Akıllı fabrika geliştirmek amacıyla bir strateji planlıyorsanız benimsenecek en iyi robot çözümlerine nasıl karar verirsiniz?

Akıllı Fabrika İçin En İyi Robotu Bulma

Akıllı fabrika geliştirmek amacıyla bir strateji planlıyorsanız benimsenecek en iyi robot çözümlerine nasıl karar verirsiniz? Endüstriyel robot mu yoksa kolaboratif robot (cobot) mu? Otonom mobil robot (AMR) teknolojisi mi, yoksa sabit bir seçici uyumlu montaj robot kolu (SCARA) mu? Şirketinizin özel ihtiyaçları için ideal çözümü bulmak kolay değildir. Robot seçimine ve sonuç olarak gelecekteki başarıya rehberlik etmek için gereksinimlerin yer aldığı gelişmiş bir katalog gerekir.

Yeni üretim gereklilikleri, artan otomasyon, yenilikçilik çabaları ve küresel pazarlar, son beş yıl içinde dünya çapında kullanılan endüstriyel robot sayısında görülen %85'lik artışa katkıda bulundu. Bu, World Robotics 2020 Endüstriyel Robotlar Raporu'nda varılan sonuç. Koronavirüs salgınının dünya çapında tahmini robot satışlarını etkilemesine rağmen gerçek satış rakamları halen yüksek.

Raporda belirtilen bir diğer eğilim de robotların daha geniş çaplı kullanımı. Çalışanların iş yükünü azaltmak, verimliliği ve güvenliği artırmak ve süreçleri iyileştirmek isteyen birçok CEO'nun gündeminde çalışanlar ve makineler (veya robotlar) arasındaki iş birliği ön planda yer alıyor. Bu eğilimin bir parçası olarak, birçok şirket "ihtiyaçlarımızı karşılamak için hangi sistemi seçmeliyiz" sorusunu soruyor.

Farklı robot ve kinematik çözümleri

Robotlar; teknolojiye, tipe, yapıya ve uygulama alanına göre farklılıklar gösterebilir. Sabit robotlardan, birçok fabrikada raylı sistemlerin yerini alan AMR'lere kadar uzanırlar. Ayrıca popüler cobotların yanı sıra standart endüstriyel robotlar da bulunur. Cobotlar, kasalardan mal çıkarırken veya kasaları yeniden doldururken çalışanlara somut destek sağlayan uygulamalarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. Klasik endüstriyel robotlar genellikle insan gücüyle etkileşim kurmak yerine bağımsız olarak çalışır. Kinematik yapı tipleri arasında Kartezyen, SCARA, mafsallı kol ve delta/paralel olmak üzere dört ana kategori yer alır. Bir şirketin yapacağı seçim, büyük ölçüde konuma ve senaryoya bağlı olacaktır.

Kartezyen kinematiği, tek eksenli serbestlik derecesinden birden fazla hareket eksenine kadar her şeyi içerdiğinden yüksek ölçüde yapılandırılabilir bir yaklaşımdır. Kartezyen robotlar; vidalı mil mekanizması veya kayışla çalışan bir sistem kullanan optimize edilmiş birçok sürücüye sahiptir. Küçük parçaların montajının yanı sıra, üretim salonlarında tavan altında bulunan asma vinçlerde olduğu gibi çok uzun parçaların taşınması için de kullanılabilirler.

Buna karşın SCARA robotları "yatay mafsallı kol" özellikli robotlardır. Silindirik bir çalışma alanına sahip olup Kartezyen ve mafsallı kol özellikli robotlardan çok daha hızlı çalışırlar. SCARA'lar Pick & Place uygulamalarının yanı sıra montaj, paketleme veya malzeme taşıma gibi düşük yük kapasitesine sahip diğer taşıma işlemleri için de uygundur.

Delta veya paralel robotların silindirik bir çalışma alanı vardır. Bu robotlar, genellikle ürünlerin Pick & Place süreci sırasında aynı yüzeyde kaldığı uygulamalarda destek sağlar. Az bakım gerektiren paralel robot, erişimi en üst düzeye çıkaran ve üretim alanını azaltan bir tavana montaj çözümüdür. Özellikle yüksek hızlı uygulamalar ve hafif ürünler için uygundur.

Robot seçimi

Aralık, yük kapasitesi, hareket gereksinimleri, esnek genişletilebilirlik ve yapay zeka (AI) ya da görüntü işleme gibi diğer teknolojilerle etkileşim gibi parametreler; konuma, üretim odağına ve bireysel ihtiyaçlara göre uygun robot seçiminde rol oynayabilir. Bu nedenle, seçim yapmadan önce süreç gereksinimlerinizi her zaman tam olarak tanımlamanız gerekir. Bir robot çözümünde ihtiyaç duyduğunuz performansı ve fonksiyonları ancak bundan sonra belirleyebilirsiniz.

Hangi ürünlerin ne şekilde üretilmesi veya işlenmesi gerekir? Robot hangi hareketleri yapabilmelidir? Hangi mesafelere uzanabilmelidir? Görevler sık sık değişmekte midir? Tesiste görevli uzmanlar var mıdır veya robotu bir makine operatörü mü kontrol etmelidir? Yalnızca bir Pick & Place uygulamasının basit hareketi değil, aynı zamanda robot ile kinematikleri arasındaki mevcut etkileşimler ve hücre içinde hareket edebilecek diğer parçalar da önemlidir.

Ancak parça üretim türünü ve iş hacmini de göz önünde bulundurmanız gerekir. Bir robotun tekrarlanabilirliği, robotun aynı konumdan istenen konuma dönme yeteneğini (bir kez öğrendikten sonra) gösterir. Hassasiyet, kesin bir konum belirlemek ve robotu tam olarak bu noktaya taşımakla ilgilidir. Son olarak, robot otomasyonunun verimliliğini artırma açısından gittikçe önemli hale gelen görüntü işleme konusu da göz önünde bulundurulmalıdır.

Görüntü işleme, sistemin görüntüler çekmesini, ilgili parçaların yerleşimini ve yönünü hesaplamasını sağlar ve robottan kameraya dönüştürme yoluyla robotu parçalara yönlendirir. Görüntü işleme sistemleri, parçaların sabitlenmesi gerekmediğinden esnekliği artırır ve maliyetleri azaltır. Robot sistemine entegre edilen bir görsel denetim çözümü ayrıca işleme sürecinde parçaların aynı anda denetlenmesine olanak tanıyarak döngü sürelerini kısaltır ve iş hacmini artırır.

Kalıcı olarak monte edilmiş bir sistem mi, yoksa esnek bir cobot mu?

Birçok şirketin şu anda sorduğu bir soru, özel ihtiyaçlarını bir cobotun karşılayıp karşılayamayacağıdır. Bu sorunun yanıtı duruma bağlıdır. Sabit şekilde monte edilen robotlar yüksek hız, hassasiyet, yeniden programlanabilirlik, güvenlik ve yüksek performans teknolojisinin avantajlarından yararlanmaktadır. Bu tür sistemlerle esnek üretim hatları da elde edilebilir ancak robotların yeniden programlanması için uzmanlara ihtiyaç duyulur. Ayrıca önemli ölçüde daha fazla alan kullanımı gerekir.

Buna karşın, cobotların kullanımı daha kolaydır. Yüksek çeşitliliğe sahip düşük hacimli senaryolar için ideal iş ortağı olabilirler. Entegre güvenlik sunar, çalışanlarla iş birliği yapabilir, daha esnek ve mobil olabilirler. Ayrıca bu makinelerin programlanması çok daha kolay ve yazılımlarının anlaşılması da daha sezgisel olduğundan, normal makine operatörleri bile yeni bir uygulamayı hayata geçirebilir ve genellikle harici uzmanlara gerek duyulmaz. Cobotlar mobil robotlara da monte edilebilir.

Peki hangi uygulamalar için hangi teknoloji en iyisidir? Kısa üretim döngülerine ve sürelerine sahip şirketler, klasik montajlı robotlar daha hızlı çalıştıkları için bunları daha uygun bulabilirler. Cobotlar, özellikle doğrudan insanlarla birlikte çalışırken çok daha yavaştır. Ancak güvenlik açısından, standart robotların insan gücünden korunması gerekirken (iş birliğine dayalı), cobotlar ise insanlara daha yakın şekilde çalışabilmektedir (kolaboratif). Uygulamaya bağlı olarak iş birliği modu ve güvenlik modu bulunur.

Klasik endüstriyel robotlar ve cobotlar arasında yapılan seçimi destekleyebilecek bir diğer özellik de bağlantı özelliğidir. Makine kontrolörlerine kolayca bağlanabilen OMRON cihazları, çeşitli kamera seçeneklerine sahip entegre görsel denetim teknolojisiyle donatılmıştır. Hem sabit hem de kolaboratif OMRON TM teknolojileri, çeşitli arayüzleri ve IEC 61131-3 programlamasını da destekler. Böylece kontrolör aracılığıyla tüm makine bilgilerine erişilebilir. Cobotun ayrıca daha fazla esneklik sağlamak için üçüncü taraf teknolojilerle arayüz bağlantısı da kurabilmesi gerekir. Çeşitli tutucu modülleri, kamera teknolojileri ve eklentiler gibi özellikler olasılıkları artırır.

Dikkate alınması gereken bir diğer önemli nokta da yatırım getirisidir (ROI). Sabit ve daha kompleks olan robotlar genellikle eğitimler ve harici uzmanlık gerektirirken, OMRON TM serisi gibi bir cobot daha basit online eğitimler ve hızlı başlangıçlar sağlar. Cobotlar kullanıcıları tarafından yönetilirken, klasik sistemlerin özel robot uzmanları tarafından yönetilmesi gerekir. Sabit çözümler genellikle daha kapsamlı görevler ve koruma (hafif çitler veya kafesler gibi) için ek donanımlar gerektirirken, cobotlar genellikle daha kolay ve daha az masraflı şekilde genişletilebilir. Bunlarda daha kısa bir ROI süresi avantajı vardır.

Sonuç

Özetle, klasik endüstriyel robotlar yüksek hızlı, yüksek hassasiyetli montaj alanında birçok uygulama için daha uygundur. Diğer yandan, cobotlar paletleme, makine bakımı ve malzeme taşıma açısından daha iyidir. Diğer uygulamalar arasında makine yükleme, sipariş toplama, paketleme ve test işlemleri yer alır. Cobotlar ayrıca mobil cihazlarla (OMRON'un LD serisi gibi) birlikte kullanıldığında çok daha esnek ve çok yönlüdür. Şu anda bu cihazlar, dezenfeksiyon odaları için özel UV ışık eklentileri gibi özelliklerle sunulmaktadır. Cobotlar, yazılım araçlarının yanı sıra görüntü işleme, konum belirleme ve depolama sistemlerine entegrasyon gibi entegre sensör fonksiyonları sayesinde esnekliğin hızdan daha önemli olduğu uygulamalar için robot pazarındaki bir boşluğu doldurmaktadır.

Ancak her uygulama için uygun olan tek bir teknoloji yoktur. Bu nedenle, modern ve akıllı bir fabrikada gerçekleştirilen her başarılı robot projesi için detaylı bir gereksinim kataloğu ve sabit proje hedefleri hayati önem taşır. Bu bağlamda, yapay zeka kullanımı da giderek daha önemli hale gelmektedir. Makine düzeyinde (uç noktada) yapay zeka, gerçek zamanlı uygulamalar için çok önemlidir. Üretim hatları ve cihazlar gerçek zamanlı sensörlerle izlenir ve anormalliklerin hızlı bir şekilde tespit edilmesi amacıyla veriler yüksek hızda toplanır ve işlenir.

Bu nedenle, gelecekteki zorlukların üstesinden başarıyla gelmek isteyen şirketlerin, ihtiyaçlarını en iyi şekilde karşılayacak robot iş ortağını değerlendirmeye başlamaları gerekir. Bunun mobil veya sabit olması, monte edilmiş veya esnek olması tamamen uygulama türüne bağlıdır.

OMRON'un robotik çözümleri hakkında daha fazla bilgi için industrial.omron.com.tr adresini ziyaret edebilirsiniz.