Niezastąpiony jak robot. Nowe rozwiązania w ofercie firmy FANUC

Pierwsze roboty przemysłowe marki FANUC trafiły do azjatyckich fabryk w latach 70. XX wieku. Dziś japoński producent oferuje przedsiębiorcom na całym świecie prawdziwą armię mechanicznych pracowników, złożoną z ponad 100 różnych modeli, przygotowaną do wykonywania odpowiedzialnych zadań w środowisku produkcyjnym. I wciąż tworzy nowe generacje robotów – lżejszych, smuklejszych, i jeszcze bardziej produktywnych – wyznaczając nowe trendy branżowe.

W poszukiwaniu optymalizacji

Produkcja przemysłowa wciąż rośnie. Kołem zamachowym tego procesu na całym świecie jest wzrost popytu na produkty konsumpcyjne, które w wyścigu o serca odbiorców, konkurują w obszarze jakości, powtarzalności, ceny, a także czasu wytwarzania. Coraz bardziej zróżnicowana i skomplikowana produkcja wymaga maszyn, które muszą być jeszcze lepiej dostoswane do aktualnych potrzeb przedsiębiorstw produkcyjnych.

Mniejszy, lżejszy i obdarzony jeszcze większą mocą

W obliczu konieczności wprowadzenia nowych standardów wytwarzania z pomocą producentom przychodzi firma FANUC – pionier w dziedzinie technologii CNC, robotyki i wiodący dostawca środków automatyzacji produkcji. Producent wykorzystując dynamiczny rozwój mikroelektroniki i informatyki nie ustaje w tworzeniu kolejnych generacji innowacyjnych produktów technologicznych.

Od najmniejszego do najsilniejszego

Firma FANUC od lat oferuje największy wybór robotów na świecie. Maksymalny udźwig jednostek dostępnych w ofercie producenta sięga aż 2,3t a zasięg 4,7m. Mimo to japońscy konstruktorzy wciąż dostrzegają przestrzeń, którą mogą wypełnić innowacje i całkowicie nowe koncepcje produktów. Znakiem szczególnym najnowszych robotów w ofercie FANUC jest smukła konstrukcja, kompaktowa budowa, niższa masa, większa wydajność i znacznie większa moc. Wszystkie roboty marki FANUC charakteryzują się łatwą obsługą i dużą elastycznością wynikającą z możliwości zastosowania ponad 250 różnorodnych opcji – programowych i sprzętowych, a także nieustannego udoskonalania technologii CNC.   

Roboty FANUC CRX – nowa era współpracy

Przykładem nowego podejścia do idei robotów są roboty współpracujące CRX, od niedawna dostępne w ofercie firmy FANUC. Pojawiły się one w następstwie wcześniej wprowadzonej linii zielonych robotów CR. Nowe, białe jednostki CRX w porównaniu do swoich zielonych poprzedników CR są znacznie lżejsze i smuklejsze, a dodatkowo mogą pochwalić się szerszym pakietem funkcji, ułatwiających programowanie i obsługę. Nowe coboty marki FANUC otwierają przed firmami zainteresowanymi automatyzacją zupełnie nowe możliwości. Z jednej strony pozwalają wprowadzić roboty do trudnych obszarów linii, które dotąd nie mogłyby zostać zrobotyzowane np. z uwagi na brak odpowiedniego rozwiązania.  Przykładowo – robota dostosowanego do pracy w wąskich przestrzeniach, gotowego do działania w obszarze pracy innych maszyn, czy też wystarczająco elastycznego i bezpiecznego. A z drugiej strony oferują znacznie więcej możliwości montażu. Już nie tylko w wyznaczonym miejscu np. na specjalnie przygotowanej ramie czy postumencie, ale także na urządzeniu mobilnym – platformie czy wózku AGV. Dzięki temu robot zawsze może znaleźć się w miejscu, gdzie jest najbardziej potrzebny i wykonać zadanie, które w danym momencie przyniesie produkcji najwięcej korzyści.

W marcu 2022 r. FANUC wprowadził na rynek trzy nowe modele lekkich robotów współpracujących: CRX-5iA (o udźwigu 5 kg i zasięgu 994 mm), CRX-20iA/L (o udźwigu 20 kg i zasięgu 1418 mm) i CRX-25iA (o udźwigu 20 kg i zasięgu 1889 mm), jako odpowiedź na głosy klientów.

Najmniejszy ze wspomnianych robotów CRX-5iA to rozwiązanie, które świetnie poradzi sobie w bardzo ograniczonych przestrzeniach linii produkcyjnej, średni robot CRX-20iA/L to nowe, silniejsze oblicze robota CR-10iA, który mimo dokładnie takiej samej konstrukcji ramienia i zbliżonej masy własnej (CR-10iA 40 kg vs CRX-20iA/L 41kg) był w stanie zaoferować jedynie dwukrotnie mniejszy udźwig (10 kg). Największy robot CRX-25iA to nowa koncepcja robota współpracującego o stosunkowo dużym udźwigu (25 kg), ale niskiej masie.

Nowa generacja robotów współpracujących FANUC CRX, podobnie jak i poprzednia CR, zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa, niezawodność, wszechstronność i łatwość obsługi. Ważną rolę odgrywa tu fakt, że roboty CRX potrafią szybko wykrywać działanie sił zewnętrznych w przestrzeni roboczej i odpowiednio reagować. W przypadku wystąpienia bezpośredniego kontaktu z człowiekiem lub elementami otoczenia natychmiast się zatrzymują (funkcja Contact Stop). Mają również możliwość automatycznego zwolnienia, dzięki czemu delikatnie wycofują się po kontakcie z operatorem (funkcja Retract Motion).

Warto wspomnieć również o interaktywnym programowaniu, które zapewnia możliwość szybkiego uczenia robota poprzez ręczne prowadzenie go do odpowiednich punktów lub za pomocą intuicyjnego  interfejsu w formie tabletu, gdzie dostępnych jest wiele gotowych opcji programowania typu drag and drop (przeciągnij i upuść), umożliwiających przygotowanie robota do pracy w czasie zaledwie kilku minut.

Roboty tego typu bardzo dobrze radzą sobie z obsługą procesów charakterystycznych dla produkcji przemysłowej, m.in. załadunku i rozładunku maszyn, pakowania, paletyzacji, szlifowania, spawania, kontroli jakości i wielu innych. Stopień ochrony IP67, gwarantujący pyłoszczelność i wodoszczelność, jest standardem dla wszystkich pięciu modeli CRX. Dzięki temu klienci mogą używać tych robotów nawet w szczególnie trudnych warunkach przemysłowych. Co więcej, z uwagi na umiejętność łatwego adaptowania się do warunków przemysłowych roboty tej klasy oferują gotowość do wydajnej, bezawaryjnej pracy, bez potrzeby przeprowadzania pełnych przeglądów (co jest standardem w przypadku klasycznych robotów przemysłowych) nawet przez osiem kolejnych lat.  

Obecnie w ofercie firmy FANUC, jak dotąd najszerszej na rynku, klienci mogą znaleźć
11 modeli robotów współpracujących przygotowanych do bezpośredniej współpracy
z ludźmi.

Nowy wymiar wzroku robotów

Roboty marki FANUC mogą już korzystać z najnowszej wersji systemu wizyjnego FANUC 3DV. Następcy popularnego systemu 3D Area Sensor, umożliwiającego detekcję obiektów
w przestrzeni trójwymiarowej.

Zmiany wprowadzone w obszarze systemów wizyjnych to kolejne potwierdzenie tego, że FANUC pozostaje wierny filozofii, że firma technologiczna jest zobowiązana do wyprzedzania potrzeb klientów. Dzięki temu wprowadza rozwiązania, które oferują jeszcze większą funkcjonalność przy jednoczesnym niwelowaniu cech ograniczających pole zastosowania technologii w żywej produkcji, takich jak np. zbyt duży rozmiar lub za bardzo skomplikowana konstrukcja.

Nowy system wizyjny FANUC 3DV oferuje znacznie większe możliwości operacyjne przy prostszej i znacznie bardziej kompaktowej budowie. Dziś cały system zamyka się w jednym urządzeniu, a nie w trzech oddzielnych (projektor i dwie kamery), jak było w poprzedniej wersji. W ślad za mniejszym gabarytem pojawiła się możliwość zamontowania systemu bezpośrednio na ramieniu robota, a nie jak wcześniej – jedynie na ramie zawieszonej nad robotem. Warto dodać, że montaż kamery na ramieniu robota jest możliwy z dodatkowym osprzętem pozwalającym na bezprzewodowe połączenie: kamera <-> kontroler robota.

Nowy FANUC 3DV zapewnia robotom dużo większe pole widzenia. System wizyjny zamontowany na ramieniu pozwala robotowi manipulować nim w czasie pracy, a dzięki temu bardziej zbliżyć się do obiektów, które ma zobaczyć np. głębiej zajrzeć do kosza detali (aplikacje typu bin picking), a w efekcie działać skuteczniej. W zależności od wybranej wersji systemu FANUC 3DV robot, na zasadzie podobnej do doboru różnych obiektywów do aparatu fotograficznego, może patrzeć z różnych perspektyw. Przykładowo, najmniejsza wersja systemu wizyjnego FANUC 3DV 70/ 3DV 200 służy do oceny wizualnej niewielkich elementów o wymiarach kilku centymetrów, średnia wersja 3DV400/ 3DV600 odpowiednio do obiektów o wymiarach kilkunastu lub kilkudziesięciu centymetrów, a największa 3DV 1600 pozwala robotowi przyglądać się dużym elementom np. paletom EUR z pełnym załadunkiem lub kilku koszom detali, a nie tylko jednemu jak dotąd, w tym samym czasie.

Algorytmy sztucznej inteligencji

Wraz z nowymi cechami użytkowymi systemu wizyjnego FANUC 3DV producent wprowadził nowe możliwości uczenia robota. W tradycyjnym podejściu robot wyposażony w system wizyjny uczy się w oparciu o ściśle określony wzorzec. Użytkownik przygotowuje robota do pracy poprzez zdefiniowanie detalu idealnego. W praktyce oznacza to, że dostarcza robotowi zdjęcia obrazujące cechy opisujące taki detal np. kontur, kolor, różnego typu cechy szczególne. Dzięki temu robot podczas procesu swojej właściwej pracy potrafi rozróżnić detale posiadające opisane cechy i zakwalifikować je jako poprawne. W ten sam sposób rozpoznaje detale niespełniające wymogów i odrzuca je jako wadliwe.

W nowym podejściu do procesów wizyjnych, korzystających z funkcji AI Error Proofing, Tool, wykorzystującej sieci neuronowe istnieje możliwość rozszerzenia zdolności poznawczych i autonomii robota. Spróbujmy opisać to na przykładzie. W procesie uczenia robota zostało wykorzystanych 40 elementów np. pilotów do telewizora. 20 z nich zostało zmontowanych poprawnie i nie posiada żadnych wad, a w pozostałych 20 sztukach da się zauważyć skazy np. pęknięcie, zatarte logo producenta, brak niektórych klawiszy itp. Robot analizując próbne detale rejestruje ich wady i na własny użytek tworzy katalog możliwych uszkodzeń. W momencie, gdy zacznie analizować poprawność wykonania pilota nr 41, czyli przejdzie do właściwego procesu swojej pracy, i ta sztuka okaże się wadliwa, a wada będzie inna niż te, z którymi robot miał już do czynienia, to i tak to zauważy. Właściwą decyzję podejmie w oparciu o fakt, że detal na pewno nie jest poprawny, więc musi być wadliwy. To jest właśnie moc sieci neuronowych i potencjał tkwiący w procesie samo uczenia robotów. Rozwój systemów wizyjnych w tym kierunku to ogromny krok w kierunku wzrostu jakości, szybkości pracy, a przede wszystkim ogromnego ułatwienia pracy ludzi odpowiedzialnych za przygotowanie robota do działania.

U jak Upside Down

Symbol U pojawił się w nazwie kolejnego, nowego modelu robota już dostępnego w ofercie firmy FANUC. SR-3iA/U to nowa propozycja producenta w obszarze robotów typy SCARA. W standardzie przygotowana do instalacji w pozycji odwróconej, np. na ramie podwieszonej do sufitu.
Nowy, czteroosiowy robot, o udźwigu 3 kg, zasięgu poziomym 350 mm, zasięgu pionowym 140 mm i pełnym kącie obrotu ramienia 360 stopni również jest odpowiedzią na potrzeby klientów. Przede wszystkim tych, którzy poszukują efektywnego rozwiązania do obsługi lżejszych detali, przy minimalnym wykorzystaniu przestrzeni hali produkcyjnej.

Taka potrzeba coraz wyraźniej zaznacza się w branżach nastawionych na dużą skalę produkcji i krótkie cykle produkcyjne. Są to m.in. sektory produkcji elektroniki użytkowej, przetwórstwa żywności, czy obróbki tworzyw sztucznych. Mnogość procesów takich jak: pick&place, montaż, testowanie, dozowanie, inspekcja oraz obsługa i pakowanie produktów, duże zagęszczenie stanowisk pracy ludzi, a także długa lista norm i wymogów bezpieczeństwa decydują o tym, że roboty są tu bardzo potrzebne.

FANUC SR-3iA/U doskonale wpisuje się w te potrzeby. Nie tylko pozwala w pełni wykorzystać dostępną przestrzeń, ale jest również bardzo łatwy w integracji. Jego niska masa (27kg) idzie w parze z imponującym udźwigiem (3 kg), który jest dostosowany do potrzeb stosunkowo szerokiego wachlarza potencjalnych produktów.

Warto podkreślić, że programowanie robota jest tu realizowane za pomocą przyjaznego użytkownikowi interfejsu (iRProgrammer) za pomocą tabletu lub komputera PC (iPendant Touch jest dostępny opcjonalnie, ale nie jest wymagany), przez co proces ten staje się bardzo intuicyjny i łatwy do opanowania nawet dla poczatkujących użytkowników robotów.

Warto dodać, że w najbliższej przyszłości producent zapowiada wprowadzenie podobnej wersji robota o udźwigu 6 kg, a także jednostek dedykowanych do pracy w przemyśle spożywczym w kolorze białym.

Lżejszy, ale mocniejszy

LR-10iA/10 to także krok firmy FANUC w kierunku nowych potrzeb produkcji. Robot o relatywnie dużym udźwigu 10 kg, zbliżonym do możliwości lubianego przez producentów robota M10, ale znacznie lżejszy i bardziej kompaktowy. Poza doskonałym stosunkiem masy do udźwigu, FANUC zaoferował klientom w pełni zabudowaną konstrukcję w standardzie (norma IP67, gwarantująca dość wysoki stopień ochrony przed zapyleniem i wilgocią) dobrze przygotowaną do pracy w trudnych warunkach produkcyjnych m.in. w środowisku mgły olejowej, miejscach o podwyższonym poziomie wilgoci lub w pobliżu maszyn, gdzie unoszą się opary chłodziwa.

Podobnie jak inne, wcześniej opisane, roboty marki FANUC ten model również może bez przeszkód współpracować z platformami  mobilnymi lub wózkami AGV różnego typu, co znacznie poszerza możliwości zastosowania robota.

Warto dodać, że robot LR-10iA/10 został dostarczony wraz ze wzmocnionym nadgarstkiem, który jest przygotowany do obsługi nie tylko stosunkowo dużych obciążeń (10 kg), ale także przedmiotów o większych gabarytach. W praktyce oznacza to, że robot nie tylko poradzi sobie z przeniesieniem np. niewielkiego sześcianu o masie 10 kg, ale także ważącą tyle samo, ale zdecydowanie trudniejszą do przeniesienia kratownicą. Duże gabaryty mają duży moment bezwładności, ale ten robot został stworzony do tego, by sobie z tym radzić. Jest to parametr fizyczny, który zwykle się mierzy i analizuje w momencie doboru robota, dlatego warto wiedzieć, że ten robot wyróżnia się na tle innych. Mówiąc bardziej obrazowo – jeśli potrzebny jest naprawdę zręczny robot, to warto wybrać taki, który w świecie motoryzacji uchodziłby za samochód z mocniejszym zawieszeniem.

Dodatkowe informacje na www.fanuc.pl