Guide til menneske-kobot-samarbejde i produktionen

Menneske-kobot-samarbejde fordeler produktionsopgaver efter naturlige styrker. Robotterne påtager sig de tunge, gentagne løft, og dine operatører styrer den komplekse vurdering, finmotorikken og kvalitetskontrollen. Fra vores arbejde med automationsceller i Odense ser vi, at fabrikker, der opdeler opgaverne på den måde, skærer cyklustiderne hurtigere end dem, der prøver at automatisere en hel produktionslinje på én gang.

Du behøver ikke at udskifte hele din arbejdsstyrke for at modernisere en fabrik. Du skal blot omfordele arbejdet. Når du stiller en kollaborativ robot (kobot) ved siden af en operatør, fjerner du øjeblikkeligt de fysiske flaskehalse, der bremser manuel produktion.

Fjern den gentagne belastning på fabriksgulvet

Hver manuel produktionslinje har sine fysiske grænser, og de involverer som regel tunge løft eller gentagne bevægelser. Operatørerne bliver trætte, og trætte operatører laver fejl.

På tværs af de produktionsceller, vi installerede mellem januar 2022 og Q1 2024, var den mest effektive ændring, vi introducerede, at fjerne palleteringen i enden af linjen fra de menneskelige opgaver. At stable 15-kilos kasser på en palle i otte timer i træk slider på ryggen og bremser hele pakkeprocessen.

Når du implementerer en kobot til disse opgaver, går den menneskelige operatør fra manuelt arbejde til at være en slags maskinopsynsperson. Operatøren sørger for, at bakkerejserne er fyldte, og håndterer pakker, der falder uden for normalen og kræver visuel inspektion. Imens plukker og placerer koboten standardkasserne i et konstant og forudsigeligt tempo.

Du kan læse mere om de konkrete nyttelastkapaciteter i Universal Robots-produktpaletten og se præcis, hvor meget vægt du kan flytte fra dine operatørers skuldre.

Sikkerhedsprotokoller i fælles zoner

Den største forskel på traditionel industriautomation og menneske-kobot-samarbejde er det fysiske fodaftryk. Du behøver ikke at isolere en kobot bag et stålhegn.

"ISO/TS 15066 specificerer sikkerhedskrav til kollaborative industrirobotsystemer og deres arbejdsmiljø." - International Organization for Standardization, 2016

Fordi systemerne følger strenge kraftbegrænsende standarder, kan de drive sikkert i et åbent gulvmiljø. Hvis en operatør støder ind i robotarmen, opdager indbyggede momentsensorer modstanden med det samme og stopper maskinen.

Vi konfigurerer vores fælles arbejdsområder med klare zoner til hastighedsreduktion. Når en operatør træder ind i en bestemt radius omkring koboten for at inspicere en del eller fylde et materialemagasin op, signalerer en laserskanner robotten, at den skal sænke til en sikker driftshastighed. Så snart operatøren forlader zonen, går koboten automatisk tilbage til fuld produktionshastighed. Den opsætning holder dit team sikkert uden at kræve, at de manuelt pauser og genstarter linjen, hver gang de skal tæt på udstyret.

Designet af det fysiske overleveringspunkt

Det fysiske rum, hvor mennesket og robotten udveksler materialer, dikterer hastigheden i hele din drift. Hvis overleveringen er kluntet, stiger cyklustiden.

Vi designer typisk disse zoner med specialdesignede holdere og fixturer, der fremtvinger korrekt opretning. Hvis en kobot for eksempel står for overfladebehandling - som at lægge en sammenhængende streng tætningsmasse på en metalkappe - har operatøren brug for en hurtig måde at række kappen til robotten på. Vi installerer vinklede tyngdekraftsracks eller specialfræsede dokningsplader.

Operatøren skubber den rå del ind i fixturen. Fixturen retter delen perfekt op. Koboten registrerer delens tilstedeværelse via nærhedssensorer, lægger tætningsmassen og flytter derefter det færdige stykke til en udleveringsbakke. Operatøren tager dernæst det forseglede stykke, foretager en hurtig visuel kvalitetskontrol og pakker det.

Den arbejdsgang fjerner den tid, der bruges på manuelt at måle eller rette dele op. Du kan udforske mekanikken bag mindre, præcise opsætninger i MG400-specifikationerne.

Vurdering af opgavefordelingen

For at få det maksimale udbytte af et fælles arbejdsområde skal du give det rigtige job til den rigtige arbejdsudfører. Tabellen herunder beskriver, hvordan vi typisk fordeler ansvaret i en hybrid produktionscelle.

Den arbejdsdeling kommer tydeligst til udtryk i pakning af kasser. En robotarm er suveræn til at rejse kassen og holde den i firkant, mens et menneske hurtigt kan smide en blanding af skæve varer ned i den - varer, der ville kræve kompleks og dyr specialværktøj at automatisere.

Tre faser i integrationen af arbejdsområdet

At gå fra en fuldt manuel station til en hybridcelle kræver en stram rækkefølge. Vi følger en specifik vej for at sikre, at udstyret rent faktisk hjælper operatørerne i stedet for at stå i vejen for dem.

1. Kortlægning af gulv og ergonomisk gennemgang: Vi måler det eksisterende fysiske rum. Vi registrerer præcis, hvor operatøren står, hvor de rækker, og hvor de vrider sig. Robottens base monteres det sted, der i dag belaster operatøren mest fysisk.
2. Softwarekonfiguration og mønsterlogik: Robotten skal vide, hvad den skal gøre med de materialer, den håndterer. Vi programmerer de specifikke stablingsmønstre eller bevægelsesbaner. Til komplekse sorteringsopgaver integrerer vi vores SmartPack-Nordic-software til logikken, så operatøren ikke skal beregne dimensioner i farten.
3. Live test af overlevering: Vi kører cellen i 20 % hastighed, mens operatøren er til stede. Det lader operatøren blive komfortabel med at arbejde tæt på den bevægelige arm. Vi justerer overleveringsvinklerne efter operatørens højde og naturlige rækkevidde. Først når operatøren giver grønt lys, kører vi systemet op til fuld produktionshastighed.

Hvis du vil se de konkrete hardwaremuligheder til disse integrationsfaser, kan du gennemgå Dobot-robotserien.

Måling af afkastet på fælles arbejdsområder

En kollaborativ opsætning koster markant mindre end en fuldt automatiseret, indhegnet produktionslinje. Fordi du ikke betaler for sikkerhedsbure, komplekse sikkerhedsrelæer eller et stort fodaftryk, krymper tilbagebetalingstiden dramatisk.

På tværs af de turnkey-løsninger, vi leverede frem til starten af 2024, ser vores kunder typisk fuldt afkast på investeringen mellem 12 og 48 måneder.

Vi sporer tre hovedtal for at dokumentere den værdi. Først måler vi reduktionen i manuelle arbejdstimer pr. produceret enhed. Dernæst registrerer vi faldet i materialespild - kobotter taber ikke dele og bruger ikke for meget tætningsmasse. Til sidst måler vi produktions-oppetid. Mennesker tager pauser, skifter hold og bliver trætte. I en delt opsætning kan koboten klargøre materialer eller håndtere simple sorteringsopgaver selvstændigt, mens operatøren tager sig en pause, og linjen holdes kørende.

---

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er menneske-kobot-samarbejde?

Menneske-kobot-samarbejde er en produktionsmetode, hvor mennesker og kollaborative robotter deler det samme fysiske arbejdsområde. Robotten håndterer de gentagne, tunge eller meget præcise fysiske opgaver, mens mennesket står for den komplekse logik, kvalitetskontrol og overvågning af processen.

Kræver kollaborative robotter sikkerhedsbure?

Nej, kobotter kræver ikke fysiske sikkerhedsbure. De er bygget med kraftbegrænsende sensorer, der opdager uventet kontakt og straks stopper robottens bevægelse, så de kan arbejde sikkert direkte ved siden af mennesker.

Hvor stor en nyttelast kan en kollaborativ robot håndtere sikkert?

Standard kollaborative robotter håndterer typisk nyttelaster fra 3 kilo og op til 20 kilo afhængigt af den konkrete model. Til opgaver som standard kassepalletering dækker en nyttelastkapacitet på 10-16 kilo nemt hovedparten af det typiske output på en produktionslinje.

Hvor lang tid tager det at integrere en hybrid arbejdscelle?

En standard kollaborativ celle kan typisk være integreret og i drift inden for få uger efter levering. Fordi softwaren er designet til hurtig programmering, og hardwaren ikke kræver tunge konstruktionsændringer på din fabrik, er nedetiden under installationen minimal.

Kan en operatør programmere en kobot uden erfaring med kodning?

Ja, de fleste moderne kollaborative robotter bruger grafiske drag-and-drop-programmeringsflader. Operatørerne kan også programmere maskinen ved fysisk at tage fat i robotarmen, flytte den til de ønskede pejlepunkter og gemme banen i betjeningspanelet.

Den nemmeste måde at begynde at forbedre cyklustiderne er at udpege den enkeltopgave på dit gulv, der er mest fysisk krævende. Isolér den bevægelse, der belaster dine operatører mest, flyt netop den bevægelse over på en kollaborativ arm, og lad dine operatører tage sig af resten af monteringsprocessen.