Roboty ROKAE pod lupą – możliwości techniczne i zastosowania w nowoczesnej produkcji

Rosnąca rola nowych producentów robotów przemysłowych

Rynek robotyki przemysłowej w Polsce przez wiele lat był zdominowany przez kilku globalnych producentów. Obecnie obserwujemy jednak dynamiczny rozwój nowych dostawców oferujących rozwiązania porównywalne pod względem parametrów technicznych, funkcjonalności i jakości wykonania. Jednym z najbardziej interesujących producentów tej grupy jest ROKAE Robotics – firma specjalizująca się w projektowaniu robotów przemysłowych, robotów współpracujących oraz zaawansowanych systemów manipulacyjnych.

ROKAE rozwija własne platformy sprzętowe i programowe, koncentrując się na wysokiej precyzji pozycjonowania, kompaktowej konstrukcji oraz integracji z nowoczesnymi środowiskami produkcyjnymi zgodnymi z założeniami Przemysłu 4.0. Producent dostarcza rozwiązania wykorzystywane między innymi w branży motoryzacyjnej, elektronicznej, logistycznej, energetycznej i fotowoltaicznej. W Polsce dystrybucją robotów przemysłowych i współpracujących ROKAE zajmuje się firma MultiProjekt, dostarczająca rozwiązania z zakresu automatyki przemysłowej i robotyzacji.

Architektura robotów przemysłowych ROKAE

Portfolio producenta obejmuje zarówno klasyczne roboty sześcioosiowe przeznaczone do pracy przemysłowej, jak i roboty współpracujące wyposażone w zaawansowane systemy bezpieczeństwa oraz funkcje sterowania siłą.

W ofercie dostępnej na rynku polskim znajdują się między innymi serie:

NB – roboty przemysłowe do zastosowań ogólnych i ciężkich,

XB – kompaktowe roboty do szybkich operacji manipulacyjnych,

CR – roboty współpracujące (coboty),

SR – lekkie roboty współpracujące przeznaczone do precyzyjnych procesów montażowych.

Konstrukcyjnie roboty ROKAE są przegubowymi manipulatorami sześcioosiowymi wyposażonymi w serwonapędy oraz układy sterowania ruchem umożliwiające realizację złożonych trajektorii z powtarzalnością pozycjonowania sięgającą ±0,02 mm w wybranych modelach. Dzięki sześciu stopniom swobody możliwe jest wykonywanie operacji wymagających swobodnej orientacji narzędzia w przestrzeni roboczej.

Powtarzalność jako kluczowy parametr przemysłowy

W zastosowaniach produkcyjnych często większe znaczenie od absolutnej dokładności ma powtarzalność ruchu. To właśnie ona determinuje możliwość wykonywania identycznych operacji przez tysiące cykli bez pogorszenia jakości procesu.

Roboty ROKAE osiągają powtarzalność pozycjonowania rzędu ±0,02 mm dla wybranych modeli przemysłowych serii NB. Parametry te lokują je w klasie urządzeń przeznaczonych do wymagających procesów produkcyjnych, takich jak:

spawanie łukowe,

klejenie i dozowanie,

montaż precyzyjny,

obsługa obrabiarek CNC,

manipulacja detalami o wysokich wymaganiach jakościowych.

W przypadku robotów współpracujących serii xMate CR deklarowana powtarzalność wynosi około ±0,03 mm, co pozwala na ich wykorzystanie również w aplikacjach montażowych i kontrolnych.

Zakres udźwigów i przestrzeni roboczych

Portfolio ROKAE obejmuje roboty o zróżnicowanych udźwigach i zasięgach, co pozwala dobrać odpowiedni model zarówno do precyzyjnych operacji montażowych, jak i zadań związanych z obsługą ciężkich komponentów.

Dostępne modele obejmują rozwiązania o udźwigach od kilku kilogramów przeznaczone do lekkich operacji montażowych, aż po roboty zdolne do manipulacji ładunkami przekraczającymi 200 kg. W ofercie znajdują się m.in. modele NB220 o udźwigu do 220 kg oraz zasięgu przekraczającym 2,7 m.

W segmencie robotów współpracujących producent oferuje rozwiązania o udźwigach od 3–5 kg do nawet 45 kg. Model CR35-45/1.9C umożliwia przenoszenie ładunków o masie 45 kg przy zasięgu roboczym 1,9 m, co stanowi jeden z najwyższych parametrów wśród współczesnych cobotów.

Tak szeroki zakres parametrów pozwala dobierać roboty zarówno do lekkiego montażu elektroniki, jak i do procesów paletyzacji czy obsługi dużych komponentów przemysłowych.

Kontrola siły w robotach współpracujących

Jedną z charakterystycznych cech robotów współpracujących Rokae xMate CR jest integracja czujników siły i momentu, które umożliwiają realizację zadań wymagających kontrolowanego kontaktu z detalem lub otoczeniem. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie m.in. w procesach montażowych, polerowaniu, szlifowaniu oraz operacjach wymagających prowadzenia narzędzia po powierzchni obrabianego elementu.

W praktyce funkcje te są wykorzystywane wszędzie tam, gdzie samo zaprogramowanie trajektorii ruchu nie wystarcza ze względu na tolerancje wykonania detali, zmienność geometrii powierzchni lub konieczność utrzymania określonego nacisku narzędzia. Dotyczy to między innymi montażu wciskowego, obróbki wykończeniowej, gratowania oraz precyzyjnych operacji montażowych wymagających kontroli siły i kompensacji odchyłek położenia montowanych elementów.

Bezpieczeństwo w aplikacjach współpracy człowieka z robotem

Roboty współpracujące serii xMate zaprojektowano z myślą o pracy w przestrzeni współdzielonej z operatorem. W odróżnieniu od klasycznych robotów przemysłowych mogą one realizować zadania bez pełnego wygrodzenia stanowiska, pod warunkiem spełnienia wymagań wynikających z oceny ryzyka oraz zastosowania odpowiednich środków bezpieczeństwa.

Kluczową rolę odgrywają tutaj funkcje monitorowania położenia, prędkości oraz sił występujących podczas kontaktu robota z człowiekiem lub otoczeniem. Pozwalają one ograniczać energię potencjalnego zderzenia i realizować tryby pracy przewidziane dla aplikacji współpracy człowieka z robotem (HRC – Human-Robot Collaboration).

Należy jednak podkreślić, że zastosowanie robota współpracującego nie zwalnia z obowiązku przeprowadzenia pełnej oceny ryzyka stanowiska. Zgodnie z wymaganiami norm ISO 10218 oraz ISO/TS 15066 bezpieczeństwo analizowane jest na poziomie całej aplikacji, obejmującej robota, narzędzie, obrabiany detal oraz sposób interakcji operatora z systemem.

Integracja z liniami produkcyjnymi

Z punktu widzenia integratora ważna jest możliwość szybkiego połączenia robota z istniejącą infrastrukturą automatyki.

Roboty ROKAE są projektowane z myślą o integracji z:

sterownikami PLC,

systemami wizyjnymi,

stanowiskami CNC,

urządzeniami transportu wewnętrznego,

systemami MES i SCADA.

Typowe zastosowania obejmują załadunek i rozładunek obrabiarek, paletyzację, spawanie, sortowanie, montaż oraz kontrolę jakości.

Coraz częściej spotykanym kierunkiem wdrożeń jest również wykorzystanie robotów jako elementów elastycznych gniazd produkcyjnych, w których jedna platforma może wykonywać różne zadania w zależności od aktualnych potrzeb produkcji.

Zastosowania wymagające krótkich czasów cyklu

W wielu procesach produkcyjnych o wydajności stanowiska decyduje czas wykonania pojedynczego cyklu roboczego. Dotyczy to przede wszystkim aplikacji związanych z transportem detali, kompletacją komponentów oraz obsługą procesów montażowych, gdzie robot wykonuje dużą liczbę powtarzalnych ruchów w krótkim czasie.

Dzięki wysokim prędkościom osi oraz odpowiednio dobranym parametrom ruchu roboty ROKAE mogą być wykorzystywane w aplikacjach takich jak:

przenoszenie i pozycjonowanie detali (pick-and-place),

obsługa systemów wizyjnych,

montaż komponentów elektronicznych,

pakowanie i przepakowywanie produktów,

sortowanie elementów na liniach produkcyjnych.

W tego typu zastosowaniach istotne znaczenie mają nie tylko maksymalne prędkości ruchu, ale również zdolność do zachowania powtarzalności pozycjonowania podczas pracy z dużą częstotliwością cykli. Pozwala to zwiększać wydajność stanowisk przy jednoczesnym utrzymaniu stabilnej jakości procesu.

Podsumowanie

Roboty przemysłowe ROKAE stanowią interesującą alternatywę dla rozwiązań oferowanych przez najbardziej rozpoznawalnych producentów rynku robotycznego. Z technicznego punktu widzenia wyróżniają się szerokim zakresem udźwigów, wysoką powtarzalnością pozycjonowania, zaawansowanymi funkcjami kontroli siły oraz rozwiniętą ofertą robotów współpracujących.

Dla integratorów systemów automatyki szczególnie istotne są dostępność modeli do różnych klas aplikacji – od precyzyjnego montażu po ciężką paletyzację – oraz możliwość integracji z nowoczesnymi środowiskami produkcyjnymi. W efekcie ROKAE wpisuje się w obserwowany obecnie trend budowy elastycznych, skalowalnych i wysoko zautomatyzowanych systemów produkcyjnych. Na rynku polskim rozwiązania te są dostępne za pośrednictwem firmy Multiprojekt, która zapewnia wsparcie techniczne oraz współpracuje z integratorami i użytkownikami końcowymi przy wdrażaniu systemów robotycznych opartych na robotach ROKAE.