Высокие статистические технологии

Вкалывают коботы: что такое коллаборативные роботы и зачем они нужны

О разработках компании «РОБОПРО», их преимуществах и сферах применения

Мировой рынок робототехники продолжает стремительно расти, а одним из его наиболее динамичных сегментов становятся коллаборативные роботы, или коботы. В отличие от традиционных промышленных роботов, они рассчитаны на совместную работу с человеком и способны брать на себя монотонные, тяжелые и повторяющиеся операции.
В России серийное производство коботов развивает компания «РОБОПРО», технологический партнер Госкорпорации Ростех. Предприятие выпускает до 550 роботов в год, а к 2030 году планирует увеличить объем производства до 6000 машин. Уровень локализации в них достигает порядка 75% и будет расти. Коботы DOKA уже применяются на реальных производствах — от приборостроения и мебельной промышленности до тяжелого машиностроения.

Робот в напарники
Промышленные роботы давно стали привычной частью производства. Они сваривают кузова автомобилей, перемещают тяжелые детали, обслуживают станки и выполняют другие операции, где человеку приходится работать с большой нагрузкой, высокой точностью или в монотонном ритме. Однако у классического промышленного робота есть существенное ограничение: из-за высокой скорости и мощности его рабочую зону, как правило, необходимо отделять от человека защитным ограждением.
Коботы, или коллаборативные роботы, предполагают иную модель взаимодействия. Их ключевая особенность заложена уже в конструкции: кобот рассчитан на совместную работу с человеком в одном рабочем пространстве. Для этого он оснащается комплексом безопасности, который контролирует движение, скорость и усилие и мгновенно останавливает робота в опасной ситуации.
При этом кобот остается разновидностью промышленных роботов. Он способен работать самостоятельно, выполнять запрограммированные операции и использоваться там, где присутствие человека не требуется. Однако ключевое отличие коллаборативного робота — возможность выстраивать гибкое взаимодействие с человеком, где последний выступает не просто вспомогательным звеном, а полноценным оператором и управляющим процесса. В такой связке человек и машина могут разделять одну производственную операцию: например, сотрудник контролирует ход работ, принимает решения в нестандартных ситуациях, настраивает оборудование, а кобот берет на себя повторяющиеся или физически сложные действия — подачу, обработку, перемещение деталей.

Владимир Путин на выставке «Россия» на ВДНХ в 2023 году осматривает кобот РОБОПРО серии RC10. Фото: пресс-служба ВДНХ
Есть у коботов и другое преимущество — гибкость. Многие модели отличаются компактностью и относительно небольшим весом, поэтому их можно перемещать между производственными участками без масштабной перестройки или остановки цеха. Один и тот же робот способен выполнять разные задачи: сваривать, наносить покрытия, загружать и выгружать станки или контролировать качество работ с помощью технического зрения. Для смены операции достаточно установить другой рабочий инструмент и изменить программу. Такой подход особенно востребован там, где производство нельзя полностью автоматизировать или выпускается широкая номенклатура продукции в условиях мелкосерийного производства.
История коботов началась в 1990-е годы. В 1995 году инженеры Северо-Западного университета (США) и специалисты General Motors начали работу над «интеллектуальным устройством-ассистентом», которое должно было облегчить труд рабочих на автомобильном производстве. В 1999 году Эд Колгейт и Майкл Пэшкин запатентовали устройство, получившее название «кобот». Впоследствии концепция получила развитие, и в 2008 году начался серийный выпуск датского кобота UR5, ставшего одной из наиболее популярных моделей коллаборативных роботов.
В России технологии коллаборативной робототехники также переходят от отдельных экспериментов к серийному производству и реальным промышленным задачам. Сегодня коботы применяются в самых разных отраслях — от приборостроения, электроники и мебельного производства до автомобилестроения и тяжелого машиностроения и, по оценкам разработчиков, могут решать до 95% рутинных задач. Один из успешных примеров — отечественные коботы DOKA, которые разрабатывает и серийно производит технологический партнер Госкорпорации Ростех — компания «РОБОПРО».

DOKA в роботизации
В отличие от решений, построенных преимущественно на импортной компонентной базе, коботы DOKA создаются с использованием собственных разработок компании. В России производятся ключевые элементы этих роботов, включая бесколлекторные двигатели, сервомоторы, электронные модули, контроллеры и программное обеспечение.
Сегодня в линейку DOKA входят шестиосевые коботы серии RC грузоподъемностью от 3 до 33 кг и рабочим радиусом до 1750 мм. Они рассчитаны на выполнение рутинных, тяжелых и повторяющихся операций, при этом могут безопасно работать рядом с человеком. Кобота DOKA можно внедрить на существующем производственном участке без масштабного изменения инфраструктуры.

Визуализация: компания «РОБОПРО»
Одна из последних моделей линейки, DOKA RC30, рассчитана на максимальную грузоподъемность до 33 кг, что позволяет автоматизировать достаточно тяжелые операции. Радиус рабочей зоны составляет 1300 мм, повторяемость позиционирования достигает ±0,05 мм. При массе 70 кг робот сочетает способность работать с тяжелыми заготовками с точностью, необходимой для промышленных операций.
Важная часть роботов DOKA — собственное программное обеспечение. Графический интерфейс «Пульс» позволяет создавать, редактировать и запускать программы автоматизации без сложного программирования. Это упрощает настройку робота под конкретную производственную задачу и позволяет быстрее переводить его с одной операции на другую.
По оценке разработчиков, внедрение DOKA может увеличить производительность отдельных участков на 30–50%, а благодаря упрощенной интеграции срок окупаемости проектов составляет от полутора лет.

Коботы идут на завод
Коллаборативные роботы особенно востребованы там, где полная автоматизация производства экономически нецелесообразна или требует масштабной перестройки. Кобота можно встроить в уже существующий процесс, а при необходимости переместить на другой участок.
Один из примеров такого подхода — мобильный сварочный комплекс на базе DOKA RC5 для предприятия «Тяжмехпресс», где производят тяжелое кузнечно-прессовое оборудование. Компактные размеры кобота, его небольшая масса и магнитное крепление позволяют перемещать устройство к месту работы и устанавливать на разных плоскостях. Кобот-сварщик обеспечивает ровные швы на стальных заготовках толщиной от 30 до 60 мм, выполняя прямые и кольцевые сварные соединения, а также швы с разделкой кромок.
На другом производстве по обработке металла кобот DOKA загружает заготовки в листогибочный пресс и извлекает готовые детали. Роботизация позволяет минимизировать участие человека в потенциально опасной операции. Оборудование можно адаптировать под изделия различной геометрии и сложности.

Визуализация: компания «РОБОПРО»
Коботы применяются и для задач, где особенно важны точность и стабильность процесса. На предприятии Объединенной приборостроительной корпорации Ростеха специалисты компании «РОБОПРО» создали комплекс автоматизированного лужения. Робот наносит на детали оловянное покрытие, а система технического зрения сразу проверяет качество обработки. В результате контроль качества происходит непосредственно во время производства, а влияние человеческого фактора снижается. Внедрение комплекса также позволило повысить производительность и снизить операционные затраты.
Еще один вариант использования роботов DOKA продемонстрировала компания «ДиКом» — производитель мебели для оснащения производств. Кобот загружает заготовки в токарный станок и извлекает готовые детали, а автоматизированная платформа обеспечивает запас материала. После внедрения комплекса производительность операции выросла на 20%.
На Борисовском заводе пластмассовых изделий кобота разместили непосредственно в рабочей зоне экструзионно-выдувной машины на производстве пластиковой тары. Наладка оборудования заняла всего три дня, производительность операции увеличилась на 20%, а срок окупаемости проекта составил менее года.

Коллаборация для науки и учебы
При этом возможности коботов выходят за пределы промышленности — крайне интересно их применение в научных и образовательных процессах.
Например, совместно с Университетом науки и технологий МИСИС компания «РОБОПРО» разработала роботизированный комплекс для нанесения биоматериала. Материал содержит коллаген и клетки человека и наносится непосредственно на поврежденные участки тела. Комплекс состоит из роботизированной руки, системы биопечати и компьютерного зрения. После сканирования поврежденной области для робота формируется траектория нанесения материала непосредственно в рану. Главная цель робототехнического комплекса — помочь хирургу в ходе физически тяжелой и долгой операции. В 2023 году с помощью кобота «РОБОПРО» в Главном военном клиническом госпитале имени Н.Н. Бурденко провели первую в мире операцию с биопечатью непосредственно на пациенте.

Фото: СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
И, конечно, для освоения новой технологии нужны новые специалисты. С 2025 года работе с коботами обучают в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ». Там в рамках федеральной программы «Передовые инженерные школы» открылся первый в России учебный центр коллаборативной робототехники, оснащенный коботами «РОБОПРО». Студенты вуза учатся разрабатывать алгоритмы автоматизированного выполнения различных производственных задач, программировать роботов и отрабатывать операции по сборке и перемещению объектов. На базе центра планируется ежегодно обучать более 100 специалистов, проводить программы допобразования и повышения квалификации.

https://rostec.ru/media/news/vkalyvayut ... uzhny/#end