#
För bara ett decennium sedan var de en ny teknik som generellt sett möttes med skepsis, men i dag är samarbetsrobotar - även kallade cobots - det snabbast växande segmentet inom industrirobotik. Och de är utformade för att arbeta nära människor. Termen har en mycket exakt innebörd, som härrör från kombinationen av de två orden "collaborative" och "robot", och beskriver i själva verket en robotteknik som kan kombinera både operativ och integrativ flexibilitet, och som kan interagera på ett fullständigt säkert sätt med den omgivande miljön och naturligtvis med de operatörer som maskinerna delar specifika uppgifter med.
Du kommer alltså att förstå hur cobotar i samband med affärsinnovation har förmågan att i grunden förändra produktions- och arbetsparadigmen, och förhållandet mellan maskin och människa så som det traditionellt sett har uppfattats. Och om det är sant att robotteknik och artificiell intelligens i allmänhet växer exponentiellt, så kommer industri 5.0 att medföra betydande förändringar i samhället och nya scenarier för tillämpningen av denna typ av innovation.
Kobotar: definition och historia av samarbetsrobotar
Samarbetsrobotar kan definitionsmässigt automatisera ett stort antal tillämpningar och röra sig inom många olika områden. Vi har att göra med kraftfulla och flexibla verktyg, vars enkelhet och snabbhet i programmeringen gör att de kan tas i bruk omedelbart och övergå från en verksamhet till en annan på mycket kort tid. Den första definitionen av en cobot finns i ett patent från 1999 som handlar om "en apparat och metod för direkt integration mellan en person och en generisk manipulator som styrs av en dator". Numera hänvisar beskrivningen till vad vi skulle kalla en intelligent assistansanordning (IAD), praktiskt taget förfadern till moderna cobots, som var användbar för det berömda General Motors för att införa robotik i den trånga och mycket konkurrensutsatta fordonssektorn.
Det slutliga målet var att hjälpa arbetarna i monteringsarbetet, med en maskin som rörde sig i en oinhägnad miljö. Det var inte förrän 2004 som KUKA, ett tyskt företag som var pionjär inom kollaborativ robotik, släppte LBR3-modellen i samarbete med Central Aerospace Institute of Germany, den första lättvikts-coboten med egen strömförsörjning för rörelse, som sedan förfinades med ytterligare två modeller 2008 och 2013.
Samma år släppte danska Universal Robot UR5, den första cobot som kunde utföra arbetsuppgifter på ett säkert sätt tillsammans med arbetskraften, och inledde därmed en era av flexibla samarbetsrobotar som kännetecknas av lägre kostnader och större användarvänlighet. Trots den inledande skepticismen växer marknaden för industrirobotar nu med 50 procent per år. För en omsättning på över 3 miljarder dollar. Jämfört med mer traditionella industrirobotar är de som används inom kollaborativ robotik både extremt små och lätta och utformade för att arbeta sida vid sida med människor. Utan att behöva skydd eller kapslar kan cobots respektera avstånd och säkerhetsåtgärder, både med varandra och med människor, genom att utnyttja allt mer exakt infödd säkerhet, avancerade sensorer och avancerad programmering. För att ge några exempel kan de stanna vid kontakt med en operatör eller sakta ner vid förestående kontakt, för att inte tala om att tiderna och avstånden för stoppen är programmerbara och anpassningsbara. Den kollaborativa robotiken är därför en outtömlig källa till nya möjligheter att integrera automatiseringen i den så kallade intelligenta fabriken. En cobot är en kompakt och säker robot, men framför allt är den ett verktyg med egen intelligens i händerna på arbetare och operatörer i allmänhet. Den kännetecknas, som vi tidigare nämnt, av en mycket enkel programmering och användning, samt den typiska snabbheten i integreringen i produktionskedjan och den nästan omedelbara ekonomiska avkastningen på investeringen. Det är därför naturligt att tänka på samarbetsrobotar som antropomorfa maskiner med rörelser i sex axlar som är utformade för att uppfylla kriterierna för säkerhet, flexibilitet och kompakthet.
Samarbetsrobotar och industrirobotar: skillnaderna
När vi nu har en allmän förståelse för vad samarbetsrobotar är, verkar det uppenbart att de robotar som används av privata företag och offentliga förvaltningar inte alla är likadana: vi skiljer dem åt efter storlek, hastighet, handlingsutrymme, tillämpningsförmåga och operativ flexibilitet. Dessutom får man inte glömma kostnaderna och behovet av säkerhetsbarriärer. Skillnaderna mellan cobots och traditionella robotar är särskilt tydliga inom sektorn och kan förenklas genom att man hänvisar till tre specifika egenskaper. Den första är den tidigare nämnda säkerhetsnivån, som är så hög inom kollaborativ robotik att maskinerna kan agera utan kostsamma hinder, tack vare de 17 säkerhetsanordningar som finns som standard under deras skal och ett brett utbud av sensorer. Den andra handlar istället om flexibilitet, som är det verkliga kännetecknet för en cobot.
Traditionella robotar ger faktiskt upphov till en rigid automation som bara är optimal för stora produktionsvolymer, medan deras små storlek gör att cobotar lätt kan flyttas inom industrins gränser och bara användas där de behövs. Flexibiliteten hos dessa verktyg understryks dessutom av att de är lätta att programmera, vilket går hand i hand med en snabb implementering - den tredje egenskapen på listan. Programmeringen, som är enkel och intuitiv, kan göras på två olika sätt: med den så kallade Teach Pendant, som använder en pekskärm och en grafisk mall för att ställa in cobotens program direkt, och med Free Drive, som gör det möjligt att programmera roboten genom att röra armen i rummet, så att den kan replikera den önskade handlingen på ett perfekt sätt.
Praktiskt sett är detta en färdig lösning som kan förbättra produktionslinjer och processer, till och med med en 220 V strömförsörjning som gör det möjligt att integrera den praktiskt taget var som helst - till och med i vissa civila sammanhang. En tillämpning som hanteras synergistiskt av en operatör och en kollaborativ robot är också 85 procent mer produktiv än en helautomatisk eller helt manuell tillämpning, just på grund av cobotarnas förmåga att kombinera det bästa av mänsklig ansträngning och automatiseringens precision med en klar fördel.
Ett annat stort incitament för användning av kollaborativ robotteknik är det faktum att dessa maskiner har förmågan att växla från en uppgift till en annan utan avbrott. Detta gäller oavsett tillämpningsområde, företagsstorlek och produktens art, vilket gör det till en mycket lämplig teknik även för monteringslinjer som arbetar med små partier och blandad produktion.
Evolutionen av kollaborativ robotik
Trots att vi i de inledande raderna ville understryka hur snabbt kollaborativa robotar utvecklas och sprids, är det i dagsläget ganska många företag som har uttryckt tvivel om integreringen av dem, och för de flesta produktionsanläggningar är det fortfarande svårt att förutse deras faktiska tillämpning. Precis som inom alla vetenskapliga och tekniska områden finns det också flera begränsningar och utmaningar för cobots. Det handlar i första hand om behovet av en mer raffinerad manuell smidighet, särskilt när det gäller att plocka upp och bearbeta små och ganska känsliga komponenter. Det andra fokuserar parallellt på förmågan att fatta snabba beslut för att undvika hinder utan att avbryta produktionen - med alla de konsekvenser som det innebär.
De branschledande företagen arbetar redan för att lösa dessa krävande utmaningar och söker svar genom att utveckla robotar som är utrustade med allt snabbare processorer och integrerade synsystem. Dessa lösningar ger en ambitiös men futuristisk bild av Industry 5.0 och kommer att göra det möjligt för cobots att bli exponentiellt mer produktiva. Inte bara det, utan maskiner med en samarbetsvillig natur kommer att hjälpa till att begränsa - och så småningom lösa - kritiska frågor och problem inom varje produktionscykel, vilket ger förbättringar i form av energi-, resurs- och tidsbesparingar.
Det är ingen tillfällighet att den nya generationens industrirobotar kännetecknas av större mångsidighet, en skarpsinnig anpassningsförmåga till situationer som man inte känner till i förväg, noggrann positionering och upprepbarhet i utförandet, vilket vi redan har nämnt flera gånger. Kort sagt representerar cobots både en stadigt växande nutid och en alltmer automatiserad framtid: rädslan, även hos dem som arbetar inom området, har fortfarande ett skäl att existera, men spänningen inför nästa utveckling är påtaglig. Programmeringsfilosofin för cobots bygger i själva verket på att vinna parametrar, utveckla och använda riktiga mekaniska robotarmar med hög ledförmåga.