Japonská společnost YASKAWA, která je svými
78 pobočkami a 13 600 spolupracovníky aktivní
po celém světě, využila své kompetence v oblasti
elektroniky a mechatroniky k tomu, aby si vydobyla
přední místo i v oboru průmyslových robotů
a manipulátorů, které dodává pod obchodním názvem
MOTOMAN. Za dobu své existence dodala na trh celkem
230 000 robotických jednotek; v současné době
se roční výroba pohybuje okolo 20 000 kusů. Jenom
v Evropě má společnost 1000 zaměstnanců, 5 výrobních
závodů (v Německu, Skotsku, Slovinsku a Švédsku)
a 30 obchodních zastoupení. Uvedené množství
vyrobených průmyslových robotů se vyrábí v bezmála
padesáti standardních typových a velikostních variantách,
k nimž je nutno přičíst i řešení atypická. K nejdůležitějším
oblastem nasazení patří montáž, svařování
bodové i obloukové (obr. 1), lakování, manipulace
s dílci u strojů (obr. 2), balení, paletizace a obsluha
lisovacích pracovišť. Vysoká dynamika robotů
MOTOMAN výrazně zvyšuje produktivitu a bezpečnost
obsluhovaného pracoviště; jen namátkou lze
zmínit vyjímání plastových výlisků ze vstřikovacích
forem, manipulace s obrobky u obráběcího stroje, vyjímání
tlakově odlitých odlitků z odlévacích forem,
manipulace s plechovými výlisky apod.
Sama koncepce robotů umožňuje realizovat operace
jinak neproveditelné – rameno robota se svařovací
jednotkou nejen zhotoví svar v kvalitě, která se ručně
nedá dosáhnout, ale dovolí zhotovit svar v místě,
které je jinak nedostupné. Za zmínku stojí i jejich
nasazení při obloukovém svařování pod ochrannou
atmosférou, kdy lze k přívodu ochranného plynu
a svařovacího drátu s výhodou využít vedení vnitřkem
pracovních ramen a tak je chránit před poškozením.
Zcela zvláštní kategorii tvoří roboty pracující
v prostředí pro člověka škodlivém, které tak příslušnou
operaci vůbec umožní provést. Vlastní, průběžně
prováděný výzkum a vývoj vytváří průběžně
předpoklady pro další rozšíření oblastí použití.
Roboty MOTOMAN se vyznačují značnou flexibilitou,
vysokou dynamikou, modulárním způsobem
stavby a snadností přestavení v případě změny výrobního
programu. Jsou klasické koncepce R-R-R,
což představuje otáčení stojanu (osa S), rotaci spodního
ramene okolo osy kolmé k ose ramene (osa L)
a horního ramene okolo osy kolmé
k jeho ose (osa U). Tyto pohyby se
doplňují o rotaci zápěstí kolem příčné
osy (osa B), rotaci druhého ramene
kolem jeho osy (osa R), rotaci
zápěstí kolem podélné osy (osa T)
a eventuální další řízené osy lineární
či rotační tak, jak to účel použití
vyžaduje.
Na zápěstí je pomocí standardizovaného
rozhraní připevněna
pracovní jednotka, což může být
chapadlo, dávkovač média nebo
svařovací jednotka (obr. 3). Pracovní
jednotka bývá většinou navržena
individuálně, dle specifických potřeb
zákazníka tak, aby co nejlépe
odpovídala jeho potřebám – např.
volba tvaru a velikosti chapadel,
způsobu jejich pohonu (může být
elektromechanický, hydraulický,
pneumatický či mechanický)
a velikosti uchopovací síly, která na jedné straně
musí zajistit bezpečný úchop, na druhé však
minimalizovat nežádoucí otlaky na dílci či jeho
deformaci. Parametry dodávaného spektra typů
a velikostí mají impozantní rozsah – nosnost od
3 kg u robotů primárně určených pro svařování
do 800 kg u těžkých robotů pro manipulaci s paletami;
maximální pracovní dosah od 450 do 3160 mm,
počet řízených os od čtyř do sedmi, resp. patnácti
v případě robotů typu SDA, vybavených pro náročné
montážní a manipulační aplikace dvěma samostatně
řízenými pažemi.
Opakovaná přesnost nastavení se pohybuje dle
typu a osy od +/- 0,005 mm u robotů řady MYS
do +/- 0,5 mm u těžkých robotů řady MPL pro paletizaci;
její velikost ovlivňuje jak konkrétní užitečné
zatížení, tak vyložení a skutečná rychlost pohybu –
uvedené hodnoty jsou maximální. Dosahuje se postupným
najížděním do koncového bodu, kontrola
polohy se provádí ve vysoké frekvenci a využitím
zpětné vazby pro úpravu dynamických i polohových
parametrů.
Kinematiku a pracovní funkce robotů společnosti
YASKAWA ovládají řídicí systémy, které
musí zajišťovat nezbytné parametry řízení, kterými
jsou např. vysokorychlostní řízení kinematiky
více os s komunikačním cyklem až 62 ?s,
dokonalá synchronizace pohybu většího počtu
řízených os, kdy nejrychlejší nabízený procesor
dosahuje rychlosti vzorkování až 125 ?s pro čtyři
řízené osy, dokonalá komunikace s řídicím systémem
zařízení, s nímž robot pracuje, antikolizní
kontrola a v neposlední řadě i snadné programování.
Specifika kinematiky robotů si vyžadují
i specifický způsob programování. V zásadě existují
dvě metody. Prvou je využití programovacího
standardu dle IEC 61131-3 s možností použít
všechny programovací jazyky dle této normy.
Pro řízení pohybu os se využívají funkční bloky
ze stále se rozšiřující knihovny funkčních bloků
YASKAWA. Tomuto způsobu programování
se dává přednost všude tam, kde se klade důraz
na přenositelnost programů a snadnou integraci se
zařízeními jiných výrobců.
Druhou možnost představuje metoda přírůstková
(Ladder-Motion), což je v podstatě textový jazyk,
kterým se programují pohyby os ve formě posloupnosti
pohybů – každému pohybu os odpovídá jeden
řádek programu; jedná se o vzdálenou obdobu programování
NC strojů pomocí G kódů. O volbě metody
programování je nutno rozhodnout již ve fázi
projektu, před zakoupením řídicích modulů.
Uvádění robotů YASKAWA MOTOMAN na trh
České republiky je hlavním úkolem společnosti
YASKAWA Czech s.r.o. se sídlem v Prague-West
Business Center v Chrášťanech na západním okraji
Prahy. K jejím hlavním aktivitám patří školení
a poradenská činnost, první kontakt se zákazníky,
návrh typu vhodného robota a jeho pracovní
jednotky, komunikace s výrobcem pracovní jednotky,
dodávka a prodej kompletního zařízení,
jeho uvedení do provozu a zajišťování nutného
servisu. Může se pochlubit úspěšnými realizacemi
ve firmách Tower Automotive a.s., Futaba
Czech s.r.o, Eberspaecher s.r.o., Dura Automotive
CZ k.s.a řadou dalších.
Že se její činnost daří, lze posoudit nejen podle
dosahované ekonomické návratnosti realizovaných
systémů v rozmezí jednoho až tří let, ale i z oprávněné
snahy rozšiřovat nasazení robotů YASKAWA
MOTOMAN do dalších oblastí, jako je potravinářský
průmysl, obsluha lisů a vstřikovacích zařízení
a podobně. ???????????Petr Borovan
