Coboty, czyli roboty współpracujące, wkroczyły w nową fazę rozwoju. Są wyposażone w zaawansowane systemy wizyjne 3D, czujniki siły i momentu oraz algorytmy sztucznej inteligencji. Dzięki temu najnowsza generacja tych urządzeń zmienia podejście do automatyzacji przemysłu. W przeciwieństwie do tradycyjnych robotów przemysłowych, które muszą być odizolowane za barierami ochronnymi, nowoczesne coboty mogą bezpiecznie operować w bezpośrednim sąsiedztwie operatorów. W ten sposób odmieniają ergonomię i bezpieczeństwo na halach produkcyjnych.
Coboty nowej generacji wykorzystują kamery 3D z funkcją AI, które w czasie rzeczywistym rozróżniają ludzi od obiektów i automatycznie dostosowują prędkość oraz trajektorię ruchu w zależności od odległości od operatora.
Wbudowane w każdym przegubie czujniki siły i momentu obrotowego natychmiast wykrywają kontakt z człowiekiem i zatrzymują ruch, zanim dojdzie do urazu. Specyfikacja techniczna ISO/TS 15066 precyzyjnie określa dopuszczalne poziomy siły i nacisku dla 29 obszarów ludzkiego ciała, gdzie np. dla twarzy graniczna wartość siły wynosi 65 N, a nacisku 110 N/cm2.
Rynek cobotów rozwija się w tempie przekraczającym 20% rocznie. Prognozy wskazują, że do 2030 r. wartość tego segmentu przekroczy 3,38 miliarda dolarów. Eksperci przewidują, że coboty będą stanowić ponad jedną trzecią wszystkich nowo instalowanych robotów przemysłowych.
Sprawdź też: Coboty na produkcji – bezpieczeństwo, elastyczność, bariery psychologiczne
Inteligentne czujniki redefiniują bezpieczeństwo współpracy
Podstawą bezpieczeństwa cobotów są zaawansowane systemy sensoryczne, które działają na wielu poziomach. Czujniki siły i momentu obrotowego, wbudowane bezpośrednio w przeguby robota, monitorują każdy ruch i natychmiast reagują na najmniejszy opór. „Cobot to robot, który ma pewną kombinację funkcji bezpieczeństwa i czujników, które pozwalają mu działać w tej samej przestrzeni co pracownik. Zazwyczaj będą to czujniki wykrywania obecności (skanery laserowe, lidar, kurtyny świetlne) lub czujniki ograniczania mocy i siły wbudowane w ramię robota” — mówi Bill Edwards, senior manager w dziale robotów współpracujących w Yaskawa America.
Cobot – co to takiego?
Najnowsze systemy wizyjne wykorzystują kamery 3D zdolne do generowania precyzyjnych modeli trójwymiarowych otoczenia. Technologie takie jak stereo-wizja, skanowanie laserowe czy światło strukturalne pozwalają cobotom na szczegółową analizę przestrzenną z dokładnością od 20 do 50 mikrometrów. Te systemy umożliwiają nie tylko precyzyjne pozycjonowanie obiektów, ale także dynamiczne mapowanie stref bezpieczeństwa, pozwalając cobotom spowalniać, zatrzymywać się lub zmieniać trasę, gdy operator wchodzi do wspólnej przestrzeni roboczej.
Coraz częściej stosowane są również „inteligentne skóry” – czułe osłony mierzące nacisk wywierany na powierzchnię robota. W 2025 r. pojawiły się rozwiązania łączące widzenie maszynowe z haptycznymi pasami noszonymi przez operatorów, które ostrzegają pracowników o zbyt bliskim sąsiedztwie maszyny. Jak zauważa Corey Ryan, dyrektor robotyki medycznej w KUKA Robotics: „W robotyce medycznej mieliśmy pacjentów na robotach i pacjentów leczonych przez roboty w bardzo bliskiej odległości. Obecnie mamy maszyny, które są specjalnie cobotami i sprzedajemy inne roboty przemysłowe, które są dostosowane do pracy w przestrzeniach współpracy z człowiekiem.”
Czytaj też: Współpraca człowiek-robot: Czym jest cobotyzacja i jak zmienia ona rynek pracy?
Ergonomia pracy dzięki ograniczeniu siły i mocy
Specyfikacja ISO/TS 15066, opublikowana w 2016 r., ustanowiła szczegółowe wytyczne dotyczące bezpiecznej współpracy człowieka z robotem. Dokument ten definiuje cztery podstawowe tryby kooperacji, z których najbardziej zaawansowany — tryb ograniczenia siły lub mocy — pozwala na bezpośredni kontakt między operatorem a maszyną. W tym trybie coboty wyposażone są w zaokrąglone kształty i specjalne elastyczne podkładki, które rozpraszają siłę uderzenia na większej powierzchni, minimalizując ryzyko urazu.
Badania biomechaniczne przeprowadzone na potrzeby normy ustaliły progi bólu dla każdej części ludzkiego ciała, tworząc model obejmujący 29 obszarów podzielonych na 12 regionów. Na tej podstawie producenci mogą precyzyjnie programować maksymalne wartości parametrów ruchu robota, zapewniając, że w razie kontaktu nie zostaną przekroczone wartości progowe. Coboty pracujące w tym trybie cechują się ograniczoną prędkością maksymalną — zazwyczaj od 250 do 300 mm na sekundę — oraz umiarkowanym udźwigiem, najczęściej od kilku do kilkunastu kilogramów, choć pojawiają się już modele zdolne do przenoszenia nawet 30 kilogramów.
Konstrukcja cobotów odciąża pracowników od zadań nieergonomicznych i monotonnych. Roboty współpracujące przejmują czynności wymagające powtarzalnych ruchów, pracy w niewygodnych pozycjach czy dźwigania ciężkich elementów, które prowadzą do przewlekłych urazów układu mięśniowo-szkieletowego. Jednocześnie ich obecność nie eliminuje ludzkiego wkładu — pracownicy mogą skupić się na zadaniach wymagających kreatywności, podejmowania decyzji i rozwiązywania niestandardowych problemów.
Systemy wizyjne trzeciej generacji podnoszą precyzję
Najnowsza generacja cobotów wykorzystuje zaawansowane systemy wizyjne, które stanowią ich „elektroniczne oczy”. W 2024 r. ABB wprowadziło funkcję Ultra Accuracy, którą firma określa jako najbardziej precyzyjny system pozycjonowania dostępny obecnie w cobotach, zdolny do aplikacji wymagających ekstremalnej dokładności, takich jak precyzyjne dozowanie w elektronice. Systemy wizyjne umożliwiają cobotom nie tylko rozpoznawanie i lokalizację detali, ale także kontrolę montażu, sterowanie ruchem chwytaka oraz zaawansowaną inspekcję jakości.
Kamery 3D i czujniki głębi zyskują coraz większe znaczenie w aplikacjach wymagających precyzyjnego pozycjonowania i pomiarów w przestrzeni. Skanery laserowe oferują precyzję profilowania 3D na poziomie 20-50 mikrometrów, co pozwala na szczegółową analizę struktury powierzchni i identyfikację nawet najmniejszych pęknięć czy deformacji. Deep learning umożliwia wykrywanie subtelnych defektów i rozpoznawanie złożonych wzorców bez konieczności ręcznego programowania, a edge computing — czyli analiza obrazu bezpośrednio przy maszynie — obniża opóźnienia i zapewnia stabilność działania.
„Wyższy udźwig i większa elastyczność stanowią podstawę nowej ery w automatyzacji. Przemysł na całym świecie przyjmuje bardziej zwinną produkcję i modułowość – częścią osiągnięcia tej modułowości i zwinności jest mobilność, a ten cobot ją zapewnia pomimo swojego udźwigu” — mówił Kim Povlsen, prezes Universal Robots, komentując wprowadzenie modelu UR30 o udźwigu 30 kilogramów i zasięgu 1300 milimetrów.
Rynek cobotów rośnie w tempie 20% rocznie
Rozwój rynku robotów współpracujących potwierdza skuteczność nowych rozwiązań bezpieczeństwa i ergonomii. Globalny rynek cobotów ma wzrosnąć z 1,42 miliarda dolarów w 2025 r. do 3,38 miliarda dolarów w 2030 r., przy rocznej stopie wzrostu wynoszącej 18,9%. Badanie ABB przeprowadzone wśród 1500 przedsiębiorstw w Europie, USA i Chinach wykazało, że 84% firm planuje wprowadzenie lub rozszerzenie automatyzacji robotycznej w nadchodzących latach.
Wzrost popularności cobotów napędza kilka czynników. Niedobory wykwalifikowanej siły roboczej — przykładowo w Stanach Zjednoczonych brakuje 400 tys. spawaczy, a w Europie w 2020 r. odnotowano ponad 200 tys. wakatów w sektorze budowlanym — sprawiają, że coboty stają się niezbędnym elementem utrzymania ciągłości produkcji. Rozwój handlu elektronicznego zwiększa zapotrzebowanie na automatyzację w logistyce i magazynach, gdzie coboty doskonale sprawdzają się w sortowaniu, kompletacji i pakowaniu. Marc Segura, prezes działu robotyki ABB, podkreśla: „W miarę jak przedsiębiorstwa wprowadzają nowe technologie i komponenty, aby osiągnąć cele w zakresie produktywności i zrównoważonego rozwoju, zaprojektowaliśmy naszą modułową ofertę dużych robotów, aby umożliwić im wybór najlepszych robotów i wariantów pozwalających na efektywne prowadzenie operacji.”
Region Azji i Pacyfiku prowadzi w globalnym wdrażaniu cobotów z 49-proc. udziałem, napędzanym wielkoskalowymi ośrodkami produkcyjnymi w Chinach, Japonii i Korei Południowej. Ameryka Północna ma 32% udziału, a Europa 27%. Najwięksi producenci — Universal Robots, ABB, FANUC, KUKA, Yaskawa i Denso — nieustannie rozwijają możliwości cobotów poprzez wyższe udźwigi, ulepszone systemy bezpieczeństwa, modularne efektory końcowe i konfigurowalne ekosystemy oprogramowania. Coboty w przemyśle 4.0 przestają być nowością, stając się standardem we współczesnych zakładach produkcyjnych, gdzie łączą precyzję maszyn z ludzką kreatywnością i doświadczeniem.
