Robot przemysłowy TX2-90 francuskiej firmy Stäubli należy do grupy nowoczesnych, szybkich i bardzo precyzyjnych manipulatorów sześciosiowych, które zostały zaprojektowane z myślą o wymagających procesach produkcyjnych – zwłaszcza w przemyśle elektronicznym, motoryzacyjnym oraz medycznym. Konstrukcja urządzenia, zaawansowane sterowanie, opcje bezpieczeństwa oraz możliwość pracy w wersjach specjalnych (cleanroom, ESD, wysokie IP) sprawiają, że TX2-90 stał się jednym z ważniejszych narzędzi automatyzacji w zakładach nastawionych na wysoką jakość, powtarzalność i elastyczność produkcji. Wprowadzenie tego modelu na linie wytwórcze często stanowi element głębszej transformacji cyfrowej przedsiębiorstw, pozwalając na integrację robotyki z systemami wizyjnymi, MES, traceability czy koncepcją Przemysłu 4.0.
Charakterystyka i dane techniczne robota Stäubli TX2-90
TX2-90 to sześcioosiowy robot przegubowy o kompaktowej, zamkniętej konstrukcji, zaprojektowany z myślą o pracy w środowiskach, w których liczy się zarówno prędkość, jak i wysoka dokładność pozycjonowania. Seria TX2 jest rozwinięciem wcześniejszej linii TX, oferując podwyższone osiągi, rozszerzone funkcje bezpieczeństwa oraz lepszą integrację z zaawansowanymi systemami sterowania.
Podstawowe parametry techniczne
Robot TX2-90 występuje w kilku wariantach, różniących się zasięgiem i udźwigiem, jednak można wskazać ogólne, reprezentatywne parametry dla tej klasy urządzeń:
- Zasięg roboczy w zależności od wersji: zwykle w przedziale około 1000–1450 mm, co pozwala obsługiwać zarówno strefy bezpośrednio przy robocie, jak i dalsze pozycje montażowe, stoły obrotowe czy przenośniki.
- Udźwig nominalny: najczęściej w zakresie 7–20 kg, w zależności od konkretnej konfiguracji, długości ramienia i przeznaczenia; istnieją konfiguracje zoptymalizowane pod szybkie manipulacje lekkimi detalami elektronicznymi, jak i wersje dostosowane do cięższych narzędzi, np. głowic wizyjnych lub systemów wielochwytakowych.
- Prędkość kątowa osi: bardzo wysoka, umożliwiająca błyskawiczne przejazdy między pozycjami – to kluczowa cecha przy zadaniach typu pick&place, pakowanie czy paletyzacja komponentów elektronicznych.
- Powtarzalność pozycjonowania: zwykle na poziomie setnych części milimetra (rzędu ±0,02–0,04 mm, zależnie od osi i konfiguracji), co jest istotne przy montażu płytek PCB, precyzyjnym dozowaniu i skomplikowanych operacjach montażowych.
- Stopień ochrony: standardowo IP65 dla całego robota, przy czym ramiona mogą mieć wyższy stopień ochrony (IP67), co umożliwia pracę w środowiskach narażonych na pył lub zachlapania, a także ułatwia mycie i utrzymanie czystości.
- Masa własna robota: w zależności od wersji mieści się zazwyczaj w przedziale 100–200 kg, co określa wymagania względem fundamentu i konstrukcji nośnej.
- Zasilanie i sterowanie: współpraca ze sterownikami z rodziny CS9, wykorzystującymi nowoczesne architektury bezpieczeństwa i otwarte interfejsy komunikacyjne (m.in. EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP, Modbus TCP).
Stäubli w dokumentacji szczegółowej podaje precyzyjne wartości dla poszczególnych wariantów TX2-90 (np. TX2-90, TX2-90L – wersja o wydłużonym zasięgu), jednak kluczowe z punktu widzenia użytkownika jest to, że robot plasuje się w segmencie średniej wielkości manipulatorów ogólnego przeznaczenia, z wyraźnym naciskiem na aplikacje wymagające wysokiej precyzji i czystości.
Konstrukcja mechaniczna i kinematyka
TX2-90 jest robotem sześcioosiowym o klasycznej konfiguracji przegubowej. Każda z osi jest napędzana serwomotorami wysokiej klasy, a przekładnie zostały zoptymalizowane pod kątem redukcji luzów, co ma bezpośredni wpływ na dokładność oraz żywotność zespołów. Obudowa ramienia jest zamknięta i gładka, z minimalną liczbą szczelin i zakamarków. Takie rozwiązanie ułatwia utrzymanie czystości i jest szczególnie cenione w branżach, w których wymagane jest spełnianie norm czystości powietrza, np. ISO 5 lub ISO 6.
Wewnętrzne prowadzenie kabli oraz węży (np. dla sprężonego powietrza lub mediów technologicznych) minimalizuje ryzyko ich uszkodzenia oraz kolizji z otoczeniem. Robot jest przystosowany do montażu narzędzi na kołnierzu roboczym zgodnie z normami ISO, co pozwala na stosowanie szerokiej gamy chwytaków, przyssawek, śrubokrętów automatycznych, głowic lutowniczych, systemów wizyjnych 2D/3D i innych narzędzi wykorzystywanych w nowoczesnej automatyzacji.
Sterowanie i system bezpieczeństwa TX2
Rodzina TX2 współpracuje z kontrolerem CS9, który został opracowany zgodnie z nowymi wymaganiami bezpieczeństwa i koncepcji współpracy człowieka z robotem. Kontroler integruje funkcje bezpieczeństwa na poziomie sprzętowym i programowym, umożliwiając m.in. ograniczanie prędkości robota w określonych strefach, monitorowanie położenia osi oraz zdalne nadzorowanie kluczowych parametrów pracy.
Bezpieczeństwo realizowane jest w oparciu o kategorię bezpieczeństwa PL e / SIL3 (dla wybranych funkcji), co oznacza, że robot może pracować w koncepcjach tzw. współpracy ograniczonej – robot i człowiek dzielą tę samą przestrzeń, ale z zastosowaniem odpowiednio zdefiniowanych stref i ograniczeń, zamiast sztywnego odgradzania całej celi ogrodzeniami.
Możliwość konfiguracji stref bezpiecznych pozwala tworzyć zaawansowane scenariusze, np. w przypadku wejścia operatora do określonej strefy prędkość ruchów robota ulega ograniczeniu lub robot przechodzi w tryb bezpiecznego postoju. Takie rozwiązania są szczególnie cenne w aplikacjach serwisowych, przy ustawianiu produkcji, kalibracji oraz w liniach o dużej zmienności asortymentu.
Oprogramowanie i integracja
Stäubli oferuje własne środowisko programistyczne VAL 3, które pozwala na tworzenie zaawansowanych programów sterujących ruchem, logiką, komunikacją z urządzeniami peryferyjnymi oraz systemami nadrzędnymi. Programiści mogą korzystać z wysokopoziomowych instrukcji ruchu, rozbudowanych funkcji matematycznych oraz bibliotek komunikacyjnych.
Robot TX2-90 z łatwością integruje się z systemami wizyjnymi (np. do lokalizacji detali, inspekcji wizyjnej, odczytu kodów 2D/3D), wagami kontrolnymi, maszynami montażowymi typu SMT, piecami lutowniczymi, testerami ICT oraz innymi elementami linii produkcyjnej. Współpraca z systemami MES i ERP odbywa się poprzez standardowe protokoły przemysłowe, co wspiera ideę Przemysłu 4.0 i umożliwia gromadzenie danych produkcyjnych w czasie rzeczywistym.
Zastosowania TX2-90 w przemyśle elektronicznym i innych branżach
Choć TX2-90 to robot ogólnego przeznaczenia, jego parametry zostały szczególnie docenione w sektorze elektronicznym, w którym pojawiają się zadania związane z montażem komponentów, manipulacją delikatnymi podzespołami, testowaniem urządzeń oraz pakowaniem gotowych wyrobów. Niska bezwładność ramienia, wysoka dynamika oraz powtarzalność sprawiają, że TX2-90 może z powodzeniem zastępować tradycyjne systemy pick&place, a także wykonywać zadania montażowe o wysokim stopniu komplikacji.
Przemysł elektroniczny – montaż i testowanie
W branży elektronicznej TX2-90 znajduje zastosowanie na wielu etapach wytwarzania. Do najczęstszych aplikacji należą:
- Obsługa linii SMT – robot może podawać panele PCB na linie montażu powierzchniowego, odbierać je z pieców rozpływowych, umieszczać w magazynach pośrednich lub przekładać między kolejnymi etapami procesu.
- Montaż końcowy – TX2-90 jest wykorzystywany do składania obudów, montażu złączy, przykręcania śrub, osadzania przewodów i elementów mechanicznych w urządzeniach elektronicznych, takich jak sterowniki, panele HMI, moduły komunikacyjne czy zasilacze.
- Testowanie funkcjonalne – robot może umieszczać płytki lub całe urządzenia w gniazdach testowych, obsługiwać przyciski, symulować warunki pracy, a także współpracować z systemami pomiarowymi przy testach typu end-of-line.
- Pakowanie i paletyzacja – TX2-90 układa gotowe produkty w blistry, tacki ESD, kartony zbiorcze, a następnie przygotowuje palety do wysyłki. W przypadku komponentów wrażliwych elektrostatycznie wykorzystywane są wersje robota o właściwościach ESD, minimalizujące ryzyko uszkodzeń.
- Manipulacja delikatnymi elementami optycznymi – w produkcji kamer, czujników optycznych i urządzeń fotonicznych, gdzie wymagana jest wysoka czystość i dokładność pozycjonowania, TX2-90 może pracować w wersjach cleanroom, zgodnych z surowymi normami.
Wielu producentów elektroniki wykorzystuje TX2-90 również do zadań pomocniczych, np. obsługi drukarek etykiet, systemów traceability, aplikatorów kleju lub lakierów ochronnych. Zastosowanie jednego typu robota w wielu pozycjach linii upraszcza proces serwisowy i skraca czas szkolenia personelu.
Automotive i e-mobility
W przemyśle motoryzacyjnym TX2-90 jest używany zarówno w klasycznych liniach produkcyjnych, jak i w nowo powstających zakładach zajmujących się produkcją komponentów do pojazdów elektrycznych. Można go spotkać przy:
- Montażu modułów elektronicznych do pojazdów (ECU, sterowniki ABS, systemy ADAS), gdzie wymagana jest duża powtarzalność przy umieszczaniu płytek, złączy, czujników oraz układów scalonych.
- Produkcji baterii i systemów zarządzania energią, gdzie robot może obsługiwać moduły ogniw, montować BMS, wykonywać operacje zgrzewania, lutowania lub nakładania past i klejów termoprzewodzących.
- Testach komponentów – od testów elektrycznych, poprzez testy wytrzymałościowe, aż po symulacje warunków pracy w komorach klimatycznych, w których wymagane są roboty o podwyższonej odporności.
Wraz z rosnącym udziałem elektroniki w strukturze kosztów pojazdu, roboty takie jak TX2-90 zyskują na znaczeniu, ponieważ pozwalają zapewnić niezawodność produkcji, redukując jednocześnie ryzyko błędów manualnych w montażu kluczowych elementów elektronicznych pojazdów.
Przemysł medyczny i farmaceutyczny
Wersje TX2-90 przystosowane do pracy w środowisku cleanroom (oraz często z możliwością mycia pod ciśnieniem, z odpowiednimi uszczelnieniami i materiałami konstrukcyjnymi) znalazły zastosowanie w sektorze medycznym, farmaceutycznym i biotechnologicznym. Robot może wykonywać operacje takie jak:
- Obsługa linii produkcji wyrobów medycznych, np. urządzeń diagnostycznych, modułów laboratoriów automatycznych, aparatów do dializy, respiratorów czy pomp infuzyjnych.
- Dozowanie i manipulacja próbkami w laboratoriach automatycznych, gdzie wymagana jest wysoka powtarzalność i ścisła kontrola warunków pracy (temperatura, wilgotność, atmosfera).
- Pakowanie sterylnych zestawów medycznych, napełnianie i zamykanie fiolek, ampułek, probówek oraz przygotowanie zestawów do transportu, przy zachowaniu rygorystycznych standardów higieny.
Zdolność do pracy w trybie ciągłym, wysoka stabilność mechaniczna i możliwość łatwego mycia robota sprawiają, że TX2-90 jest naturalnym wyborem dla wielu firm wdrażających automatyzację w procesach wymagających czystości i sterylności.
Logistyka, intralogistyka i inne sektory
TX2-90 znajduje również zastosowanie poza typową produkcją. Może być używany:
- W centrach logistycznych do kompletacji zamówień zawierających komponenty elektroniczne i precyzyjne podzespoły.
- W zakładach produkcji dóbr konsumpcyjnych, np. sprzętu AGD, urządzeń RTV, systemów alarmowych, oświetlenia LED czy elektroniki użytkowej.
- W produkcji narzędzi precyzyjnych, zegarków, elementów optycznych i mikro-mechanicznych, gdzie wymagany jest wysoki poziom automatyzacji i duża dokładność.
Uniwersalny charakter TX2-90 pozwala na adaptację do bardzo różnych środowisk pracy – od stanowisk jednostkowych po w pełni zautomatyzowane linie produkcyjne związane z nowymi technologiami, takimi jak półprzewodniki, fotowoltaika czy systemy magazynowania energii.
Producent, znaczenie gospodarcze i rola TX2-90 w transformacji przemysłu
Robot TX2-90 jest produktem firmy Stäubli – międzynarodowego koncernu wywodzącego się ze Szwajcarii i Francji, specjalizującego się w robotyce przemysłowej, systemach szybkiego łączenia (quick couplings) oraz oprzyrządowaniu dla przemysłu tekstylnego. Marka ta jest obecna na rynku od ponad stu lat i ma ugruntowaną pozycję jako dostawca rozwiązań dla przemysłu wysokich technologii.
Stäubli jako globalny dostawca robotów przemysłowych
W segmencie robotyki Stäubli jest znany z koncentracji na sektorach wymagających wysokiej jakości i niezawodności: elektronicznym, medycznym, spożywczym, motoryzacyjnym, lotniczym i maszynowym. Firma buduje swoją ofertę wokół manipulatorów sześcioosiowych, robotów SCARA i rozwiązań specjalnych, takich jak roboty odporne na promieniowanie, roboty dla przemysłu spożywczego (higieniczny design) czy dla nuklearnej energetyki.
TX2-90, jako część linii TX2, reprezentuje strategiczny kierunek rozwoju robotów tej marki: większa integracja z systemami cyfrowymi, rozbudowane funkcje bezpieczeństwa i pełniejsze wsparcie dla koncepcji współpracy człowiek–robot (w rozumieniu bezpiecznej koegzystencji w jednej przestrzeni roboczej). Ten model jest ważny nie tylko technicznie, ale także wizerunkowo, bo pokazuje zdolność producenta do dostosowania się do wymogów nowoczesnej produkcji.
Znaczenie gospodarcze i rola w automatyzacji przemysłu elektronicznego
Branża elektroniczna charakteryzuje się szybkim tempem zmian technologicznych, krótkimi cyklami życia produktów oraz wysoką presją na jakość i koszty. Wprowadzenie robotów, takich jak TX2-90, ma kilka istotnych konsekwencji gospodarczych:
- Podniesienie wydajności – automatyzacja z wykorzystaniem robotów umożliwia utrzymanie wysokiego wolumenu produkcji bez proporcjonalnego wzrostu zatrudnienia, co jest kluczowe w krajach o wyższych kosztach pracy.
- Poprawa jakości – wysoka powtarzalność i dokładność robota ogranicza odsetek braków, co wpływa na niższe koszty reklamacji, zwrotów oraz serwisu posprzedażowego.
- Zwiększenie elastyczności – TX2-90 można przeprogramować i przezbroić do innych zadań, co pozwala reagować na zmiany popytu, modyfikacje projektów urządzeń czy krótkie serie prototypowe.
- Wspieranie lokalnej produkcji – możliwość utrzymania konkurencyjności produkcji w Europie, w tym w Polsce, dzięki automatyzacji linii elektronicznych, ogranicza konieczność przenoszenia całej produkcji do krajów o niższych kosztach pracy.
Tym samym roboty tej klasy wpływają na utrzymanie miejsc pracy w sektorze inżynieryjnym i serwisowym, rozwój kompetencji programistycznych oraz powstawanie lokalnych ekosystemów integratorów systemów automatyki. Zyskują nie tylko duże koncerny, ale również mniejsze przedsiębiorstwa, które dzięki standardowym platformom, takim jak TX2-90, mogą wdrażać automatyzację stopniowo, w miarę wzrostu skali produkcji.
TX2-90 a koncepcja Przemysłu 4.0
Przemysł 4.0 zakłada pełną integrację maszyn, systemów IT i procesów produkcyjnych w jeden spójny ekosystem, w którym dane są wymieniane w czasie rzeczywistym, a procesy mogą być optymalizowane automatycznie. TX2-90 wpisuje się w tę koncepcję na kilku poziomach:
- Komunikacja – robot wyposażony jest w standardowe protokoły komunikacyjne, które pozwalają na integrację ze sterownikami PLC, systemami MES, SCADA oraz chmurą przemysłową. Dane o cyklach, przestojach, błędach i jakości mogą być gromadzone i analizowane.
- Monitorowanie stanu – zaawansowane funkcje diagnostyczne kontrolera umożliwiają predykcyjne utrzymanie ruchu. Analiza obciążeń, temperatur, czasu pracy poszczególnych osi itp. pomaga identyfikować potencjalne problemy zanim doprowadzą do awarii.
- Elastyczność produkcji – możliwość szybkiego przeprogramowania robota oraz integracji z systemami wizyjnymi i identyfikacji (kody QR, RFID) wspiera idee produkcji zróżnicowanej, nastawionej na krótkie serie i personalizację produktów.
- Bezpieczeństwo i współpraca – rozbudowane funkcje bezpieczeństwa, w tym monitorowanie stref i prędkości, umożliwiają tworzenie złożonych środowisk pracy, gdzie roboty i ludzie pracują wspólnie w sposób uporządkowany i kontrolowany.
Dzięki temu TX2-90 jest nie tylko narzędziem do automatyzacji pojedynczego zadania, ale także ważnym elementem całego ekosystemu cyfrowej fabryki. Jego wdrożenie wymusza często aktualizację standardów komunikacji w firmie, stosowanie systemów analitycznych i rozwijanie kompetencji w obszarze integracji IT/OT.
Wersje specjalne: cleanroom, ESD i wysoka odporność środowiskowa
W związku z silnym ukierunkowaniem na branże wysokich technologii, Stäubli oferuje TX2-90 w wersjach specjalnych:
- Wersje cleanroom – przeznaczone do pracy w pomieszczeniach czystych, z ograniczoną emisją cząstek. Znajdują zastosowanie w mikroelektronice, półprzewodnikach, optyce i medycynie.
- Wersje ESD – zaprojektowane tak, aby ograniczać wyładowania elektrostatyczne, co ma kluczowe znaczenie przy manipulacji bardzo wrażliwymi komponentami elektronicznymi, np. układami scalonymi wysokiej gęstości.
- Wersje z podwyższoną odpornością IP – przystosowane do pracy w zapylonym środowisku, w obecności mgieł olejowych lub przy konieczności regularnego mycia pod ciśnieniem.
Tego rodzaju odmiany robota pozwalają klientom na stosowanie jednego typu platformy mechatronicznej w różnych, często skrajnie odmiennych warunkach pracy. Ułatwia to projektowanie zintegrowanych linii, w których poszczególne sekcje (np. montaż w cleanroom, testowanie w standardowym środowisku, pakowanie w strefie pyłowej) wykorzystują zbliżone rozwiązania robocze, różniące się jedynie wykonaniem.
Aspekty ekonomiczne wdrożenia TX2-90
Decyzja o wdrożeniu robota TX2-90 wiąże się z analizą kosztów inwestycyjnych (zakup robota, sterownika, osprzętu peryferyjnego, integracja, szkolenia) oraz przewidywanych oszczędności operacyjnych. Do najważniejszych elementów oceny ekonomicznej należą:
- Redukcja kosztów pracy bezpośredniej – robot przejmuje część zadań powtarzalnych i uciążliwych, pozwalając przesunąć pracowników do zadań nadzorczych i inżynierskich.
- Wzrost OEE (Overall Equipment Effectiveness) – automatyzacja wielu punktów linii, w tym kluczowych wąskich gardeł, przekłada się na stabilniejszy przepływ produkcji.
- Zmniejszenie liczby reklamacji – mniej błędów montażowych i uszkodzeń wrażliwych komponentów, szczególnie w branży elektroniki użytkowej i medycznej.
- Lepsze wykorzystanie powierzchni – kompaktowa budowa robota pozwala tworzyć gęsto zabudowane cele produkcyjne, które na tej samej powierzchni generują wyższą wartość dodaną.
W praktyce okres zwrotu z inwestycji zależy od specyfiki danego zakładu, wielkości serii, struktury kosztów pracy oraz stopnia wykorzystania robota. W aplikacjach trzyzmianowych i przy wysokiej automatyzacji linii zwrot może nastąpić stosunkowo szybko, szczególnie w sektorze elektroniki i automotive.
Inne interesujące aspekty związane z TX2-90
Wokół tego modelu narosło kilka praktycznych spostrzeżeń, którymi często dzielą się integratorzy i użytkownicy końcowi:
- Stabilność działania – użytkownicy chwalą stabilną i przewidywalną pracę robotów TX2-90 w warunkach wielozmianowych. Niewielka liczba awarii i dobra dostępność serwisu przekładają się na wysoki stopień zaufania do tej platformy.
- Edukacja i szkolenia – TX2-90 bywa wykorzystywany w centrach szkoleniowych i na uczelniach technicznych jako reprezentant nowoczesnej robotyki przemysłowej, co przyczynia się do upowszechniania wiedzy o automatyzacji oraz kształcenia przyszłych inżynierów.
- Elastyczność integracji mechanicznej – możliwość montażu robota w różnych pozycjach (na podłodze, ścianie, suficie, na specjalnych słupach) pozwala na kreatywne wykorzystanie przestrzeni i dopasowanie celi do istniejącego układu hali produkcyjnej.
- Możliwość rozbudowy – w miarę rozwoju przedsiębiorstwa możliwe jest dodawanie kolejnych robotów TX2-90 do istniejących linii, rozbudowa funkcjonalna (np. dodanie systemu wizyjnego, nowych chwytaków, stołów obrotowych) oraz integracja z kolejnymi systemami IT.
TX2-90 stanowi tym samym element szerszej strategii modernizacji przemysłu: nie tylko zwiększa efektywność pojedynczych procesów, ale też zachęca firmy do wdrażania nowoczesnych koncepcji zarządzania produkcją, bezpieczeństwem i przepływem informacji. Jego obecność na liniach wytwórczych jest wyraźnym sygnałem przejścia od tradycyjnych, ręcznych metod montażu do zaawansowanej, zintegrowanej robotyzacji procesów przemysłowych – szczególnie w sektorze, w którym jakość i powtarzalność są kluczowe dla utrzymania konkurencyjności: w przemyśle elektronicznym.
