С непрерывным развитием интеллектуального производства коллаборативные роботы (коботы) постепенно становятся важной частью промышленной автоматизации. По сравнению с традиционными промышленными роботами, коллаборативные роботы обладают более высокой безопасностью, гибкостью и простотой использования, а также могут работать совместно с сотрудниками-людьми в одном рабочем пространстве, значительно повышая эффективность производства и улучшая взаимодействие человека и машины. Особенно в малых и средних предприятиях коллаборативные роботы быстро завоевали рыночную популярность благодаря низким инвестиционным затратам, быстрому развертыванию и высокой адаптивности.
В настоящее время максимальная нагрузка основных коллаборативных роботов с малой нагрузкой, представленных на рынке, обычно составляет 30 кг, что идеально соответствует реальным потребностям большинства малых и средних предприятий в сфере упаковки, логистики и производства.
В повседневных производственных процессах погрузка и разгрузка картонных коробок — это высокочастотная, повторяющаяся задача, в значительной степени зависящая от человеческого труда и подверженная травмам от усталости. Традиционная ручная погрузка не только неэффективна, но и представляет опасность для безопасности. Однако с помощью коллаборативных роботов можно добиться точного захвата и перемещения картонных коробок с конвейерных лент в зоны штабелирования за счет планирования траектории и интеллектуальных алгоритмов.
Палетирование — важнейший этап в процессе обработки коробок. Традиционные методы основаны на ручном штабелировании, которое не только занимает много времени и требует больших трудозатрат, но и затрудняет обеспечение аккуратности и стабильности штабеля. Коллаборативные роботы, благодаря встроенному модулю алгоритма паллетирования, могут свободно переключаться между различными схемами штабелирования (такими как перекрестное, прямолинейное и шахматное штабелирование) для удовлетворения различных требований клиентов к внешнему виду упаковки и безопасности транспортировки. Благодаря возможностям динамической регулировки, робот может оптимизировать порядок размещения в режиме реального времени на основе целевой высоты штабелирования, распределения веса и грузоподъемности паллеты, предотвращая риск опрокидывания из-за смещения центра тяжести. Кроме того, система поддерживает удаленный мониторинг и запись данных, генерируя журналы паллетирования для каждой партии, обеспечивая поддержку данных для отслеживания производства и контроля качества.
Одним из основных преимуществ коллаборативных роботов являются их многочисленные механизмы защиты. В диапазоне нагрузки до 30 кг робот оснащен системой обнаружения столкновений, системой аварийной остановки, ограничением скорости в определенной зоне и защитой от чрезмерного усилия. При обнаружении контакта с человеком или аномального сопротивления он немедленно останавливается и подает сигнал раннего предупреждения. Некоторые модели высокого класса также интегрируют систему визуального 3D-обхода препятствий, которая может автономно определять местоположение препятствий в динамической среде и избегать их, обеспечивая безопасную работу в любое время. Кроме того, программный интерфейс использует графический метод перетаскивания, что исключает необходимость написания сложного кода.
Операторы могут задавать параметры задач всего за несколько минут, что значительно снижает затраты на обучение и сокращает время освоения новых навыков.
В пищевой промышленности известный производитель напитков внедрил коллаборативных роботов для автоматической транспортировки готовых картонных коробок с линии розлива в зону упаковки, заменив первоначально шесть рабочих, работавших посменно. Это увеличило ежедневную производительность на 40% и снизило процент брака на 75%.
В фармацевтическом секторе компания по производству фармацевтической упаковки использует 30-килограммовых коллаборативных роботов для стандартизации паллетирования коробок с лекарствами. В сочетании с системой сканирования штрих-кодов это обеспечивает отслеживаемость ?одна коробка — один код? на протяжении всего процесса, что соответствует требованиям GMP. В центрах складского хранения электронной коммерции эти роботы широко используются для автоматической укладки и временного хранения отсортированных коробок. В сочетании с интеллектуальными системами планирования это значительно сокращает время выполнения заказов и повышает общую эффективность логистики. Направление развития в будущем: многороботное взаимодействие и интеграция периферийного интеллекта. С развитием технологий искусственного интеллекта и Интернета вещей коллаборативные роботы развиваются в направлении более высокого уровня интеллекта. Будущие системы обработки картонных коробок больше не будут ограничиваться независимой работой одного устройства. Вместо этого, благодаря архитектуре управления многороботным взаимодействием, будет достигнуто распределение задач и оптимизация траектории между несколькими роботами, формируя высокоэффективную ?гибкую производственную линию?. Одновременно внедрение возможностей периферийных вычислений позволяет роботам принимать решения локально, что позволяет им продолжать выполнять основные задачи даже при сбоях в сети, обеспечивая непрерывность производства. Кроме того, виртуальные платформы отладки на основе технологии цифровых двойников позволяют компаниям моделировать реальные условия работы до развертывания, выявляя потенциальные проблемы заранее и сокращая время отладки на месте и потери ресурсов.