hirdetés
hirdetés

Az ipari robotika évtizede

Irgalmatlan növekedés

Az ipari robotfejlesztések eredményeképpen már 10 éve berobbantak a kollaboratív robotok a piacra, és térnyerésük lenyűgöző lendületet vett. Azóta fokozatosan épülnek be a gyártási kultúrába, aminek a hajtóereje az üzleti megtérülés. Riportunkban áttekintjük az ipari robotok elmúlt évtizedét.

hirdetés

A robotika nagy utat tett meg 1961 óta, amikor az Unimation cég elkezdte az ipari robotokat gyártani. Európában az unió ipar- és gazdaságfejlesztési szándékai indították be az ipari robotizációt. Az SME Robot (Kkv Robot) programot 2005-ben hozta létre az EU, a 6-os keretprogramon belül (EU FP6 – Framework Programme 6), ennek célja, hogy az európai kkv-knak ne a munkaerőbe – adott esetben a Távol-Keleten – kelljen befektetniük, hanem robotizációval váljanak költséghatékonyabbá és versenyképesebbé. A co-robotok kezdeti célcsoportja Európában egyértelműen a kkv-k köre volt. Ezzel párhuzamosan Amerikában Rodney Brooks megalapította a Rethink Roboticsot, és megkezdte az amerikai kkv-k oktatását az általa fejlesztett Baxter robotok használatára, amelyek mára piacvezetők – az Universal Robots dán kollaboratív robotokat gyártó cég mellett – az amerikai kkv-k körében.

Robotpiaci helyzetkép

A Nemzetközi Robotikai Szövetség (IFR) által közzétett World Robotics Report 2018 adatai szerint 2017-ben 387 000 iparirobot-egységet értékesítettek globálisan, ennek 7 százaléka, 21 700 darab volt co-robot (kobot, kollaboratív vagy együttműködő robot). Napjainkban az ipari és kiszolgáló robotok értékesítése folyamatosan emelkedik. A robotpiac legnagyobb hajtóereje Ázsiában van, ahol az elmúlt 10 évben megháromszorozódott a robotok száma, míg Amerikában és Európában csak 76%-kal nőtt a számuk. Tavaly Ázsiában 138 000 ipari robotot telepítettek, Amerikában 33 000 egységet, míg Európa 22 000 darab ipari robotot szívott fel.

Az ipari robotok eladási száma 2004 és 2017 között (forrás: statista.com)
Az ipari robotok eladási száma 2004 és 2017 között (forrás: statista.com)

Az iparirobot-piac fő mozgatórugója az elmúlt évtizedben az autóipar volt. Tavaly mintegy 125 500 darab ipari robotot értékesítettek ebben a szegmensben, ami az előző évhez képest 21%-os növekedést jelent, ennek mértéke bőven elmarad a 55%-os növekedést mutató fémipartól. Mindez csak azt mutatja, hogy minden iparág egyre nagyobb mértékben automatizálódik. További erős növekedés volt tapasztalható a robotizáció terén az elektronikai iparban, itt 33%-kal, míg az élelmiszeriparban 19%-kal több ipari robotot értékesítettek.

A kollaboratív robotok evolúciójában fontos mérföldkő volt egy amerikai és egy európai cég egy-egy 10 évvel ezelőtti megjelenő terméke: a Robotiq kifejlesztette a 3-Finger Gripper első változatát, az Universal Robots pedig útjára indította az első UR5 robotot. Ha az értékesítés a maihoz hasonló ütemben növekszik, a kobotoknak vezető szerepük lesz az ipari robotikában.

Kobotok és más hasznos szörnyetegek

A robotok főleg az ember tehermentesítésére, a különösen nehéz körülmények között végzett munkafolyamatok elvégzésére kerültek a gyártásba. Mára az ipari robotok a megmunkálástól és az anyagmozgatástól elkezdve a finom alkatrészek összeszerelésén át a tapintó-látó feladatokig képesek a munkát ellátni. Vannak különleges körülmények, amikor más faktorok miatt érdemes robotokkal elvégeztetni az adott feladatot, ilyen a veszélyes környezetben végzett munka vagy a nagy terhek mozgatása.

A világ legnagyobb robotgyártói a helyigény-minimalizálás és az emberekkel való biztonságos együttműködés érdekében 4-5 éve elkezdték irdatlan ütemben fejleszteni az együttműködő robotokat. A Fanuc és az ABB is 2015 tavaszán mutatta be az első igazán együttműködő robotjait, pedig mindkét óriáscég hatalmas tapasztalatokkal bír az ipari robotizálás tekintetében.

Yaskawa robot programozás alatt
Yaskawa robot programozás alatt

Az együttműködő robotok megjelenése előtt cellák biztosították, hogy emberek és gépek biztonságosan tudjanak egy térben dolgozni. Ezekkel az együttműködő robotokkal javult a helykihasználás, nem volt már szükség a munkakörnyezet átalakítására az automatizációhoz, hiszen ezek a gépek nagyjából olyan paraméterekkel – kompakt test, hasonló munkaterület-szükséglet – rendelkeznek, mint az emberek, így a szabványos munkaterületekre is behelyezhetők. Ezek a kis kobotok automatizálják azokat az eljárásokat, ahol még emberi részvételre van szükség, és nem lehetséges a folyamat teljes automatizálása. Az ilyen kis helyigényű automatizálások lehetővé teszik, hogy a meglévő üzemi területeket jobban kihasználják, sokkal gyorsabbá téve a termelést csupán az összeszerelő sorokra felszerelt robotokkal.

A Magyarországon már negyed évszázada jelen lévő KUKA Robotics Hungária Ipari Kft. vezető cég az ipari robotok gyártásában, a világ legtöbb pontjára innen szállítják a KUKA robotokhoz szükséges vezérlőszekrényeket, vezérlést, kábelt és energialáncot. 2013-as, egyedülálló fejlesztésük a KUKA LBR iiwa (intelligent industrial work assistent), a világ első sorozatgyártott, könnyűszerkezetes robotja, amely észleli a környezetét, és az automatizált műveleteket olyan pontosan és biztonságosan hajtja végre, hogy védett tartomány nélkül képes együttműködni az emberrel.

Humanoid robotok

A robotkutatások és fejlesztések másik nagyon izgalmas szelete a humanoidkiszolgáló, asszisztens robotok. A legutóbbi idők nagy sztárja Sophia, aki idén nyár elején Magyarországon is járt, és interjút adott az újságíróknak. A Hanson Robotics robotnője Szaud-Arábia első robot állampolgára. Sophiának vannak „testvérei”: Hubo, Zenon, Alice, Philip, Han és persze a kicsi Einstein.  

A Hanson Robotics 2005-ben alakult, és az első robotjai híres emberek voltak, egy Albert Einstein-fejű Hubo és egy Philip K. Dick-más. A nagyszerű sci-fi-íróról mintázott android egyik szuperképessége, hogy felismerte az író rokonait, amikor megjelentek Chicagóban a techkiállításon. 2015-ben mutatták be Hant, a kiszolgáló robotot, amely már enyhe brit akcentussal meg is tudta válaszolni az újságírók kérdéseit, az agya kb. mint a mai Sophiáé. Tavaly szabadalmaztatták azt a mini Einsteint, amely akár a relativitáselméletet is elmagyarázza egy iskolásnak.

Mindeközben Yumi, az ABB humanoid robotja Puccini-operát vezényel a pisai Verdi Színházban, ahogy azt tavaly szeptemberben tette a városban megrendezett első Nemzetközi Robotika Fesztivál zárásakor.

A robotkutatások és fejlesztések másik nagyon izgalmas szelete a humanoidkiszolgáló, asszisztens robotok. A legutóbbi idők nagy sztárja Sophia, aki idén nyár elején Magyarországon is járt, és interjút adott az újságíróknak. A Hanson Robotics robotnője Szaud-Arábia első robot állampolgára. Sophiának vannak „testvérei”: Hubo, Zenon, Alice, Philip, Han és persze a kicsi Einstein. 

A humanoid robotok fejlesztése is gőzerővel halad
A humanoid robotok fejlesztése is gőzerővel halad

Felhőbe a gyártási adatokkal

A felhőalapú robotika, a gépi tanulás és az intelligens gyártás már nemcsak hangzatos kifejezések, hanem rohamosan terjedő ipari trendek. A KUKA bevezetett az alkatrészgyártáshoz egy teljesen automatizált, hálózatra kötött gyártóegységet. Itt egy 6 tengelyes robot dolgozik két megmunkálóközpont mellett, amely azért felelős, hogy az öntvények optimálisan kezelve legyenek. A fizikai síkon a robot mindkét megmunkálóközpontot ki tudja szolgálni, emellett pedig még sorjázza is az adott alkatrészeket, a gyártóegységek pedig digitálisan össze vannak kötve, így alkotnak intelligens gyártócellát. A KUKA Connectivity Boxba gyűjti a gépi adatokat, továbbítja a felhőbe, ahonnan a feldolgozás után az irányítópult vizualizációs felületén konfigurálhatóvá válik a feldolgozás menete. Ez azért nagyon előnyös, mert a teljes gyártási folyamatra rálátást nyújt. De visszafelé is remekül működik a dolog, a CAD-szoftverből a felhőbe átkerült adatok alapján fúrja meg például az alkatrészeket az Audi egyik robotja. Mióta automatizálták ezt a folyamatot, 60 százalékkal csökkenteni tudták a fúrási folyamat időigényes fázisát.

Az Universal Robots UR5 robotkarjai munka közben
Az Universal Robots UR5 robotkarjai munka közben

Az utóbbi évek domináns irányzata az intelligens, öntanuló rendszerek fejlesztése, hogy hatékonyabbá és megbízhatóbbá tegyék az ipari robotokat és szerszámgépeket. Ilyen a tavaly bemutatott Fanuc FIELD (Fanuc Intelligent Edge Link & Drive System) elnevezésű rendszer, amely összeköti a szerszámgépeket, az ipari robotokat, a PLC-vezérlést és a szenzorokat. A nyílt platform olyan felületet kínál, amely lehetővé teszi hatalmas mennyiségű adatok begyűjtését és elemzését, valamint intelligens konklúziók levonását, hogy okosabb, hatékonyabb termelési folyamatokat lehessen kialakítani. Az ipari automatizálás hatékonysága többféleképpen értelmezhető, adott esetben a folyamat felgyorsulásából, máskor a selejtszám csökkentésével lehet profitot nyerni.

A jövő itt van, és virtuális

Jelenleg az AR-technológiák és az együttműködő robotok programozása a legfrissebb őrület, amikor kobotokat tanít be és irányít az ember a kiterjesztett valóságon keresztül. A hosszadalmas kódolást felválthatja egy klasszikus utánzáson alapuló elsajátítás, ami felgyorsítja és pontosabbá teheti az együttműködő robotokat. A michigani Kubica Corporation tervezővállalat nemrég mutatta be az AR-es autóajtópanel-összeszerelő programját, amely egy UR10 robotot és a Light Guide Systems vetítőrendszerét alkalmazza. Olyan együttműködő munkakörnyezetre hoz példát, ahol az U10 robot együtt dolgozik az emberi munkatárssal egy autóipari összeszerelő állomáson. Ebben a felállásban a Light Guide rendszere szerelési instrukciókat vetít közvetlenül a munkaterületre, és miközben a robot végzi a dolgát, a munkatárs is kötheti be a kábeleket a szerelési instrukciók alapján, anélkül, hogy a robot megzavarná.

Az elmúlt 10 év kulcsfontosságú trendjei, mint a digitalizálás, az egyszerűsítés és az ember-robot közötti biztonságos együttműködés, minden bizonnyal a jövőt is alakítani fogják, és elősegítik a gyors fejlődést. Az elmúlt 10 évben megtörtént az ipari robotizáció megalapozása, kiépültek a folyamatok, a felhőket kezdik használatba venni a gépek, lassan el lehet kezdeni arra figyelni, hogy miként lesz a legkarcsúbb (hely és ráfordítás tekintetében egyaránt) az automatizálás és még biztonságosabb a gyártás.

Az IFR szerint idén 18%-os növekedés várható az iparirobot-telepítések számában, amelyben az együttműködő robotok lesznek az éllovasok, és 2020-ig ez a tendencia marad, 15%-os növekedést jeleznek előre. A robotikaszövetség prognózisa kiemelten kezeli az ember és a robot együttműködését, előrejelzi azokat a tényezőket, amelyek alakítani fogják a közeljövő trendjeit, mint az egyszerűség, a könnyű üzembe helyezhetőség, a mobilitás és az alacsony ár.

(A cikk eredetileg a GyártásTrend Magazin nyári, születésnapi számában jelent meg.)

Trapp Henci
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés