بسیاری از مهندسان به این ماشین‌های نسل بعدی علاقه‌مند هستند که می‌توانند نیروها را کنترل کنند و بدون نیاز به وسایل ایمنی سنتی در کنار افراد در خطوط مونتاژ کار کنند.
از زمانی که ربات‌های مشارکتی برای اولین بار یک دهه پیش ظهور کردند، بسیاری از طبقات کارخانه‌ها را تغییر دادند و اتوماسیون را برای تولیدکنندگان کوچک آسان‌تر کردند. این فناوری همچنین به بسیاری از شرکت ها اجازه می دهد تا تولید خود را به ایالات متحده منتقل کنند و استراتژی های تولیدی کم حجم و متنوع را اجرا کنند.
Esben Østergaard، مدیر ارشد فناوری ربات‌های جهانی، که در سال 2008 پیشگام همکاری بود، گفت: "ربات‌های مشارکتی امروزه به دلایل مختلفی جذاب هستند. آنها به جای جایگزین کردن آنها در کنار مردم کار می‌کنند، که به ویژه با از بین رفتن مشاغل تولیدی ارزشمند است." سوال ظریف
اوسترگارد که اخیراً جایزه انگلبرگ 2018 را از انجمن صنعت رباتیک به دلیل مشارکت در اتوماسیون صنعتی دریافت کرده است، توضیح می دهد: "ما می خواهیم کنترل اتوماسیون کارخانه را دوباره به دست اپراتور بازگردانیم." ما نمی‌خواهیم افراد را جایگزین کنیم، بلکه ابزاری به آنها می‌دهیم که به آنها امکان می‌دهد کارهایشان را به نحو احسن انجام دهند. ما می‌خواهیم به آنها قدرت دهیم که مانند ربات‌ها کار نکنند و در عوض تبدیل به برنامه‌نویس ربات شوند و کارهای ارزش افزوده بیشتری انجام دهند.
اوسترگارد گفت: «این ممکن است بهترین نتیجه درازمدت ربات‌های مشارکتی باشد. "این توزیع مجدد خلاقیت انسان، همراه با تکرارپذیری ربات ها، نیازهای بازار و مشتریان را برآورده می کند. نیاز به شخصی سازی بالای محصولات. تغییرات کیفی، هم برای محصولات تولید شده و هم برای افرادی که آنها را تولید می کنند."
کریس بلانشت، مدیر اجرایی فروش در FANUC America Corp، که پنج مدل کوبات را ارائه می‌کند، اضافه کرد: «کوبات‌ها در را به روی تولیدکنندگانی باز می‌کنند که در طول تاریخ نگران اتوماسیون خطوط مونتاژ بوده‌اند». این در نهایت باعث شد بسیاری از شرکت ها به ارزش اتوماسیون پی ببرند.
دانیل مور، مهندس پشتیبانی فنی، گفت: «اپراتورها می‌توانند دستگاه مشترک را تنها با چند ساعت آموزش راه‌اندازی کنند، آنقدر سبک است که بتوان آن را چندین بار در روز در اطراف کارخانه جابه‌جا کرد و می‌تواند بدون محافظ یا محافظ کار کند.» . از Ao Robotics America. از نظر عملکردی، هر گونه ضعف یا مشکل در روبات های سنتی را می توان با تغییر تمرکز برطرف کرد.
مت فیتزجرالد، نایب رئیس محصولات شرکت Rethink Robotics که ربات مشارکتی باکستر را در سال 2012 منتشر کرد، گفت: "در گذشته، بسیاری از مردم از ربات ها می ترسیدند." عمل کنند. "
انتظار می رود روبات های مشارکتی به بهبود کیفیت، افزایش کارایی و کاهش هزینه ها ادامه دهند. با این حال، مانند هر ابزار اتوماسیون دیگری، اثربخشی کلی آنها به انتخاب برنامه مناسب و برنامه ریزی پیش رو بستگی دارد.
علیرغم تبلیغات زیاد، ربات های مشارکتی دارای مزایا و معایبی هستند که مهندسان سازنده باید به دقت در نظر بگیرند. این فناوری جالب است، اما برای انواع خاصی از برنامه ها ایده آل نیست. به عنوان مثال، دو نقطه ضعف ظرفیت بالابری محدود و سرعت عملیات پایین تر است.
طبق اعلام فدراسیون بین المللی رباتیک، تقاضا برای ربات های مشارکتی سالانه 60 درصد در حال افزایش است. انتظار می رود تا سال 2025، ربات های مشارکتی 34 درصد از کل فروش ربات ها را به خود اختصاص دهند، در حالی که امروز کمتر از 5 درصد است.
نظرسنجی استخدامی ASSEMBLY در سال 2018 این روند را تأیید می کند. بیش از یک سوم (38 درصد) مونتاژکنندگان قصد دارند ربات‌های مشترک را در 12 ماه آینده پیاده‌سازی کنند. این نسبت به سال 2017 7 واحد درصد و نسبت به سال 2016 12 واحد درصد بیشتر است.
از آنجایی که نسل بعدی روبات‌های مشارکتی بسیار انعطاف‌پذیر هستند و عملاً به هیچ مانع ایمنی نیاز ندارند، بسیاری از تولیدکنندگان از آنها استفاده می‌کنند. این ماشین ها به ویژه برای شرکت های کوچک جذاب هستند. برای مثال، در میان تولیدکنندگانی که کمتر از 50 کارمند دارند، 21 درصد قصد دارند این فناوری را در 12 ماه آینده پیاده کنند. این 8 درصد بیشتر از سال 2017 است.
رایان ویتون، تحلیلگر تحقیقاتی در ABI Research، می‌گوید: «تولیدکنندگان کوچک و متوسط تقاضا برای روبات‌های مشارکتی را افزایش می‌دهند. این امر به دلیل نیاز به راه‌حل‌های تولیدی است که شامل سرمایه‌گذاری در مقیاس بزرگ در تجهیزات سرمایه‌ای نمی‌شود». بازوهای رباتیک بزرگ اینها شامل وظایفی مانند تعمیر و نگهداری ماشین، کنترل کیفیت و مونتاژ روشنایی می باشد. "
Whitton می‌گوید تولیدکنندگان کوچک به راه‌حل‌های اتوماسیون انعطاف‌پذیر نیاز دارند که بتوانند به راحتی و به سرعت با نیازهای در حال تغییر سازگار شوند. او خاطرنشان می کند: "آنها به سیستم هایی نیاز دارند که به راحتی و به سرعت برنامه ریزی شوند و بتوانند انواع مختلفی از وظایف اتوماسیون را پشتیبانی کنند." ربات های مشارکتی با این قانون سازگار هستند.
Whitton پیش‌بینی می‌کند که طی هفت سال آینده، محموله‌های ربات‌های مشارکتی 50 درصد رشد خواهد کرد، در حالی که محموله‌های ربات‌های صنعتی سنتی 12 درصد رشد خواهند کرد. و درآمد جهانی از این ماشین ها از 292 میلیون دلار امروز به بیش از یک میلیارد دلار تا سال 2025 خواهد رسید.
این تقاضای رو به رشد ناشی از چرخه‌های عمر کوتاه‌تر محصول و استفاده روزافزون از برنامه‌های تولیدی کوچک و ترکیبی به جای تولید در حجم بالا و مقیاس کوچک است.
نیکلاس دی کیسر، مدیر مونتاژ و آزمایش روباتیک در ABB گفت: «تولیدکنندگان به راه‌حل‌های اتوماسیون انعطاف‌پذیرتری برای سازگاری سریع و کارآمد با بازار نیاز دارند. «تولید تخصصی‌تر و غیرقابل پیش‌بینی‌تر می‌شود و اتوماسیون را دشوارتر می‌کند.
De Keyser توضیح می‌دهد: «اتوماسیون مشارکتی به مردم و روبات‌ها اجازه می‌دهد با هم کار کنند و تولید را انعطاف‌پذیرتر می‌کند و در عین حال ایمنی و بهره‌وری را حفظ می‌کند. این امر با اجازه دادن به انسان‌ها و روبات‌ها برای کار با هم در کارهایی که قبلاً به موانع و قفس‌های محافظ نیاز داشتند، انعطاف‌پذیری تولید را افزایش می‌دهد.»
دی کیسر می گوید: «در گذشته، مونتاژ مقادیر زیادی از محصولات سفارشی اغلب به معنای کارهای خسته کننده، ظریف و تکراری بود. «با روبات‌های مشارکتی مانند YuMi ما، مردم می‌توانند روی کارهای شناختی معنادارتر تمرکز کنند، در حالی که روبات‌ها دقت و استقامت خستگی‌ناپذیری را ارائه می‌کنند.
De Keyser گفت: "YuMi را می توان بر روی هر ایستگاه کاری در کارخانه نصب کرد و در صورت نیاز بدون محدودیت های امنیتی سنتی توزیع کرد." این امر انعطاف و چابکی تولید را افزایش می دهد و امکان تغییرات مکرر را فراهم می کند.
روبات های مشارکتی در صنایع و کاربردهایی که در طول تاریخ به خطوط مونتاژ دستی متکی بوده اند، در حال ظهور هستند.
بلانشت گفت: "بسیاری از شرکت ها در تلاش هستند تا برخی از خطوط تولید خود را از طریق اتوماسیون بهبود بخشند." "آنها می خواهند به برخی از مناطقی که ممکن است مشکلات ارگونومیک یا کیفیت وجود داشته باشد رسیدگی کنند. آنها می توانند کوبات ها را بدون تغییر پیکربندی خط مونتاژ اضافه کنند."
کاربردهای ماشینکاری قطعات عمومی برای روبات های مشارکتی ایده آل هستند. کارهای کوچکی مانند مرتب کردن قطعات یا بارگذاری یک پرس یک شروع عالی هستند.
بلانشت توضیح می دهد: «هر کار مونتاژی که به سه دست نیاز دارد، با کوبات به عنوان دستیار انسان عمل می کند. به عنوان مثال، یک ماشین می تواند قطعات سنگین تر را پشتیبانی کند در حالی که افراد از پیچ گوشتی برای اتصال قطعات استفاده می کنند.
بلانشت گفت: «در برنامه‌هایی با چرخه عمر کوتاه، روبات‌های مشارکتی به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهند که خیلی سریع به سمت محصولات جدید حرکت کنند. ما همچنین شاهد افزایش تقاضا برای ربات‌های مشارکتی در شرکت‌هایی با گردش مالی بالاتر و در مناطقی با کمبود شدید نیروی کار هستیم.»
سمیر پاتل، مدیر توسعه محصول و برنامه کاربردی ربات کاوازاکی آمریکا، که ماشین‌ها را در کارخانه‌های دیگر توزیع می‌کند، گفت: «ما شاهد افزایش تقاضا از سوی تولیدکنندگان قراردادی، به‌ویژه شرکت‌های مستقر در چین و مکزیک هستیم.
پاتل توضیح داد: «به عنوان مثال، شرکتی که می خواهد از یک نوع یا اندازه PCB به دیگری تغییر کند، به سادگی ربات DuAro ما را جدا می کند و آن را به خط مونتاژ بعدی می فرستد. "آنها می توانند از همان ربات در خط مونتاژ استفاده کنند و سپس به راحتی آن را بعداً در روز در یک خط بازرسی که در آن ربات بردهای مدار را در ماشین بازرسی بارگیری و تخلیه می کند دوباره استفاده کنند.
پاتل می‌افزاید: «ما همچنین دیده‌ایم که از کوبات‌های خود برای مونتاژ چرخ دنده‌های چاپگرهای رایانه‌ای و واحدهای فن کوچک برای خنک کردن دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. ربات‌ها در کنار انسان‌ها کار می‌کنند و به انسان‌ها کمک می‌کنند کارهای تکراری را انجام دهند که ممکن است انجام آنها دشوار باشد.
پاتل گفت: «تکرارپذیری ماشین مشترک دو بازویی ما نزدیک به یک روبات شش محوره است. "ما تصمیم گرفتیم این مشکل را هنگام طراحی ربات حل کنیم. این باعث می شود دستگاه به ویژه برای سخت کردن کارهایی مانند مونتاژ تبلت مناسب باشد.
پاتل می‌گوید: «در یک مورد، از یک بازوی دستگاه به‌عنوان یک فیکسچر استفاده می‌شد، در حالی که بازوی دیگر پیچ‌های کوچک 3 میلی‌متری را که باید دقیقاً در محل قرار می‌گرفت، وارد و سفت کرد. ربات ما همچنین برای محکم کردن برد مدار داخل کیس استفاده می‌شود. یک دست برد مدار را روی شاسی حرکت می‌دهد و با دست دیگر هر پیچ را وارد می‌کند و با استفاده از یک پیچ‌گوشتی اتوماتیک آن را محکم می‌کند.
ربات های مشارکتی همچنین به عنوان سیستم های رباتیک متحرک استفاده می شوند که می توانند خطوط مونتاژ را هدایت کنند و عملیات پر کردن را در هر مکان و در هر زمان انجام دهند. این استراتژی اخیراً در کارخانه اتصالات الکتریکی Stäubli در Allschwil، سوئیس، که در آن خط مونتاژ به ایستگاه‌های کاری کاملاً خودکار و دستی مجهز شده است، اجرا شد.
پلت فرم موبایل HelMo مجهز به ربات مشترک Stäubli TX2 با حداکثر ظرفیت بار 15 کیلوگرم و محدوده حرکتی 1200 میلی متر است. سطوح لمسی در صورت تماس مستقیم با شخص بلافاصله از حرکت باز می ایستند. ربات‌های خودران به‌طور مستقل به ایستگاه‌های کاری مشخص می‌روند و وقتی افراد خیلی نزدیک می‌شوند، سرعت خود را کاهش می‌دهند یا متوقف می‌شوند.
HelMo خود را با دقت 0.1 میلی‌متر تنظیم می‌کند و موقعیت خود را با استفاده از سه نقطه اندازه‌گیری که به طور دائم در ایستگاه کاری نصب شده است، کالیبره می‌کند. از طریق یک کانکتور چند طرفه به خروجی های برق ثابت و هوای فشرده متصل می شود و سپس حرکت خود را آغاز می کند.
Olivier Cremoux، مدیر توسعه کسب و کار در Stäubli AG می گوید: «امروز دستگاه می تواند محفظه های رابط و پین های تماس را نصب کند؛ فردا می توان از آن در مراحل دیگر فرآیند مونتاژ استفاده کرد. هلمو دیگر به عنوان یک ربات دیده نمی شود، بلکه به عنوان یک دستیار، به اندازه کافی انعطاف پذیر است تا در صورت نیاز کمک کند.
کرمو توضیح می‌دهد: «هدف استفاده از روبات‌ها به‌عنوان یک جایگزین انعطاف‌پذیر برای افزایش در دسترس بودن خطوط مونتاژ مختلط یا برآورده کردن اوج تقاضا است».
یکی از دلایلی که ربات‌های مشارکتی برای بسیاری از تولیدکنندگان جذاب هستند، این است که اغلب هزینه کمتری نسبت به روبات‌های سنتی دارند. آنها همچنین تمایل دارند دوره بازگشت سرمایه و بازگشت سرمایه سریع تری داشته باشند زیرا انعطاف پذیرتر هستند و می توانند به راحتی در خطوط مونتاژ موجود ادغام شوند.
مور از روبات های یونیورسال می گوید: «ما معمولاً انتظار بازگشت سرمایه کمتر از 9 ماه را داریم. با توجه به تمام هزینه‌های پنهان مرتبط با رباتیک سنتی، و همچنین زمان بالقوه بالاتر ربات‌های مشارکتی مجدد، ما دریافتیم که بازگشت سرمایه اغلب بسیار سریع است. در قانع‌کننده‌ترین مثال ما (معمولاً شامل قالب‌گیری تزریقی)، مشتریان گزارش می‌دهند. ROI سه ماهه.
مور گفت: «برای اکثر فرآیندهای تکرارپذیر، اتوماسیون سازگارتر و قابل اعتمادتر از انسان خواهد بود. "در حالی که اکثر کاربران cobot ROI را از طریق هزینه های نیروی کار و افزایش بهره وری اندازه گیری می کنند، بسیاری از تولید کنندگان نیز پس از نصب کوبات ها شاهد بهبود کیفیت هستند. این کار برای ارزیابی و بهبود سایر مناطق کارخانه آزاد می کند، سپس اتوماسیون اضافی ایجاد می کند و ضایعات را کاهش می دهد."
فن‌آوری‌های مشترک همچنین می‌توانند خطوط تولید را بهینه کنند و امکان چیدمان‌های هوشمندانه‌تر و کاربردی‌تر طبقه مغازه را فراهم کنند. ربات های مشارکتی می توانند به راحتی در خطوط مونتاژ موجود بدون پیکربندی مجدد قابل توجه پیاده سازی شوند.
فیتزجرالد از Rethink Robotics می گوید: «جای پایی کوچکتر است، زیرا شما به تمام حفاظ ها و موانع ایمنی که معمولاً با اتوماسیون ثابت مرتبط هستند، نیاز ندارید. برخلاف سلول‌های کار رباتیک سنتی، روبات‌های مشارکتی نیازی به برنامه‌ریزی گسترده ندارند.
فیتزجرالد گفت: «این به شما کمک می کند سریعتر به جلو حرکت کنید. اگر در مرحله برنامه ریزی چیزی را در نظر نگرفتید، می توانید آن را با انعطاف ربات جبران کنید.
روبات‌های مشارکتی مهندسان را قادر می‌سازند تا به سرعت و به راحتی اتوماسیون را در برنامه‌های مونتاژی که به سطوح بالایی از تعامل انسان و ماشین نیاز دارند، به کار گیرند. با این حال، مسائل امنیتی را نمی توان نادیده گرفت.
کوری رایان، مدیر رباتیک پزشکی آمریکای شمالی در KUKA Robotics می‌گوید: «تنها نقطه ضعف واقعی ربات‌های مشارکتی این است که بسیاری از مردم فکر می‌کنند که «ایمن» هستند.
رایان هشدار داد: واقعیت این است که ربات‌ها تنها بخشی از سیستم هستند و کل سیستم قبل از پیاده‌سازی نیاز به ارزیابی کامل ریسک دارد. به عنوان مثال، یک ربات مشارکتی با یک مته در انتها بدون سیستم ایمنی اضافی که بتواند مته را قبل از نزدیک شدن انسان متوقف کند، ذاتاً ناامن است.
Rick Brookshire، مدیر محصول گروه Epson Robotics افزود: «بسیاری از شرکت‌ها ربات‌های مشارکتی را با این فکر می‌خرند که می‌توانند اقدامات احتیاطی معمولی ایمنی را حذف کنند. با این حال، اگر ارزیابی ریسک درست باشد، به دلیل ماهیت کاربرد، ربات اغلب مجبور است از اقدامات حفاظتی سنتی مانند پرده های نور استفاده کند. ربات ایمن به معنای کاربرد ایمن نیست.
اد رونی، مدیر حساب ملی، یکپارچه‌ساز سیستم‌های مجاز در FANUC America Corp، می‌افزاید: «تصور نکنید که می‌توانید تمام محافظان و سایر اقدامات امنیتی را با یک کوبات حذف کنید.» یک تصور اشتباه رایج این است که ارزیابی ریسک برای برنامه های کاربردی، اما اینطور نیست.
رونی می گوید: «وقتی افراد در اتوماسیون کار می کنند، باید از خطراتی که ممکن است با آن مواجه شوند آگاه باشند. "به عنوان مثال، آیا قطعات تیز هستند یا دارای لبه های تیز هستند که می تواند خطر ایمنی ایجاد کند؟"
یکی از بحث‌های اصلی علیه روبات‌های مشارکتی این است که ماشین‌ها سرعت را فدای ایمنی می‌کنند. برای محدود کردن نیرو و حرکت، کوبات ها باید با سرعت کمتری نسبت به انواع دیگر روبات ها کار کنند.
وقتی صحبت از ربات های مشارکتی می شود، مهندسان باید برخی از محدودیت های عملکرد را در نظر بگیرند. در برخی موارد، ماشین‌های سنتی مانند ربات‌های دلتا، روبات‌های شش محوره یا روبات‌های SCARA به بهترین گزینه‌های اتوماسیون تبدیل خواهند شد.