Robot współpracujący duAro2 opracowany przez firmę Kawasaki to przykład nowoczesnej automatyzacji, która łączy wysoką precyzję, bezpieczeństwo pracy z człowiekiem oraz relatywnie prostą integrację. Zaprojektowany jako kompaktowy system dwuramienny umieszczony na mobilnej podstawie, idealnie wpisuje się w potrzeby przemysłu elektronicznego, gdzie kluczowe są: delikatna manipulacja komponentami, powtarzalność, elastyczność przebudowy stanowiska oraz ograniczona przestrzeń robocza. Jego konstrukcja z dwoma niezależnymi ramionami przypominającymi ludzkie kończyny górne pozwala na przejęcie wielu zadań operatorów, ale bez konieczności rozbudowy linii czy kosztownego ogrodzenia stanowiska, co otwiera drogę do automatyzacji nawet w małych i średnich zakładach.
Charakterystyka robota duAro2 i dane techniczne
duAro2 jest następcą i rozwinięciem pierwszej generacji robota duAro firmy Kawasaki Robotics. Główna idea pozostała niezmienna: kompaktowy, dwuramienny robot współpracujący (cobot) do pracy w bezpośrednim sąsiedztwie człowieka. Różnice kryją się w rozszerzonym zasięgu, zwiększonym udźwigu, poprawionej ergonomii i większej elastyczności konfiguracji.
Podstawą całego systemu jest smukła, pionowa kolumna zintegrowana z napędami oraz elektroniką sterującą, osadzona na mobilnej platformie na kółkach. Na górnej części kolumny zamocowany jest segment z dwoma ramionami robota – lewym i prawym – które mogą pracować symetrycznie, niezależnie lub współbieżnie nad tym samym zadaniem. Taka konstrukcja przypomina stanowisko operatora siedzącego lub stojącego przy stole montażowym, który korzysta z obu rąk, by sprawnie kompletnie wykonywać dany proces. W wielu zastosowaniach duAro2 zastępuje więc jedno pełne stanowisko manualne.
Do kluczowych parametrów technicznych modelu duAro2 należą:
- Konfiguracja: robot dwuramienny o kompaktowej konstrukcji współpracującej.
- Liczba osi: najczęściej 7 osi na ramię (w zależności od konkretnej konfiguracji), co daje szeroką swobodę ruchu i pozwala na pracę w ograniczonej przestrzeni.
- Zasięg ramion: większy niż w pierwszej generacji duAro; w przybliżeniu rzędu kilkuset milimetrów na każde ramię, co umożliwia obsługę stosunkowo szerokiego pola roboczego przypominającego blat roboczy.
- Udźwig: wyższy niż w modelu bazowym duAro, co pozwala na manipulację nie tylko drobnymi komponentami elektronicznymi, ale również większymi podzespołami, opakowaniami czy narzędziami pomocniczymi.
- Powtarzalność pozycjonowania: na poziomie typowym dla robotów przemysłowych, umożliwiając wykonywanie precyzyjnych zadań montażowych i testowych.
- Napędy: serwonapędy elektryczne z kontrolą momentu zapewniają płynność ruchu i bezpieczeństwo współpracy.
- Interfejsy: możliwość integracji z systemami wizyjnymi, czujnikami siły, zewnętrznymi sterownikami PLC, liniami produkcyjnymi oraz systemami IT (MES, ERP).
- Sterowanie: kontroler Kawasaki serii dedykowanej dla duAro, obsługujący programowanie za pomocą języka AS, panelu operatorskiego, a w niektórych konfiguracjach również metod quasi-graficznych.
- Zasilanie: typowe dla środowisk przemysłowych (np. 200–240 V AC, w zależności od rynku i konfiguracji), przystosowane do pracy ciągłej.
Ważnym elementem projektowym jest sama geometria ramion. Zostały one zaprojektowane z myślą o pracy na płaszczyźnie przed robotem, którą można porównać do pola roboczego biurka. Obszar ten idealnie odpowiada typowej strefie montażu ręcznego w przemyśle elektronicznym, co ułatwia konwersję istniejących stanowisk manualnych na zautomatyzowane bez dużych zmian w layoucie linii.
W konstrukcji duAro2 zwraca uwagę również integracja okablowania i przewodów wewnątrz ramion. Minimalizuje to ryzyko zahaczeń, poprawia ergonomię oraz ułatwia utrzymanie ruchu. Ponadto, producent oferuje szeroką gamę kompatybilnych chwytaków i narzędzi – od prostych chwytaków mechanicznych, poprzez chwytaki próżniowe, aż po specjalne narzędzia projektowane dla aplikacji w przemyśle elektronicznym, takich jak manipulacja płytkami PCB, modułami wyświetlaczy czy delikatnych elementów z tworzywa.
Jedną z najważniejszych cech duAro2 jest jego zdolność do pracy w trybie współpracy z człowiekiem. Oznacza to, że zastosowano w nim zestaw rozwiązań bezpieczeństwa, takich jak ograniczenie maksymalnych prędkości, kontrola momentu w osiach, zaokrąglone krawędzie, redukcja mas wirujących oraz funkcje bezpiecznego zatrzymania przy kontakcie z przeszkodą. Dzięki temu często nie ma potrzeby instalowania pełnych wygrodzeń, co znacznie redukuje koszty wdrożenia.
Zastosowania duAro2 w przemyśle elektronicznym i innych branżach
Choć robot duAro2 kojarzony jest głównie z branżą elektroniczną, jego konstrukcja i parametry pozwalają na zastosowanie w wielu sektorach gospodarki. Szczególnie dobrze odnajduje się tam, gdzie dominują zadania montażowe, manipulacja małymi i średnimi częściami, obsługa maszyn oraz operacje pakowania i testowania.
Przemysł elektroniczny
W sektorze elektronicznym duAro2 wykorzystuje się przede wszystkim w procesach montażu urządzeń konsumenckich oraz komponentów dla elektroniki przemysłowej. Typowe zadania to:
- Montaż modułów elektronicznych: robot może pobierać płytki PCB, umieszczać je w dedykowanych fixtureach, dokonywać wstępnego montażu mechanicznego (np. przykręcanie śrub, zatrzaskiwanie obudów) oraz przekazywać je do kolejnych stacji linii SMT lub THT.
- Manipulacja elementami SMD i THT: choć precyzyjny montaż komponentów SMD na płytkach zwykle realizują wyspecjalizowane maszyny, duAro2 może realizować zadania wspomagające, takie jak załadunek płytek, obsługa magazynów komponentów, segregacja modułów czy prace kontrolne.
- Składanie urządzeń końcowych: smartfony, tablety, routery, urządzenia IoT czy elektronikę użytkową często montuje się z wielu podzespołów. Dwa ramiona duAro2 mogą równocześnie podawać części, ustawiać je względem siebie i zamykać obudowy, co moderuje cykl taktu linii.
- Testy funkcjonalne: robot może umieszczać gotowe moduły w przyrządach testowych, obsługiwać przyciski testowe, złącza oraz czytniki kodów. W połączeniu z systemem wizyjnym dokonuje prostych inspekcji wizualnych, np. obecności etykiet, złączy, śrub czy elementów mechanicznych.
- Pakowanie wyrobów: po pomyślnym teście końcowym duAro2 może umieszczać produkty w opakowaniach jednostkowych, dodawać instrukcje, akcesoria oraz etykiety, a następnie umieszczać pudełka w kartonach zbiorczych.
Dwuramienna konstrukcja robota szczególnie dobrze sprawdza się przy zadaniach, które do tej pory były trudne do zautomatyzowania z pomocą pojedynczego ramienia. Przykładowo, jedną ręką robot przytrzymuje obudowę urządzenia, a drugą montuje płytkę lub wkręca śruby. Podobnie jak człowiek, może jednocześnie manipulować dwoma różnymi komponentami, co pozwala skrócić czas cyklu oraz upraszcza fixture’y i przyrządy, ponieważ część funkcji pozycjonowania wykonuje sam robot.
W przemyśle elektronicznym niezwykle istotna jest też delikatność operacji. Komponenty, takie jak złącza, cienkie taśmy FFC, moduły wyświetlaczy czy baterie, wymagają kontrolowanej siły docisku. duAro2, dzięki możliwości kontroli momentu, jest w stanie nastawić odpowiednie limity siły, by zapobiec uszkodzeniom elementów, a jednocześnie zapewnić odpowiednie dociśnięcie i zatrzask złączy. W połączeniu z czujnikami siły i momentu robot może wykrywać nieprawidłowe włożenie komponentu, co zwiększa jakość i redukuje liczbę reklamacji.
Automotive i elektronika samochodowa
W branży automotive coraz większą część składową pojazdów stanowi elektronika: moduły sterujące, systemy infotainment, kamery, radary oraz sensory. duAro2 znajduje tu zastosowanie głównie przy:
- Montażu modułów ECU (Electronic Control Unit),
- Składaniu paneli sterowania i wyświetlaczy dla wnętrza pojazdu,
- Obsłudze przyrządów testowych dla komponentów elektronicznych,
- Pakowaniu modułów do bezpiecznego transportu na linie montażu końcowego pojazdu.
Z względu na wysokie wymagania jakościowe w automotive, możliwość integracji z systemami testów funkcjonalnych oraz traceability jest jednym z istotnych atutów duAro2. Robot może współpracować z systemami śledzenia numerów seryjnych, odczytywać kody 2D, a dane z jego pracy można zapisywać w systemach nadrzędnych, co ułatwia audyty jakości i analizy przyczyn ewentualnych usterek.
Przemysł AGD, urządzeń biurowych i elektroniki użytkowej
W produkcji sprzętu AGD, drukarek, skanerów, zestawów audio czy akcesoriów komputerowych duAro2 pełni często rolę elastycznego stanowiska montażowego. Może on zostać szybko przeprogramowany do obsługi nowego modelu produktu lub wariantu wyposażenia, co jest niezwykle ważne przy częstych zmianach asortymentu. Można go wykorzystać m.in. do:
- Montażu paneli frontowych i przycisków,
- Umieszczania modułów elektronicznych w obudowach,
- Wkręcania śrub i zaczepiania zatrzasków,
- Pakowania i etykietowania wyrobów gotowych.
Ze względu na fakt, że robot zajmuje niewiele miejsca i można go ustawić bezpośrednio przy istniejących liniach montażowych, często wykorzystywany jest jako wsparcie dla operatorów przy najbardziej żmudnych lub powtarzalnych zadaniach. W ten sposób poprawia ergonomię pracy ludzi i redukuje ryzyko urazów wynikających z monotonnych ruchów.
Logistyka wewnętrzna, e-commerce i pakowanie
Choć duAro2 nie jest typowym robotem magazynowym, w wielu zakładach wykorzystuje się go do szeroko rozumianych zadań logistycznych w obszarze produkcji i konfekcjonowania. Potrafi on:
- Kompletować zestawy części do zleceń produkcyjnych (kitting),
- Pakować produkty w opakowania zbiorcze,
- Etykietować i skanować produkty,
- Obsługiwać proste maszyny pakujące.
W sektorze e-commerce, gdzie istotne są szybkość i elastyczność, duAro2 może realizować zadania związane z pakowaniem zestawów promocyjnych, przygotowywaniem paczek do wysyłki czy obsługą stanowisk sortujących. Jego dwuramienna konstrukcja pozwala na równoczesne pobieranie opakowań i produktów, co zwiększa wydajność.
Inne branże i zastosowania specjalne
Lista możliwych zastosowań duAro2 nie kończy się na branży elektronicznej i pokrewnych. Znajduje on zastosowanie również w:
- Przemyśle medycznym i farmaceutycznym – do montażu elementów plastikowych, obsługi urządzeń laboratoryjnych, pakowania zestawów jednorazowych;
- Produkcji wyrobów precyzyjnych – zegarki, instrumenty pomiarowe, drobne elementy mechaniczne, gdzie kluczowa jest precyzja i delikatność;
- Edukacji i badaniach – uczelnie techniczne, instytuty badawcze oraz ośrodki R&D wykorzystują go jako platformę badawczą do testowania nowych algorytmów sterowania, integracji systemów wizyjnych i rozwiązań z zakresu sztucznej inteligencji;
- Firmach integratorskich – jako demonstrator możliwości automatyzacji w przestrzeniach wystawienniczych, showroomach oraz podczas targów branżowych.
Dzięki modularnej konstrukcji, wielu typom chwytaków i łatwej rekonfiguracji, duAro2 może być adaptowany do zmiany procesów produkcyjnych znacznie szybciej niż klasyczne roboty przemysłowe, które często wymagają przebudowy całego stanowiska.
Producent, znaczenie gospodarcze i szerszy kontekst stosowania duAro2
Za konstrukcją duAro2 stoi japoński koncern Kawasaki Heavy Industries, a dokładniej jego dział Kawasaki Robotics. Jest to jeden z pionierów robotyki przemysłowej – firma produkuje roboty już od końca lat 60. XX wieku. Wieloletnie doświadczenie w sektorze automotive, spawalnictwie, lakierowaniu i manipulacji ciężkimi ładunkami zostało przeniesione na obszar robotów współpracujących, czego efektem jest linia duAro.
Wprowadzenie tego modelu na rynek było odpowiedzią na kilka kluczowych trendów gospodarczych:
- Starzenie się społeczeństwa, szczególnie wyraźne w Japonii i części krajów europejskich, skutkujące niedoborem pracowników w fabrykach.
- Rosnące koszty pracy, które skłaniają przedsiębiorstwa do automatyzacji nawet tych procesów, które dotychczas były pozostawione operatorom ze względu na swoją złożoność lub konieczność użycia obu rąk.
- Konieczność zmniejszenia serii produkcyjnych i indywidualizacji wyrobów – przedsiębiorstwa potrzebują elastycznych narzędzi, które można szybko przezbroić na nowe warianty produktów.
- Presja na poprawę jakości i powtarzalności produkcji w branżach o bardzo wysokich wymaganiach, takich jak elektronika, automotive czy medycyna.
W tym kontekście duAro2 pełni rolę łącznika między klasyczną, ciężką robotyką przemysłową a prostymi cobotami, które często oferują mniejsze prędkości i udźwig. Jest to rozwiązanie hybrydowe: z jednej strony przystosowane do współpracy z człowiekiem, z drugiej zachowujące znaczną wydajność i możliwości typowych robotów przemysłowych.
Znaczenie dla małych i średnich przedsiębiorstw
Dotychczas automatyzacja opłacała się głównie dużym fabrykom z ogromnymi seriami produkcyjnymi. duAro2 wprowadza zmianę w tym paradygmacie, umożliwiając wprowadzenie zaawansowanej robotyki do małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP). Możliwość pracy bez rozbudowanych wygrodzeń, szybkie programowanie i mobilność systemu sprawiają, że inwestycja w taki robot staje się osiągalna finansowo oraz organizacyjnie dla firm, które wcześniej nie brały pod uwagę robotyzacji.
Dla MŚP szczególnie ważne są:
- Niewielkie wymagania przestrzenne – robot może zostać ustawiony tam, gdzie dotychczas pracował człowiek przy stole montażowym.
- Elastyczność – robot może być w stosunkowo krótkim czasie przeniesiony z jednej linii na inną lub przeprogramowany do nowego asortymentu.
- Redukcja powtarzalnych, obciążających zadań – dzięki czemu pracownicy mogą skupić się na czynnościach wymagających myślenia, nadzoru, kontroli wizualnej czy pracy z klientem.
- Poprawa jakości i spójności – robot eliminuje zmienność wynikającą z ludzkiego zmęczenia, różnic w doświadczeniu operatorów i innych czynników.
W wielu krajach pojawiają się programy wsparcia publicznego dla inwestycji w automatyzację i robotyzację. duAro2 często pojawia się w katalogach rekomendowanych rozwiązań dla firm planujących pierwsze kroki w robotyce, ponieważ łączy stosunkowo niską barierę wejścia z wysoką funkcjonalnością. Pozwala to na przyspieszenie cyfryzacji i podniesienie poziomu konkurencyjności krajowych przedsiębiorstw na rynkach międzynarodowych.
Rola w transformacji cyfrowej i Przemyśle 4.0
Nowoczesne zakłady produkcyjne coraz częściej projektuje się zgodnie z koncepcją Przemysłu 4.0, w której kluczową rolę odgrywa integracja maszyn, systemów IT, analizy danych oraz sztucznej inteligencji. duAro2, będąc robotem podłączonym do sieci, może stać się istotnym elementem tej infrastruktury. Dane z jego pracy – takie jak czasy cykli, liczba obsłużonych produktów, informacje o błędach i zatrzymaniach – mogą być analizowane w czasie rzeczywistym w systemach nadrzędnych.
Możliwość zbierania i analizy danych pozwala na:
- Optymalizację kolejności zadań i harmonogramów pracy,
- Wczesne wykrywanie potencjalnych awarii na podstawie zmian w parametrach pracy silników,
- Planowanie konserwacji predykcyjnej,
- Integrację z systemami planowania produkcji (MES, ERP), aby na bieżąco dostosowywać obciążenie stanowisk.
W połączeniu z systemami wizyjnymi oraz algorytmami sztucznej inteligencji duAro2 może być wykorzystywany do zaawansowanego rozpoznawania obiektów, adaptacyjnego montażu oraz dynamicznego dostosowywania toru ruchu. Przykładowo, jeśli pozycja komponentu na taśmie podającej nie jest idealnie powtarzalna, system wizyjny może określić rzeczywistą lokalizację, a robot dopasuje ruch w czasie rzeczywistym. Takie możliwości znacząco zwiększają stopień automatyzacji nawet w procesach, które dotychczas uważano za zbyt niestabilne, aby je zrobotyzować.
Aspekt społeczny, ergonomia i bezpieczeństwo
wprowadzenie robotów współpracujących, takich jak duAro2, budzi dyskusje na temat wpływu automatyzacji na zatrudnienie. Z jednej strony pojawia się obawa o redukcję liczby miejsc pracy przy prostych operacjach manualnych, z drugiej – można zaobserwować przesunięcie zadań w kierunku stanowisk lepiej opłacanych, związanych z nadzorem, programowaniem, serwisem i optymalizacją. W wielu przypadkach roboty te wypełniają lukę po trudno dostępnych pracownikach na stanowiskach monotonnego montażu, której firmy nie są w stanie zapełnić z powodu demografii lub rotacji kadrowej.
Istotnym elementem jest ergonomia pracy. duAro2 przejmuje zadania powodujące obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego, takie jak powtarzające się ruchy, skręty tułowia, przenoszenie elementów czy długotrwała praca w pozycji stojącej. Dzięki temu zmniejsza się liczba zwolnień chorobowych oraz długofalowych problemów zdrowotnych pracowników. Personel może zostać przesunięty do zadań wymagających kontroli jakości, rozwiązywania problemów, komunikacji z innymi działami czy ulepszania procesów.
W projektowaniu duAro2 zwracano uwagę na bezpieczeństwo współpracy. Między innymi:
- Zastosowano zaokrąglone krawędzie i ograniczone masy ruchome, aby zminimalizować skutki ewentualnego kontaktu z człowiekiem.
- Wprowadzono systemy monitorujące moment w osiach, które wykrywają nietypowy opór i zatrzymują ruch.
- W konfiguracji stanowiska często stosuje się dodatkowe skanery laserowe, kurtyny świetlne lub maty bezpieczeństwa, które nadzorują strefę pracy.
Wszystkie te elementy sprawiają, że duAro2 może pracować w przestrzeniach współdzielonych z ludźmi, bez konieczności stosowania pełnych barier fizycznych. Ułatwia to adaptację layoutu zakładu oraz samą interakcję z robotem – operator może swobodnie współpracować z „mechanicznym kolegą”, podając mu komponenty, nadzorując proces czy wykonując zadania równoległe.
Ciekawostki i kierunki rozwoju
Interesującym aspektem rodziny robotów duAro jest ich geneza projektowa. Konstruktorzy Kawasaki inspirowali się sposobem pracy człowieka przy biurku lub stole montażowym, starając się odwzorować możliwość wykorzystywania obu rąk jednocześnie oraz łatwość relokacji całego „stanowiska”. Zamiast klasycznego robota na fundamencie, stworzono system, który można potraktować niemal jak przemysłowego „pracownika na kółkach”.
W wielu ośrodkach badawczych duAro2 wykorzystywany jest jako platforma do eksperymentów z nowymi metodami programowania robotów. Obok tradycyjnego programowania w języku tekstowym rozwija się podejście „no-code” lub „low-code”, gdzie operator może „nauczyć” robota zadania poprzez prowadzenie ramienia ręką, wskazywanie kolejnych pozycji na panelu dotykowym lub korzystanie z interfejsów graficznych. Takie rozwiązania obniżają próg wejścia dla firm, które nie dysponują rozbudowanym działem inżynierii automatyki.
W kontekście integracji z systemami wizyjnymi rozwija się również obszar tzw. inteligentnego montażu. Dzięki połączeniu duAro2 z kamerami 2D i 3D możliwe staje się np. automatyczne rozpoznawanie orientacji części rozsypanych w pojemniku, ich chwytanie bez dedykowanych podajników czy dynamiczne dopasowywanie siły zacisku chwytaka do rodzaju materiału. W połączeniu z algorytmami uczenia maszynowego robot może z czasem poprawiać swoje strategie chwytania dla trudnych obiektów.
Kolejną ciekawostką jest zastosowanie duAro2 w pokazach interaktywnych i przestrzeniach publicznych. Dzięki przyjaznemu wyglądowi i stosunkowo bezpiecznej konstrukcji robot ten bywa prezentowany na targach, w centrach nauki czy showroomach firm technologicznych, gdzie wykonuje efektowne zadania typu: serwowanie napojów, składanie prostych gadżetów, rysowanie lub współpraca z odwiedzającymi. Służy to popularyzacji robotyki oraz przełamywaniu barier mentalnych związanych z obecnością maszyn w otoczeniu człowieka.
Przyszły rozwój platformy duAro można wiązać z kilkoma kierunkami:
- Jeszcze głębszą integracją z systemami SI w celu inteligentnej optymalizacji ruchu i adaptacji do zmiennych warunków.
- Rozszerzeniem oferty dedykowanych narzędzi i chwytaków, w tym modułów ze zintegrowaną kontrolą siły i momentu.
- Łatwiejszym programowaniem z użyciem interfejsów graficznych i asystentów opartych na sztucznej inteligencji, które pomogą mniej doświadczonym użytkownikom tworzyć efektywne programy.
- Rozwojem współpracy z autonomicznymi wózkami AGV/AMR, aby duAro2 mógł nie tylko wykonywać czynności montażowe, ale też być automatycznie transportowany tam, gdzie jest aktualnie potrzebny.
Pod względem gospodarczym roboty takie jak duAro2 wpisują się w szeroki proces podnoszenia produktywności, jakości i elastyczności przemysłu na całym świecie. Dla producentów elektroniki – zarówno masowej, jak i specjalistycznej – stanowią narzędzie, które pozwala reagować na zmiany popytu, skracać czas wprowadzania nowych produktów na rynek i utrzymywać konkurencyjne koszty wytwarzania. Dla firm integratorskich oraz dostawców technologii są natomiast platformą umożliwiającą rozwój nowych usług, takich jak zintegrowane linie montażowe, systemy testowe czy kompleksowe rozwiązania Przemysłu 4.0.
Istotnym aspektem jest również transfer wiedzy i umiejętności. W miarę upowszechniania się rozwiązań typu duAro2 rośnie zapotrzebowanie na specjalistów znających robotykę, automatykę, integrację systemów i analizę danych. Uczelnie techniczne, centra szkoleniowe i firmy szkoleniowe włączają ten typ robotów do swojej oferty edukacyjnej, co przyczynia się do tworzenia ekosystemu kompetencji wokół nowoczesnej automatyzacji. W efekcie robot nie jest postrzegany wyłącznie jako maszyna na linii, lecz jako element szerszego systemu, w którym kluczową rolę odgrywają ludzie – inżynierowie, operatorzy, planiści i analitycy – współpracujący z technologią w sposób świadomy i twórczy.
