Manipulator a robot przemysłowy – czym się różnią?

Osoby planujące automatyzację produkcji często używają pojęć manipulator i robot przemysłowy zamiennie. Na pierwszy rzut oka rzeczywiście oba urządzenia wykonują podobne zadania, a przede wszystkim zastępują człowieka przy powtarzalnych pracach. Jednak nie można mylić ich ze sobą. Dlaczego? 

Do czego służą manipulatory i roboty przemysłowe?

Dobrym przykładem jest sytuacja, z którą często spotykają się integratorzy automatyki. Producent elementów metalowych chce kupić robota do przenoszenia detali między dwiema maszynami. Po analizie okazuje się jednak, że detal zawsze znajduje się w tym samym miejscu, ma identyczny kształt i trafia dokładnie do tego samego stanowiska. W takim przypadku zaawansowany robot nie daje najlepszych korzyści – prostszy manipulator wykona zadanie równie skutecznie, a koszt wdrożenia będzie znacznie niższy. 

Kluczowe pytanie brzmi więc: manipulator a robot przemysłowy… co wybrać? 

Manipulator przemysłowy – co to? 

Manipulator przemysłowy służy do wykonywania określonych ruchów, żeby przemieścić, podać, odłożyć lub pozycjonować elementy. Pracuje według ustalonego schematu. Najczęściej manipulator wykonuje stale tę samą sekwencję ruchów:

• pobiera detal, 
• przenosi go, 
• odkłada w wyznaczonym miejscu, 
• wraca do pozycji początkowej. 

Nie analizuje otoczenia ani nie podejmuje decyzji podczas pracy. Jeżeli zmieni się położenie detalu lub przebieg procesu, trzeba ponownie dostosować go do konkretnych działań.  

Manipulatory są fantastyczne, jeśli chodzi o proces, który pozostaje niezmienny przez długi czas. Wykorzystasz je do obsługi pras, transportu detali, prostego załadunku obrabiarek czy odbioru gotowych produktów z linii produkcyjnych. 

Cena manipulatora przemysłowego

Cena manipulatora przemysłowego zależy od jego konstrukcji, udźwigu, zasięgu oraz rodzaju chwytaka. Podstawowe manipulatory kosztują około 8–20 tys. zł netto, natomiast manipulatory projektowane indywidualnie dla konkretnego procesu produkcyjnego najczęściej mieszczą się w przedziale 20–70 tys. zł netto. Droższe manipulatory balansowe oraz urządzenia o dużym udźwigu mogą kosztować 100–300 tys. zł netto lub więcej. Do ceny należy doliczyć również koszty integracji, montażu, chwytaka oraz uruchomienia stanowiska.

Czym różni się robot przemysłowy od manipulatora?

Manipulatory i roboty przemysłowe wykonują ruchy mechaniczne, ale to robot przemysłowy oferuje większe możliwości.

Najważniejszą różnicą jest programowalność. Robot można zaprogramować do realizacji wielu różnych zadań bez konieczności przebudowy jego konstrukcji. Zmiana programu często wystarcza, żeby wykonywał zupełnie inną operację.

Robot przemysłowy może również:

• realizować złożone sekwencje ruchów, 
• współpracować z czujnikami, 
• korzystać z systemów wizyjnych, 
• komunikować się z innymi urządzeniami na linii, 
• automatycznie reagować na zmieniające się warunki produkcji. 

Roboty są wykorzystywane przy spawaniu, montażu, paletyzacji, obsłudze maszyn CNC, klejeniu, szlifowaniu i kontroli jakości.

Weźmy za przykład producenta, który co kilka dni zmienia serię wyrobów. Każdy produkt ma inne wymiary i wymaga nieco innego sposobu chwytania. Manipulator musiałby zostać mechanicznie dostosowany do nowych warunków. Robot natomiast może jedynie przełączyć odpowiedni program i kontynuować pracę niemal bez przestojów.

Liczba osi i sterowanie – kluczowe kryterium różnicujące

Manipulator najczęściej ma ograniczoną liczbę stopni swobody. Rusza się według wcześniej zaprogramowanej trajektorii. Robot przemysłowy dysponuje większą liczbą osi – bardzo często sześcioma – dzięki czemu może swobodnie zmieniać orientację narzędzia i wykonywać ruchy praktycznie w całej przestrzeni roboczej.

Równie istotny jest kontroler robota. To on odpowiada za planowanie trajektorii,  synchronizację ruchów, komunikację z innymi urządzeniami, analizę sygnałów z czujników i wykonywanie wielu różnych programów. 

Kiedy wystarczy manipulator, a kiedy potrzebny jest robot?

Manipulator będzie dobrym wyborem, gdy proces jest niezmienny,  detale mają zawsze ten sam kształt, miejsce pobrania i odłożenia nie ulega zmianie, liczy się przede wszystkim szybkość oraz niski koszt inwestycji. 

Robot przemysłowy warto wybrać wtedy, kiedy produkcja obejmuje wiele wariantów produktów, stanowisko wymaga dużej precyzji, planowana jest dalsza automatyzacja zakładu, robot ma współpracować z systemami wizyjnymi lub innymi maszynami i linia jest często przezbrajana. 

Przykłady zastosowań obu rozwiązań w produkcji

Manipulator przemysłowy równa się solidna powtarzalność. Przykładowe aplikacje obejmują:

• podawanie elementów do obrabiarek, 
• odbiór detali z pras, 
• transport produktów pomiędzy stanowiskami, 
• odkładanie wyrobów na przenośniki, 
• proste operacje Pick & Place. 

Robot przemysłowy sprawdza się natomiast w bardziej wymagających procesach, takich jak:

• spawanie, 
• zrobotyzowany montaż, 
• paletyzacja wielu różnych produktów, 
• obsługa maszyn CNC, 
• klejenie i dozowanie, 
• kontrola jakości z wykorzystaniem kamer, 
• współpraca z autonomicznymi liniami produkcyjnymi. 

W niektórych zakładach oba rozwiązania często funkcjonują obok siebie.

Potrzebujesz pomocy z doborem robota lub manipulatora?

W ARM Solutions projektujemy i wdrażamy zarówno stanowiska zrobotyzowane, jak i rozwiązania z zakresu automatyzacji produkcji – dobieramy technologię do rzeczywistych potrzeb zakładu. Jeżeli zastanawiasz się, które rozwiązanie będzie najbardziej opłacalne dla Twojej firmy, skontaktuj się z naszymi specjalistami!

FAQ

1. Jaka jest główna różnica między manipulatorem a robotem przemysłowym?

Główna różnica między manipulatorem a robotem wynika ze sposobu sterowania i poziomu autonomii. Robot przemysłowy jest programowalnym urządzeniem zdolnym do wykonywania wielu różnych operacji, natomiast manipulator przemysłowy najczęściej realizuje jeden powtarzalny cykl pracy.

2. Roboty czy manipulatory – co lepiej sprawdzi się w produkcji?

To zależy od procesu technologicznego. Jeśli liczy się elastyczność i możliwość szybkiego przezbrajania stanowiska, lepszym wyborem będzie robot przemysłowy, natomiast przy prostych operacjach transportowych często wystarczy manipulator przemysłowy.

3. Czy manipulator przemysłowy jest sterowany przez operatora?

W wielu aplikacjach manipulator jest sterowany przez operatora lub pracuje według wcześniej ustalonego programu ruchu. Nie wykorzystuje jednak tak rozbudowanego oprogramowania ani algorytmów sterowania jak roboty przemysłowe.

4. Czy robot przemysłowy można programować do różnych zadań?

Tak. Robot przemysłowy to programowalne urządzenie, które można dostosować do wielu procesów, takich jak spawanie, paletyzacja, montaż czy obsługa maszyn obróbczych. W większości przypadków wystarczy zmienić program, bez przebudowy całego stanowiska.

5. Czy roboty współpracujące zastąpią manipulatory?

Nie zawsze. Roboty współpracujące świetnie sprawdzają się tam, gdzie ważna jest współpraca z człowiekiem, jednak przy prostych operacjach podnoszenia lub przenoszenia ładunków klasyczny manipulator przemysłowy może być rozwiązaniem bardziej ekonomicznym.

6. Czy manipulator przemysłowy może pracować z systemem PLC?

Tak, nowoczesny manipulator przemysłowy może być zintegrowany ze sterownikiem PLC, czujnikami oraz innymi elementami linii produkcyjnej. Nadal jednak jego możliwości programowania są mniejsze niż w przypadku robota przemysłowego.

7. Czy robot przemysłowy zawsze ma sześć osi?

Nie. Choć najpopularniejsze są roboty sześcioosiowe, dostępne są również konstrukcje typu SCARA, roboty kartezjańskie czy Delta. Dobór liczby osi zależy od procesu, wymaganego zasięgu i siły oraz rodzaju wykonywanej operacji.

8. Czy optymalne jest połączenie obu technologii?

Bardzo często tak. W wielu zakładach optymalne jest połączenie obu technologii, ponieważ manipulator odpowiada za transport i podawanie detali, a robot przemysłowy wykonuje bardziej precyzyjne operacje produkcyjne. Takie rozwiązanie zwiększa wydajność i ułatwia robotyzację procesów.

9. Czy robot przemysłowy i manipulator mogą współpracować na jednym stanowisku?

Tak. Robot przemysłowy i manipulator bardzo często pracują razem na jednej linii produkcyjnej. Manipulator przygotowuje lub podaje ładunek, a robot realizuje kolejne etapy procesu wymagające większej precyzji i elastyczności.

10. Czy manipulator to dwie odmienne filozofie automatyzacji w porównaniu z robotem?

Można tak powiedzieć. Manipulator to dwie odmienne filozofie automatyzacji w porównaniu z robotem przemysłowym – pierwsza stawia na prostotę i powtarzalność, druga na programowalność, elastyczność oraz możliwość integracji z zaawansowanymi systemami automatyki i robotyki.