Aktuální vydání

celé číslo

08

2022

MSV 2022

Projektování, konstruování a programování automatizačních a řídicích systémů

celé číslo

Použití kolaborativních chapadel Co-act od firmy SCHUNK při obrábění

„Vysvobození robotů z jejich klecí“ je v plném proudu. Již v současné době je bezprostřední spolupráce člověka s robotem nedílnou součástí automatizace výroby. Společnost Schunk aktivně pracuje na vývoji chapadel pro kolaborativní činnosti a výsledkem jsou chapadla řady Co-act (obr. 1).

 Kolaborativními robotickými systémy jsou postupně nahrazovány především monotónní činnosti, jako např. manipulace s obrobky v obráběcích strojích. Zatímco zaměstnanci se starají o několik strojů, jakož i o polotovary a hotové díly, kolaborativní roboty přebírají vlastní zakládání do strojů (obr. 2). Na rozdíl od klasických automatizovaných pracovišť s robotem a ochranným plotem zůstává obráběcí stroj při této kolaborativní činnosti stále volně přístupný. Tak mohou být i nadále zpracovávány jednotlivé zakázky a malé série, kdy je třeba přítomnost obsluhy.

Další pole využití kolaborativní systémy nacházejí při manipulaci s obrobky ve zdraví ohrožujících prostředích, jako je např. rentgenová kontrola hliníkových odlitků (obr. 3). Také zde může převzít bezprostřední manipulaci v oblasti rentgenového záření kolaborativní chapadlo.

Klasickou úlohou a přitom tvrdým oříškem je vybírání dílů volně ložených v přepravním boxu – bin picking. Společnosti Kuka a Schunk společně pracovaly na studii pracoviště, kde mají být netříděné kovové díly uchopeny kolaborativním robotem, vyňaty z nádoby, umístěny do brusky a po obrobení přesně uloženy na místo. V průběhu tohoto procesu má být obsluha schopna ručně nakládat, posunovat nebo odstraňovat přepravní boxy nebo jednotlivé díly. Tímto způsobem jsou ve studii propojeny úlohy vybírání předmětů z nádob a spolupráce člověka s robotem. K vybírání polotovarů z nádoby se používá systém rc_visard od firmy Roboception vybavený pasivní stereokamerou (obr. 4). Ten umožňuje stanovit optimální body úchopu a přenést je bez použití externího PC přímo do robotu LBR iisy.

Rameno robotu je vybaveno chapadlem Co-act od firmy Schunk, které bylo navrženo speciálně pro tuto úlohu. Kompletní regulační a napájecí elektronika je osazena uvnitř chapadla, což znamená, že nezabírá místo v rozváděči robotu.

Nabídka chapadel Co-act

Především tam, kde se plné zautomatizování z ekonomického hlediska nesnadno rea­lizuje, je podle firmy Schunk namístě separace na dílčí procesy a jejich rozdělení mezi lidi a roboty. To platí zvláště pro úlohy, při kterých je počet kusů v sérii příliš malý pro plně automatizovaný provoz a příliš velký pro manuální činnost, nebo když plné automatizaci brání velký počet variant dílů. Kolaborativní chapadla poskytují v těchto situacích důležité výhody: zvyšují produktivitu, umožňují dosáhnout velké flexibility a ulehčují zaměstnancům od dříve neautomatizovaných nebo ergonomicky nepříznivých manuálních pracovních kroků. Navíc snižují riziko zranění a zajišťují při výrobních procesech stabilní kvalitu bez ohledu na aktuální stav obsluhujícího personálu. S využitím základních norem a směrnic definoval Schunk tři hlavní zásady pro kolaborativní chapadla:

  • chapadlo při uchopení nikdy nezpůsobí zranění,
  • chapadlo vždy rozpozná kontakt s člověkem,
  • chapadlo nikdy neupustí uchopený předmět.

K tomu Schunk využívá, v závislosti na úloze, souhru různých funkcí a komponent. V základní verzi, u tzv. inherentních kolaborativních chapadel, se v nebezpečné situaci aktivuje omezení uchopovací síly na 140 N. Konstrukce chapadla se zaoblenými rohy a hranami navíc minimalizuje riziko zranění.

Bezpečnostní pohony zajišťují, že těžké části jsou spolehlivě udrženy i v režimu nouzového zastavení. Senzory permanentně monitorují okolí chapadla a jejich signály jsou vyhodnocovány bezpečnostním softwarem. Chapadla Co-act splňují podmínky normy EN ISO 10218 Roboty a robotická zařízení – Požadavky na bezpečnost průmyslových robotů a technického předpisu ISO TS 15066 Robots and Robotic Devices – Collaborative Robots. Stav chapadla zobrazuje ze všech stran viditelný světelný proužek s barevnými LED.

V současné době jsou k dispozici dvouprstá chapadla Co-act EGP-C pro malé a střední uchopované díly. Dodávány jsou v celkem šestnácti variantách a je možné je použít s roboty Kuka, Fanuc a Universal Robots. Brzy bude na trh uvedeno chapadlo Co-act EGL-C s dlouhým zdvihem pro bezpečné uchopování větších dílů (do 8 kg) s uchopovací silou až 450 N.

(Schunk)

Obr. 1. Chapadlo Co-act dává kolaborativním robotům potřebnou obratnost