Robotyzacja a automatyzacja przemysłu na przykładzie pneumatyki
Postępująca automatyzacja i dynamicznie rozwijająca się robotyzacja stanowią fundament transformacji przemysłowej znanej jako Przemysł 4.0. Zmiany te nie tylko zwiększają efektywność produkcji, ale również znacząco wpływają na bezpieczeństwo, jakość oraz elastyczność procesów produkcyjnych. Jednym z kluczowych elementów tej transformacji jest pneumatyka, która – dzięki swojej prostocie, niezawodności i ekonomiczności – znajduje zastosowanie zarówno w systemach automatycznych, jak i zrobotyzowanych.
W artykule wyjaśniamy różnice pomiędzy automatyzacją a robotyzacją, wskazujemy ich zastosowania w przemyśle oraz prezentujemy innowacyjne rozwiązania pneumatyczne marki Festo, lidera rynku komponentów automatyki przemysłowej.
Automatyzacja a robotyzacja – podobieństwa i różnice
Automatyzacja przemysłowa
Automatyzacja to proces zastępowania pracy ludzkiej działaniami maszyn lub systemów sterowania. Obejmuje układy programowalne, czujniki, zawory, siłowniki oraz algorytmy sterujące. Jej celem jest poprawa efektywności, jakości i powtarzalności.
Robotyzacja przemysłowa
Robotyzacja to wyższy poziom automatyzacji – wprowadzanie programowalnych, wieloosiowych urządzeń (robotów), które wykonują złożone zadania fizyczne: spawanie, paletyzację, montaż, pakowanie. Roboty często współpracują z człowiekiem (coboty) i innymi systemami automatyki.
| Cecha | Automatyzacja | Robotyzacja |
| Zakres działania | Pojedyncze procesy, zadania | Złożone czynności, wieloosiowe manipulacje |
| Złożoność systemu | Mniejsza | Większa (kontrola, sensoryka, wizja) |
| Elastyczność | Ograniczona | Wysoka (programowalność) |
| Koszt wdrożenia | Niższy | Wyższy, ale z potencjałem ROI |
Pneumatyka jako baza pod automatyzację i robotyzację
Pneumatyka przemysłowa to układy napędowe, zaworowe i sensoryczne oparte o sprężone powietrze. Jest tania, prosta w utrzymaniu i doskonale nadaje się do:
przesuwania, chwytania, podnoszenia i pozycjonowania,
sortowania i paletyzowania,
napędzania zaworów i manipulatorów.
W środowiskach o dużym zapyleniu, wilgotności czy zagrożeniu wybuchem pneumatyka zastępuje elektrykę, zapewniając bezpieczeństwo i trwałość.
Festo – lider automatyzacji pneumatycznej
Festo to jeden z globalnych liderów rozwoju komponentów do automatyki przemysłowej – specjalizujący się w pneumatyce, elektropneumatyce oraz mechatronice. Firma łączy klasyczne podejście z najnowszymi technologiami Przemysłu 4.0, oferując kompletne rozwiązania systemowe.
Kluczowe grupy produktów:
Stosowane w robotach liniowych, paletyzacji, tłoczeniu
Odporne na korozję do współpracy z robotami
b) Zawory i wyspy zaworowe
Systemy VTUG, CPX, VUVS – kompatybilne z sieciami PROFINET, EtherCAT, IO-Link.
Umożliwiają sterowanie wieloma siłownikami z jednego punktu logicznego.
c) Manipulatory i chwytaki
Produkty do zrobotyzowanego sortowania, montażu, przenoszenia (np. Festo serie: DHPL, DHWS, HGDT).
Kompatybilne z robotami przemysłowymi i cobotami (np. Universal Robots).
d) Sterowniki i panele HMI
Umożliwiają integrację pneumatyki z automatyką i robotyką (np. Festo systemy CPX-E, CODESYS, CECC).
Wspierają logikę PLC, komunikację przemysłową i analitykę danych.
e) Układy mechatroniczne i systemy edukacyjne
Kompleksowe zestawy dydaktyczne do nauki automatyki, idealne do szkolnictwa technicznego i politechnik (np. Festo Didactic).
Zastosowania automatyki i robotyki z pneumatyką
a) Przemysł spożywczy
Sortowanie i pakowanie produktów spożywczych.
Układy chwytaków pneumatycznych do pracy z delikatnymi przedmiotami.
Automatyczne mycie i czyszczenie urządzeń (CIP) – zawory sterowane siłownikami.
b) Przemysł automotive
Wspomaganie montażu karoserii i wnętrz pojazdów.
Siłowniki do zgrzewania, nitowania, przenoszenia detali.
Integracja ze zrobotyzowanymi liniami produkcyjnymi.
c) Przemysł elektroniczny
Mikropneumatyka do precyzyjnego pozycjonowania komponentów SMD.
Zautomatyzowane linie montażu z robotami typu SCARA, wykorzystujące chwytaki Festo.
d) Branża farmaceutyczna i medyczna
Dawkowanie, napełnianie, etykietowanie w warunkach czystych.
Pneumatyczne manipulatory do transportu sterylnego.
Automatyzacja i robotyzacja z – korzyści biznesowe
| Korzyść | Opis |
| Zwiększenie wydajności | Stały cykl pracy maszyn, brak przestojów |
| Redukcja kosztów operacyjnych | Mniej awarii i napraw, mniejsze zużycie energii |
| Większa precyzja i powtarzalność | Produkcja bez błędów, mniej odpadów |
| Skalowalność i elastyczność | Łatwe dopasowanie do zmieniającego się zapotrzebowania |
| Lepsze wykorzystanie przestrzeni | Kompaktowe rozwiązania pneumatyczne |
| Zgodność z Przemysłem 4.0 | Integracja z chmurą, analizą danych, predictive maintenance |
Przyszłość: pneumatyka w kontekście AI i IoT
Smart pneumatics monitor (SPM) – czujniki przepływu i ciśnienia zbierające dane operacyjne.
IoT Gateway CPX-IOT – integracja z chmurą Festo Dashboards.
Moduły sztucznej inteligencji – samokorygujące się parametryzowanie procesów pneumatycznych.
W kolejnych latach zintegrowana pneumatyka, roboty współpracujące (coboty) oraz predykcyjne algorytmy sterowania będą wyznaczać standard nowoczesnych zakładów produkcyjnych.
Przykładowe aplikacje z zastosowaniem produktów Festo – studia przypadków
A) Zautomatyzowana linia montażowa w branży AGD
W jednej z europejskich fabryk sprzętu AGD wdrożono kompletną linię montażową opartą na siłownikach pneumatycznych Festo serii DGC, wyspach zaworowych VTUG oraz sterowaniu CPX-E. Współpracujące systemy odpowiadają za:
automatyczne pozycjonowanie obudów urządzeń,
docisk komponentów z dokładnością poniżej 0,1 mm,
zrobotyzowaną kontrolę jakości.
Efekt: zwiększenie produktywności o 27%, skrócenie czasu cyklu o 18%, redukcja błędów montażowych niemal do zera.
B) Laboratorium farmaceutyczne – dozowanie z wykorzystaniem mikropneumatyki
W sektorze farmaceutycznym precyzja, higiena i zgodność z normami GMP to absolutne priorytety. W niemieckim zakładzie produkcyjnym wdrożono rozwiązanie z wykorzystaniem:
miniaturowych zaworów Festo VOVG,
siłowników serii Festo EGSK (z kontrolą ciśnienia),
zautomatyzowanych chwytaków Festo DHPS do pracy w środowiskach sterylnych.
Układ umożliwia dozowanie aktywnych substancji z dokładnością do mikrolitra, eliminując kontakt operatora z medium. Zwiększono bezpieczeństwo i wydajność przy zachowaniu rygorystycznych norm.
Pneumatyka w cobotach i robotach mobilnych
Rosnąca popularność robotów współpracujących (cobotów) i robotów mobilnych (AGV, AMR) otwiera nowe możliwości dla pneumatyki:
Chwytaki montowane na cobotach (np. UR, Doosan, KUKA).
Moduły szybkiej wymiany narzędzi (tool changers) z napędem pneumatycznym.
Układy zasilania siłowników przez elastyczne przewody spiralne.
Festo oferuje m.in. gotowe pakiety UR+ do łatwej integracji pneumatyki z cobotami, co upraszcza projektowanie i skraca czas wdrożenia nawet o 40%.
Autor:
Paweł Gorlo
Kierownik produkcji
Pneumat.
Autor:
Paweł Gorlo
Kierownik produkcji
Pneumat.
