Jak się zaczęła prawdziwa robotyzacja? Jak wyglądają współczesne roboty?
My mamy wakacje. Ale przyzwyczailiśmy się już do tego, że w fabrykach (zwłaszcza motoryzacyjnych) zamiast ludzi pracują roboty. Nie takie, jak w filmach science fiction, to znaczy nie przypominające ludzi, tylko podobne nieco do wymachujących w powietrzu odnóży pająka.
Jak to się zaczęło?
Pierwszy robot mający formę chwytaka osadzonego na ruchomym przegubowym ramieniu powstał w 1954 roku. Jego konstruktorami byli Joseph Engelberger i George Devol. Robot ten produkowany seryjnie pod nazwą Unimate miał jedną wielką zaletę: był sterowany cyfrowo, więc mógł być programowany. Jego konstrukcja pozwalała na wykonywania różnych czynności. Dzięki temu robota można było różnie wykorzystywać – w zależności od tego, jaki program wprowadzono do jego sterownika. Był bardzo wieloczynnościowy i mógł pracować 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu. Nie domagał się urlopu ani podwyżki, a także nie miewał w poniedziałek kaca.
Słowem – był to pracownik idealny.
Poznali się na tych zaletach Japończycy, którzy kupowali i instalowali w swoich fabrykach liczne roboty, zwłaszcza przy montażu samochodów. Ale okazało się, że w Europie firma Mercedes Benz potrzebuje robota, który będzie mógł wykonywać więcej czynności, niż Unimate. Niemiecki przedstawiciel producenta tych robotów, firmy Unimation, postanowił stworzyć robota sześcioosiowego, poruszającego się o wiele zręczniej i mogącego wykonywać znacznie bardziej skomplikowane czynności. W 1976 roku inżynierowie stworzyli takiego robota o nazwie Famulus. Był on bardzo udany, więc dla jego seryjnej budowy powstała firma KUKA. Potem pojawili się inni producenci robotów: ABB, FANUC, Yamaha, Schunk i wiele innych. Obecnie to obszerna i urozmaicona oferta, w której łatwo znaleźć robota do wykonywania wymaganych czynności.
Typowe roboty przemysłowe są potencjalnie niebezpieczne. Są to maszyny mogące w każdej chwili poruszyć się w nieprzewidzianym kierunku. Oczywiście każdy taki ruch jest dokładnie zaprogramowany – ale kto zbliżając się do robota zna dokładnie zapisany w nim program działania? A ponieważ ruchy robota są szybkie i silne, a ramię robota jest twarde – dlatego kolizja robota z człowiekiem może mieć dramatyczne skutki. Z tego powodu większość robotów przemysłowych zamkniętych jest w klatkach, żeby żaden człowiek nie mógł się do nich zbliżyć. Jednak po pewnym czasie eksploatowania tych uwięzionych w klatkach robotów stwierdzono, że jednak dobrze by było używać takich robotów, które mogą współpracować z człowiekiem „ramię w ramię”. Powstała więc kategoria robotów towarzyszących, tak zwanych kobotów. Człowiek i kobot (który wyglądem przypomina ludzkie ramię) działają na tym samym polu roboczym, przy czym człowiek wykonuje działania wymagające pomysłowości i inwencji, zaś kobot to, co wymaga dużej precyzji i powtarzalności. Współpraca z kobotem zmniejsza poczucie monotonii, prowadzące do znudzenia człowieka i sprzyjające popełnianiu wielu błędów. Opisywane są przykłady produkcji która przy wykonywaniu wszystkich czynności wyłącznie przez człowieka wiązała się z pojawianiem się 10% wybrakowanych wyrobów, podczas gdy uzupełnienie stanowiska pracy poprzez zainstalowania kobota spowodowało, że odsetek błędnie zmontowanych wyrobów spadł poniżej 1%.
Oczywiście kobot musi być wyposażony w sensory, które wykrywają i lokalizują człowieka, zapobiegając jakimkolwiek kolizjom między ramieniem robota a którąkolwiek z części ciała człowieka. Reguluje to norma DIN ISO/TS 15066 dokładnie opisująca bardzo restrykcyjne wymagania dotyczące tego, jak kobot ma dbać o bezpieczeństwo człowieka.
Automatyzować będziemy także inne stanowiska pracy – ale to temat na osobne opowiadanie.