trajektorii ruchów  – poprzez prostą zmianę programu. Oczywiście kluczowym zagadnieniem jest przy tym rozwiązanie chwytaka.

Częstym problemem projektowym przy zrobotyzowanej obsłudze maszyn i przenoszeniu detali jest koncepcja chwytaka, który musi spełniać sprzeczne wymagania odbiorcy końcowego. W przypadku wysokiego zróżnicowania kształtu i materiału manipulowanych obiektów, wymagane jest zastosowanie zaawansowanych chwytaków nowego typu. Przykładem może być druga generacja skonstruowanego przez Nachi chwytaka Flex-Hand – model FH360 (zdjęcie obok) o udźwigu 25kg przy masie własnej wynoszącej 24kg. Zaletą FH360 jest zdolność adaptacji do kształtu i powierzchni przedmiotu chwytanego. Dzięki unikalnej konstrukcji chwytaka, ruch wszystkich trzech palców realizowany jest za pomocą jedynie dwóch serwomotorów sterowanych bezpośrednio z poziomu kontrolera robota. Korzyści z zastosowania narzędzia obsługiwanego bezpośrednio przez jednostkę sterującą są oczywiste. Możliwy jest na przykład pomiar prądu zasilającego silniki chwytaka i na tej podstawie wykrycie momentu uchwycenia przedmiotu (z siłą nawet do 3600N w przypadku FH360N). Wykorzystanie takiego urządzenia chwytającego pozwala zbliżyć się do możliwości sensorycznych i manipulacyjnych pracownika przenoszącego detale. Zastosowanie chwytaka Flex-Hand to przede wszystkim aplikacje typu „pick-and-place” („chwyć i odłóż”), ze szczególnym uwzględnieniem obiektów przemieszczających się,  o nieregularnych kształtach, często rozmieszczonych w sposób losowy i trudnych do uchwycenia.

Podsumowując, roboty stopniowo penetrują sektory przemysłu, które do tej pory stawiały opór automatyzacji. Rozwój i wdrażanie nowych technologii może okazać się kluczem do zwiększenia produktywności i osiągnięcia sukcesu w trudnym, zglobalizowanym podejściu do zagadnień produkcji. Okres zwrotu inwestycji w automatyzację uległ znacznemu skróceniu, tym samym otwierając drogę dla silnych graczy, gotowych do uczynienia kroku od pomysłu do realizacji.

Nachi Europe GmbH
Sezemická 2757/2, VGP Park A1, Praha 9
T:  +420-255734000 E:  info.cz@nachi.de
www.nachi.de