Počátky průmyslové robotiky sahají do raných sedmdesátých let dvacátého století, kdy své první roboty představila také švédská společnost ASEA, která je dnes součástí koncernu ABB. Tato si drží status předního inovátora v oblasti robotiky dodnes.
Pokroky v technologiích robotů za poslední čtyři dekády jsou ohromující. Průmyslové roboty dnes můžete najít v různých průmyslových odvětvích. Jejich cílem je zvýšit produktivitu, zajistit stabilitu, vysokou kvalitu a to vše v souladu s bezpečností práce. Za čtyřicet let vývoje robotů došlo k velmi významným změnám a dnes jsou jejich schopnosti nesrovnatelné s tím, nač byly zvyklé předchozí generace. Práce robotů je synchronizovaná a poradí si i s velmi složitými operacemi v pružných výrobních buňkách.
IRB 6 se objevil v roce 1974
První průmyslový robot byl vyvinut v roce 1961, kdy byl do společnosti General Motors dodán hydraulicky ovládaný „Unimate“ pro obsluhu stroje na tlakové lití. Implementace automatizace a zavedení robotů do průmyslové výroby znamenalo impuls pro švédskou společnost ASEA (později byla sloučena se švýcarskou firmou Brown, Boveri & Cie do ABB), která vyvinula robota IRB 6.
Ten je elektricky ovládaný, mikroprocesorem řízený, komerčně dostupný a z hlediska historického velmi významný. Robot plnil relativně jednoduché a základní úkoly v prostředí, kde bylo ohroženo zdraví nebo bezpečnost lidské práce. Tento stroj se zatížitelností 6 kg byl jedinečný nejen svým systémem pohonu, ale také antropomorfickým uspořádáním a novátorským využitím mikroprocesoru pro přesné řízení. Hlavní oblastí použití se brzy stalo bodové svařování a IRB 6, uvedený na trh v roce 1982, byl navržen speciálně pro tento úkol. Toto zařízení se šesti plnohodnotnými osami, s přívodem vody, vzduchu a elektrické energie zabudovaným do ramena, vtrhlo rázně do oblasti bodového svařování.
1985: Roboti míří do lakoven
Tehdejší ASEA uvedla v roce 1985 na trh prvního elektricky poháněného lakovacího robota TR 5000. O patnáct let později vyvinula ABB tzv. kazetový zvonový systém na lakování dílů v automobilovém průmyslu. Systém pracuje s výměnnými kazetami na nátěrové hmoty, které snižují jejich ztráty. Nejnovějším lakovacím robotem montovatelným na stěnu je v současné době IRB 5500 FlexPainter, který zastane práci za dva roboty nižší třídy. Výsledkem jsou nižší náklady, rychlejší instalace, delší doba bezporuchového provozu a vyšší spolehlivost.
Vzhled robotů se nezměnil
Průkopnický robot IRB 6 se svým vzhledem je předobrazem pro řadu dnešních robotů ABB, jelikož se během čtyř desítek let vzhled příliš nezměnil. To, co se za tu dobu změnilo, je rychlost, přesnost, využití v prostoru a konstrukční provedení. Konstrukcí je myšlena náhrada převodovky bez vůle kulovými šrouby pohánějící osy kyčel a ramen. Významná změna se projevila v aplikaci elektromotorů, kde stejnosměrné elektromotory motory nahradily střídavé z důvodu menšího rozměru, vyššího výkonu a delší životnosti. Ve všech případech se jednalo o konstrukční řešení požadované průmyslovými uživateli.
Zákazníci vyžadují přizpůsobivost
Na požadavky trhu začala reagovat společnost ABB v roce 1991, kdy uvedla na trh robota IRB 6000 se zatížitelností 150 kg. Jeho hlavní využití bylo směřováno do oblasti bodového svařování a pro manipulaci s velkými součástkami. Konstrukce robota je modulární s širokou škálou modulů základen, ramen a zápěstí. Výhodou tedy je uspořádání dle zákazníka. O řadu vyšší robot IRB 6700, umožňuje zatížitelnost v rozmezí 150 až 300 kg. Klíčovým konstrukčním parametrem u tohoto robota byla střední doba mezi poruchami, která činí 400 tisíc provozních hodin. Spotřeba energie je o 15 procent nižší než u jeho předchůdce.
Roboty s vysokou rychlostí manipulace
Dalším historickým milníkem je rok 1998, kdy ABB uvedla na trh IRB 340 FlexPicker. Jedná se o prvního robota typu „delta“, který se používá pro manipulaci s předměty, přičemž je schopen vyvinout zrychlení 10 g a provést 150 pracovních cyklů za minutu. Řádově překonával lidskou pracovní sílu v rychlosti i všestrannosti při manipulaci s drobnými předměty, například s elektronickými součástkami nebo potravinářskými produkty. Software robota FlexPicker nabízí kombinaci vysoce výkonného řízení pohybů a integrovaného vizuálního navádění s paralelním chodem dopravníku. Stávající model ve standardní verzi (IRB 360) je rovněž dodáván s delšími rameny a možností volby zatížitelnosti v rozsahu 1 až 8 kg podle potřeby a s pracovním dosahem až 1,6 m. Tento pracovní rozsah umožňuje provádět operace na delší vzdálenosti s vysokou výkonností i při opakovaných manipulacích s předměty o velké hmotnosti.
Velké rozšíření paletizace
Jednou z oblastí použití robotů, která se v posledních letech nesmírně rozšířila, je paletizace. Nový robot IRB 460 od ABB je nejrychlejší paletizační robot na světě. Tento kompaktní, čtyřosý robot se zdvihací schopností 110 kg, je schopen provádět až 2 190 cyklů za hodinu a je proto vyniká při vysokorychlostních paletizačních pracích na konci linky a při paletizaci pytlů. IRB 460 má dosah 2,4 m, zabírá o 20 % menší podlahovou plochu a pracuje o 15 % rychleji než jeho nejbližší soupeři.
Pět generací řídicího systému
První robot IRB6 obsahoval řídicí systém s jedním 8bitovým mikroprocesorem 8008, HMI se čtyřmístným LED displejem a dvanácti mechanickými tlačítky. Tento řídicí systém obsahoval základní software pro interpolaci os a řízení pohybu. Po čtyřiceti letech jsou roboty konstruovány s řídicím systémem speciálně určeným pro snazší používání robotů a jejich jednodušší integraci do průmyslových odvětví. Roboty společnosti ABB jsou vyvíjeny s důrazem na bezpečnost práce, kterou zajišťuje systémem SafeMove. Jeho úkolem je neustále monitorovat prostředí, a pokud dojde k vychýlení od normálního stavu, systém provede nouzové zastavení robota ve zlomku sekundy.
Moderní doba průmyslových robotů
Rok 2007 byl významný z hlediska zavedení systému FlexFinishing. Ten má za úkol pomocí programovacího prostředí nastavit vlastní optimální dráhu a regulovat rychlost a tlakovou sílu působící na nástroj.
Vizuálně naváděný robot může překonat řadu výrobních problémů. O tuto kontrolu se stará systém Integrated Vision vyvinutý ABB a lze jej použít v řadě průmyslových odvětví. Systém nabízí padesát výkonných vizuálních nástrojů, automatické zaostřování, zabudované osvětlení a optiku, rychlejší snímaní obrázků, možnost napájení, ovládání řady externích osvětlení a dostatečný počet vstupních a výstupních signálů pro téměř libovolný způsob kontroly.
Za čtyřicet let vývoje došlo k zvýšení přesnosti z 1 mm na 40 μm, uživatelské rozhraní přešlo od čtyřznakového LED displeje k dotykovým obrazovkám jednotek pracujících s operačním systémem Windows a kapacita paměti vzrostla z 8 kB na data o velikostech terabytů. Od prvního elektrického, mikroprocesorem řízeného robota, prošla robotika mnoha konstrukčními změnami s cílem zvýšit výkon a bezpečnost práce. O kvalitních výsledcích společnosti ABB hovoří 230 tisíc prodaných robotů, přičemž ještě letos firma očekává prodej jubilejního čtvrtmiliontého robota.
Připravil Marek Pagáč.
Fotografi i poskytla společnost ABB.
