Snad ve všech průmyslových odvětvích jsou v dnešní době kladeny stále vyšší nároky na kvalitu, rychlost a efektivitu výroby. Když k tomu přidáme ještě finanční stránku věci a tlak na snižování nákladů, jednoduše bude existovat určitá hranice, kdy již ani další pár lidských rukou situaci nezachrání – a právě v tu chvíli přichází na řadu řešení v podobě automatizace výrobního procesu. Začneme hezky postupně a nebudeme si zatím představovat plně automatické závody, kde se celá výroba ovládá jedním tlačítkem z řídicího stanoviště – stále existuje celá řada složitých a komplexních operací, na které současné technologie nestačí. U jiných činností je zase přítomnost lidského faktoru nezbytná a žádoucí, některé firmy si pak na ruční výrobě přímo zakládají. Automatizovaná pracoviště se tak nejlépe uplatní v těch částech procesu, kde se určitá činnost opakuje, a přitom musí být vykonávána s velkou přesností a ve značné rychlosti – toto se může týkat kterékoliv fáze výroby, od přípravy výrobků a jejich zakládání do stroje přes následné odebrání, dodatečné opracování nebo montáž a jejich přesun mezi dopravníky až po skládání do krabic a finální balení. Pokud se tedy rozhodneme dát automatizaci zelenou, nabízí se mnoho různých řešení a technologií. Obecně je můžeme rozlišit na zařízení jednoúčelová a jednodušší, jako jsou například dopravníky a různé manipulátory, a stroje sofistikovanější se širším záběrem. V této kategorii pak svou flexibilitou, přesností a rychlostí vynikají zejména průmyslové roboty. Mnoho lidí stále obrací oči v sloup, jen co slovo „robot“ zaslechne – roboty však již dávno nejsou jen hudbou budoucnosti, ale právě díky již zmiňované flexibilitě nacházejí uplatnění ve stále více aplikacích v mnoha průmyslových odvětvích, od malých rodinných firem po nadnárodní korporace. Argumentem už není ani finanční stránka věci – ano, roboty jsou dražší než obyčejné manipulátory, ale za kvalitu je vždy dobré si připlatit. Rozhodující by tak neměla být samotná cena, nýbrž zejména návratnost této investice, která je ve většině případů opravdu velmi dobrá. Stejně jako u jiných investic musíme i zde brát v úvahu nejen okamžitou pořizovací cenu technologie, ale i dlouhodobé náklady po celou dobu její životnosti, která u kvalitních robotů dosahuje více jak 15 let. Levnější řešení totiž nemusí být nutně výhodnější, když vezmeme v úvahu například nižší kvalitu provedení a tím pádem i častější a nákladnější servisní zásahy. Robot – zloděj práce? Nasazení robotů pomáhá ve velké míře automatizovat rutinní procesy, kde kvůli opakované činnosti není lidská ruka tím nejlepším nástrojem. Vezměme si jako příklad výrobní linku na malé díly, které přijíždějí na stanoviště na dopravníku a musí být vždy po několika kusech vloženy do balícího stroje. Tuto práci zvládne sám jeden čtyřosý robot a díky své rychlosti dokáže nahradit až tři pracovníky u linky. Další oblastí aplikací pak jsou procesy s vysokými nároky na přesné trajektorie, jakými může být třeba laserové řezání plastových nebo kovových dílů. Kdekdo v tuto chvíli poznamená, že roboty berou lidem práci – to je však pravda jen do určité míry. K nahrazení člověka robotem dochází u činnosti, která není nikterak záživná a v dlouhodobém hledisku určitě zdraví pracovníka nijak neprospívá. Lidé pracující na jednom místě vestoje nebo vsedě po celou směnu často trpí bolestmi zad a nohou, mohou je potkat bolesti hlavy, únava očí z neustálého soustředění na linku… V neposlední řadě se při těchto rutinních úkonech také s klesající pozorností výrazně zvyšuje chybovost člověka. Z manažerského hlediska je pak potřeba na tuto problematiku nahlížet i z opačného úhlu. Uvolněné zaměstnance od linky můžeme přeškolit na jinou pozici a díky instalaci robotu, kterému nepřetržitá práce nijak nevadí, lze například přejít z jednosměnného na dvousměnný provoz (případně z dvousměnného na třísměnný) a při podstatně snížených nákladech velmi výrazně navýšit kapacitu výroby, zvýšit produkci a tím rozšířit distribuci výrobků a budovat silnější pozici na trhu. V tomto případě pak bude možná firma muset přijmout další nové zaměstnance, které bude díky vyšším tržbám schopna platit, a v konečném důsledku tak díky nasazení robotů do výroby dojde naopak k vytvoření nových pracovních pozic. Pro aplikace vyžadující vysokou rychlost manipulace s drobnými díly existují dnes na trhu dva druhy robotů – tzv. „delta“ roboty a roboty typu SCARA. Výhodou druhé kategorie je zejména kompaktnější konstrukce, která umožňuje snadnější instalaci do již existující výroby. Odpadá zde nutnost výstavby složité a robustní konstrukce, jako tomu je u „delta“ robotů. Jedním z nejnovějších zástupců vysokorychlostních čtyřosých robotů je TP80 Fast Picker od švýcarské společnosti Stäubli. Tento robot nabízí tužší konstrukci při využití moderních lehkých materiálů a dosahuje extrémně rychlých časů cyklů, přičemž si stále zachovává vysokou přesnost a stejnou opakovatelnost v celém pracovním rozsahu. Standardně může pracovat až při rychlostech 200 úchopů za minutu se zátěží o váze maximálně jednoho kilogramu. I když se tato rychlost zdá téměř nepředstavitelná, nemusí být vždy dostatečná. V těchto případech přichází ke slovu řešení pomocí několika robotů integrovaných v lince vedle sebe – zde se již ale jedná o složitější technologii a je potřeba ji doplnit o kvalitní software, aby přinesla požadované výsledky. V ideálním případě by měl software zvládnout kompletní kontrolu celé linky, tedy kromě robotů i ovládání dopravníkových systémů a komunikaci s vstupními a výstupními zařízeními. Zde se pak nabízejí dvě možnosti – tou první je řízení linky přímo pomocí kontroléru robotu, což je vhodné zejména pro firmy, které se v robotice vyznají. Druhou variantou je zapojení robotu do stávajícího systému přes některou ze standardních průmyslových sběrnic, u robotů Stäubli je to možné díky technologii uniVAL drive. Tato varianta umožňuje programovat a řídit robot i přes běžná PLC (Siemens, B&R, Beckhoff a další) a usnadňuje tak implementaci robotů pro společnosti bez jejich předchozí znalosti. Optimální ochrana pro obtížné úkoly Zájem o robotizaci dlouhodobě roste nejen ve strojírenství, ale právě v částečné nebo úplné integraci robotu do stroje se skrývá značné riziko: stísněné prostory, zhoršená přístupnost, náročné prostředí a neustálý kontakt se špínou, prachem, olejem, kovovými odštěpky a chladicími kapalinami. Kvalitní roboty dnes dodává více výrobců, ale pouze některé z nich jsou schopny vydržet extrémní podmínky, se kterými se setkávají při zabudování do stroje. Důvod, proč jsou roboty Stäubli schopny v těchto podmínkách dlouhodobě spolehlivě pracovat, ačkoliv neustále vystaveny prachu, odlétávajícím kovovým odštěpkům a dalším nečistotám, je zřetelný z jejich konstrukce. I standardní šestiosé modely řady TX jsou charakterizovány plně uzavřenou a velmi kompaktní konstrukcí. Nabízejí vysoký stupeň krytí IP65 pro celé rameno a bodují i díky integrované kabeláži. Sofistikovaný design zápěstí jej chrání před špínou, prachem a kapalinami. I přes tyto vlastnosti se najdou aplikace, kde Stäubli doporučí zákazníkům volbu robota ve speciálním provedení HE („Humid Environment“, tedy vlhké prostředí). Řada HE byla vyvinuta robotovou divizí Stäubli specificky pro využití v drsných prostředích při plné integraci robotů do stroje. Díky možné přetlakové konstrukci lze ochranu ještě zvýšit: zápěstí dosahuje stupně krytí IP67 a může tak být ponořeno i do vody nebo jiné kapaliny s hodnotou pH mezi 4,5 a 8,5. Další vítanou vlastností v náročném prostředí je vertikální vyvedení kabeláže pod patou robotu, kde jsou veškeré konektory a spoje chráněny před vlivem nečistot. Ačkoliv se nejprve vždy diskutují technické parametry robotů, nedílnou součástí technologie je i software, pomocí kterého lze roboty programovat a ovládat. Důraz by měl být kladen zejména na srozumitelné a uživatelsky přívětivé ovládání, které umožní práci s robotem po proškolení i lidem s nízkými nebo žádnými předchozími zkušenostmi. Na druhé straně pak je pro pokročilejší uživatele vždy atraktivní možnost vlastního programování přímo v programovacím jazyce a pokročilé funkce pro získání maximálního výkonu. Ve všech těchto ohledech skutečně vyniká software Stäubli Robotics Suite 2013 – základním uživatelům nabízí jednoduché rozhraní ve stylu Windows s 3D zobrazením pro přípravu kompletní aplikace. Případné nedostatky rychle odhalí funkce detekce kolizí a jejich opravu pak lze provést rovnou v kódu programu, což jistě ocení programátoři. Součástí softwarového balíčku jsou i Development a Maintenance Studio, které nabízí pokročilé nástroje jako import CAD dat v různých formátech nebo 3D vizualizace reálné buňky pomocí emulátoru kontroléru a online ladění programu přes vzdálený přístup k robotu. Michal SCHOLZE