Коллаборативный робот

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Коллаборативный робот (кобот) — это автоматическое устройство, которое может работать совместно с человеком для создания или производства различных продуктов.[1] Как и промышленные роботы (см. Промышленный робот), коботы состоят из манипулятора и перепрограммируемого устройства управления, которое формирует управляющие воздействия, задающие требуемые движения исполнительных органов манипулятора.[2]

Коллаборативные роботы применяются на производстве в решении задач, которые нельзя полностью автоматизировать.[3]

Коллаборативные роботы Sawyer и Baxter от Rethink Robotics

История[править | править код]

В мае 1995 года Северо-Западный университет и корпорация General Motors объявили о работе над тем, что они назвали «Intelligent Assist Devices» (IADs) – «интеллектуальные устройства-ассистенты». Необходимость такого устройства была вызвана тем, что на этапе конечной сборки автомобиля было много трудоемких процедур: выявление дефектных деталей, сборка узлов из различающихся деталей и другое. Автоматизировать их было невозможно, но коллаборативное устройство могло облегчить труд людей. Первые разработки не были автономными и приводились в движение мускульной силой рабочих.[4]

В 1999 году Эд Колгейт и Майкл Пэшкин, инженеры Северо-Западного университета, изобрели первого кобота.[5] С 1996 года также существует компания Cobotics, сооснователем которой является Эд Колгейт.

Cobotics выпустил несколько моделей коботов в 2002 году (компания по-прежнему использовала для них термин «IADs»).[6] Спустя два года KUKA, крупная робототехническая компания из Германии, выпустила своего первого кобота LBR 3.[7] Настоящим прорывом в истории коллаборативных роботов стали разработки датской компании Universal Robots. Именно она в 2008 году выпустила коллаборативного робота в его современном виде: как автономное устройство, способное взаимодействовать с человеком.[8]

Сегодня, спустя 10 лет после разработки первого автономного кобота, рынок коллаборативной робототехники увеличивается на 50% ежегодно.[9]

Сравнение с промышленными роботами[править | править код]

Промышленные роботы запрограммированы выполнять определенные операции без учета работающих рядом с ними людей. Поэтому на производстве они могут угрожать жизни и здоровью человека. Известны случаи гибели людей из-за промышленных роботов.[10] Поэтому их устанавливают в специально отведенных местах, окрашивают в яркие цвета и монтируют ограждения в зоне действия робота, чтобы не подвергать опасности людей. При любом физическом взаимодействии человека с промышленным роботом механизм необходимо предварительно отключить.

Коллаборативные роботы оснащены датчиками, которые контролируют положение человека и не допускают причинение ему вреда. Некоторые модели можно устанавливать непосредственно на рабочих местах. Как правило, управление и программирование у коботов на порядок проще, чем у промышленных роботов, и включает в том числе элементы ручного управления. Также эти роботы дешевле и не требуют дополнительных производственных площадей.[11]

Большинство коллаборативных роботов имеют небольшие размеры (вес – 15–20 кг, высота – около 1,5 м). Промышленные роботы крупнее. Так, у KUKA есть только одна линейка компактных роботов весом около 50 кг; модели других серий весят от 100 до 4600 кг.[12]

Производители[править | править код]

Universal Robots продолжает разрабатывать и выпускать коллаборативных роботов. К 2016 году компания выпустила их более 8400 штук для малых и средних предприятий в 55 странах.

Производством коботов сегодня занимаются такие крупные компании, как ABB, Кuka, Fanuc, Yaskawa, а также молодые проекты: Kinova, Rethink Robotics, Franka Emika, Rozum Robotics.[13]

Виды современных коботов[править | править код]

Согласно международному стандарту ISO 10218 (часть 1-я и часть 2-я), есть четыре типа коллаборативных роботов.[14]

1. С защитным механизмом остановки. Такой кобот работает преимущественно автономно, но человеку время от времени требуется зайти в его рабочее пространство. При приближении сотрудника срабатывает механизм, останавливающий кобота (основан на датчиках движения). Когда человек покидает пространство, работа продолжается.

2. С ручным управлением. Этот тип кобота используется для «ручного обучения» робота. Базовый механизм — промышленный робот малого размера; он дополнен специальными устройствами, распознающими давление руки. Когда робот не обучается, а выполняет свои прямые функции, человек должен находиться за границами его рабочей зоны.

3. Коботы, оснащенные системой «компьютерного зрения», которые отслеживают перемещения работников-людей. Как только человек попадает в рабочую зону робота, тот замедляется до безопасной скорости, а если работник подходит слишком близко — механизм останавливается.

4. Роботы с ограничением силы. Он может чувствовать сопротивление на своем пути и останавливается, если сопротивление сильное. Из соображений безопасности у него округлая форма и нет открытых двигателей. Может функционировать в непосредственной близости с человеком.

Области применения и рынки[править | править код]

Ключевым регионом рынка коботов в 2016–2017 годах стала Западная Европа (Германия и Великобритания как ключевые потребители), на втором месте – рынок Азии, на третьем – Северной Америки. При этом на рынке Азии наблюдался самый значительный рост.[15]

Основной сферой применения коботов остаётся автомобилестроение и производство электроники, а самыми популярными операциями являются погрузка/перемещение и сборка. Однако потенциальная область их применения значительно шире: все виды производств, офисная работа, социальная сфера.[16]

Примечания[править | править код]

  1. Cobots: Robots for collaboration with people. Дата обращения 20 апреля 2018.
  2. Спыну П.А. Промышленные роботы. Конструирование и применение, с. 15. Дата обращения 20 апреля 2018.
  3. Cobots for the automobile assembly line. Дата обращения 20 апреля 2018.
  4. A History of Collaborative Robots: From Intelligent Lift Assists to Cobots. engineering.com. Дата обращения 20 апреля 2018.
  5. Mechanical Advantage. Chicago Tribune (11 декабря 1996). Дата обращения 20 апреля 2018.
  6. Intelligent Assist Devices (2002). Дата обращения 20 апреля 2018.
  7. History of the DLR LWR. dlr.de (2002). Дата обращения 20 апреля 2018.
  8. Universal Robots. robo-hunter.com. Дата обращения 20 апреля 2018.
  9. Collaborative Robots Market Set for 56.94% CAGR Explosive Growth to 2023 Led by Automotive Industry (12 сентября 2017). Дата обращения 20 апреля 2018.
  10. Robot kills worker at Volkswagen plant in Germany. The Guardian (2 июля 2015). Дата обращения 20 апреля 2018.
  11. Коллаборативная революция: чего ждать и стоит ли опасаться. robo-hunter.com. Дата обращения 20 апреля 2018.
  12. Промышленные роботы KUKA ROBOTICS. Дата обращения 20 апреля 2018.
  13. Коллаборативная революция: чего ждать и стоит ли опасаться. Дата обращения 20 апреля 2018.
  14. Mathieu Bélanger-Barrette. What Does Collaborative Robot Mean? (19 августа 2015). Дата обращения 20 апреля 2018.
  15. marketsandmarkets.com. Collaborative Robots Market by Payload Capacity (сентябрь 2017). Дата обращения 20 апреля 2018.
  16. CoBot Robots (18 ноября 2014). Дата обращения 20 апреля 2018.