Rozwój produkcji przemysłu przez lata powodował pojawianie się coraz większych elementów, podzespołów, komponentów. Od samego początku najłatwiejszym sposobem przemieszczania tych elementów… był człowiek. W pewnym momencie doszło do sytuacji, w której przenoszone ładunki z racji wymiarów czy masy, zaczęły pracownikowi zakładu zagrażać. I wtedy właśnie wymyślono manipulator – urządzenie, które pomimo prostej konstrukcji pozwalać będzie na osiągnięcie dwóch celów jednocześnie: z jednej strony odciąży pracownika, z drugiej – zwiększy bezpieczeństwo jego pracy.
Co to jest manipulator?
Manipulator jest urządzeniem łączącym zalety suwnicy, wciągarki czy żurawia – w porównaniu z nimi jednak znacznie mniejszym i poręczniejszym. Jego zadaniem jest podnoszenie ładunku zgodnie z poleceniami operatora za pomocą odpowiedniego chwytaka. Sam ładunek jest zawieszony w powietrzu – co umożliwia precyzyjne manewrowanie i duże możliwości jego obracania czy przesuwania – we wszystkich kierunkach. Manipulator jest po prostu urządzeniem służącym do… manipulowania – wyręczając w tym zadaniu człowieka. W zależności od ciężaru i specyfiki ładunku, może być wyposażony w najróżniejsze rodzaje chwytaków oraz zainstalowany w zakładzie przemysłowym w najróżniejszy sposób. Manipulatory przydają się zwłaszcza tam, gdzie czynności wykonywane przez operatora są powtarzalne, a ponadto wymagają dużej siły fizycznej i dokładności. Wykorzystaniu manipulatorów sprzyjają także krótkie czasy pomiędzy kolejnymi czynnościami wykonywanymi na tym samym stanowisku.
Prawo wymaga, rozsądek nakazuje
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Pracy i Polityki Społecznej z 14 marca 2000 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy ręcznych pracach transportowych: „pracodawca jest obowiązany stosować odpowiednie rozwiązania techniczne i organizacyjne zmierzające do wyeliminowania ręcznych prac transportowych”. Te same przepisy precyzują, jakie ciężary (zarówno w odniesieniu do rodzaju, jak i masy) może przenosić pracownik samodzielnie, a do jakich potrzebne są urządzenia pomocnicze. Rozporządzenie informuje także o konieczności takiej organizacji pracy związanej z przemieszczaniem materiałów, by wyeliminować ryzyko związane z dodatkowymi zagrożeniami – które mogą wynikać z transportu materiałów trujących, pylących czy żrących. Przepisy prawa stanowią oczywiście informację, jakie są górne granice dotyczące wykonywania prac związanych z przenoszeniem towarów ręcznie, nic nie stoi natomiast na przeszkodzie, by także i od tych „lżejszych” zadań pracownika odciążyć. W szczególności dotyczyć to będzie wszystkich tych ładunków, które z racji nietypowo rozłożonego obciążenia, nietypowego kształtu czy innych czynników prościej będzie transportować za pomocą specjalizowanych urządzeń. To właśnie nieporęczność przenoszonych ładunków jest, obok wagi, czynnikiem sprzyjającym zastosowaniu manipulatorów.
Podstawowym zadaniem manipulatora jest odciążenie pracownika w tzw. transporcie bliskim (obejmującym przenoszenie, podnoszenie, odkładanie i przekładanie itp.) – przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa i pracownikowi, i ładunkowi. Dzięki zastosowaniu manipulatora można także zmniejszyć liczebność pracowników na danym stanowisku, a zamiast trzech pracowników zajmujących się przeładunkiem beczek, zostawić jednego… operatora. Eliminacja zadania wymagającego dużej siły fizycznej daje także możliwość zatrudnienia na takim stanowisku kobiety – wyposażonej w manipulator jako element zastępujący siłę mięśni. Dodatkowo, operowanie ładunkiem za pomocą urządzenia mechanicznego sprzyja zwiększaniu precyzji i dokładności przeładunku, co pozostaje nie bez wpływu na ilość wypadków przy pracy, uszkodzeń ładunków i pozwala na minimalizowanie strat dla przedsiębiorstwa z tytułu tego typu zdarzeń. Manipulator to także psychologiczne odciążenie pracownika – który wykonuje pracę efektywniej, pozostając w poczuciu bezpieczeństwa.
Jaki manipulator wybrać?
O zastosowaniu manipulatorów coraz częściej decydują nie wyłącznie wymagania prawne zmuszające przedsiębiorców do ich stosowania, ale korzyści czysto ekonomiczne, wynikające z używania tych urządzeń. Wysoka produktywność i minimalizacja popełnianych błędów to jedno, a oszczędność etatów (w sytuacji stale rosnących kosztów zatrudnienia) – drugie. Koszty wdrożenia tego typu rozwiązań pozostają kwestią bardzo indywidualną – są to zazwyczaj urządzenia produkowane na konkretne zamówienia klientów. Ogrom korzyści wynikających z zastosowania „pomocnej dłoni” manipulatora wynika właśnie z ich zaawansowanego dopasowania do potrzeb przedsiębiorstwa. Zwykle jednak im cięższe ładunki, tym wyższa jest cena gotowego rozwiązania.
Manipulatory różnią się sposobem działania, choć zawsze pozostaje ona taka sama. Na rynku dostępne są rozwiązania pneumatyczne oraz hydrauliczne. Różnice dotyczą także długości ramienia, dopuszczalnego obciążenia i sposobu montażu gotowego mechanizmu. Manipulator może być stacjonarnym narzędziem, mocowanym bezpośrednio do podłoża, stanowiącym wydzielone stanowisko pracy. Może być także rozwiązaniem zamocowanym do sufitu – a eliminacja kolumny manipulatora sprzyja oszczędności przestrzeni. Osobną grupę stanowią takie rozwiązania, gdzie manipulator potrzebny będzie na większym obszarze – może być on wówczas zamontowany na specjalnym wózku, umieszczonym w torowisku (i na tym torowisku transportowany).
Zastosowania
Mnogość zastosowań manipulatorów wynika z prostej zasady ich działania. Wyręczają one człowieka przy prostych, powtarzalnych zadaniach, jakimi są przeładunki i transport na krótkie odległości. A że przeładunki towarzyszą niemal wszystkim rodzajom działalności przemysłowej… to niemal wszędzie manipulatory można wykorzystać. Osobną grupę rozwiązań stanowią manipulatory przeznaczone do robotów, będące ich uzupełnieniem i zwiększające możliwości. Manipulatory ręczne znalazły zastosowanie m.in. w przemyśle spożywczym – służąc do podnoszenia i układania serów czy szynek (zastąpienie człowieka maszyną ma przy takim zadaniu także aspekt sanitarny), ale także beczek, wiader czy butelek. Dużą liczbę zastosowań manipulatorów znaleźć można w zakładach motoryzacyjnych. Wysoka precyzja przydaje się przy „podawaniu” szyb (klejenie do nadwozia wymaga dużej dokładności), a spory udźwig – przy dostarczaniu do taśmy produkcyjnej kół samochodów ciężarowych czy akumulatorów. Rozwiązania o odpowiednio dużej ładowności mogą być przydatne przy przenoszeniu elementów karoserii czy nawet całych pojazdów. Manipulatory sprawdzają się także w przy transporcie bliskim materiałów budowlanych (np. cegieł) oraz w przemyśle drzewnym. Do podnoszenia elementów drewnianych zaprojektowano specjalne chwytaki, przeznaczone do transportu gotowych mebli, ale także płyt, paneli, palet, drzwi, okien i szyb. Ponadto do chwytaków mogą być montowane specjalne końcówki (na przykład tnące czy znaczące ładunki), co dodatkowo zwiększa liczbę zastosowań manipulatorów.
Różnice dotyczące manipulatorów wynikają m.in. ze sposobu ich działania jako narzędzi. Zwykle przyssawka uruchamiana jest za pomocą podciśnienia. Po zbliżeniu do ładunku wytwarzana jest próżnia, która przyciąga ładunek do przyssawki, umożliwiając jego podniesienie. Manipulator próżniowy jest zalecany wszędzie tam, gdzie ładunek jest na tyle solidny by utrzymał swój własny ciężar. W przypadku ładunków, w których środek ciężkości umieszczony jest nisko, zastosowanie manipulatora próżniowego może jednak prowadzić do odczepienia całości podczas przesuwania. Rozwiązaniem dla przesyłek, które nie zawsze można bezpiecznie złapać od góry, są manipulatory z zaciskiem bocznym. Tego typu narzędzie daje także lepszą kontrolę nad ładunkiem. Jeszcze innym rozwiązaniem są specjalne widełki – umożliwiające łapanie ładunku od spodu (niczym wózek widłowy). Taka technologia jest wolna i wymaga dużej dokładności (by odpowiednio „złapać” przesyłkę) – daje jednak możliwość podnoszenia nawet bardzo delikatnych i nieodpowiednio opakowanych przesyłek.
Oferta rynku
Jednym z liderów rynku manipulatorów jest włoska firma Dalmec, mająca dziś ponad 50 lat doświadczenia w produkcji tego typu urządzeń (i ponad 35 tys. sprzedanych manipulatorów). Dalmec to przede wszystkim manipulatory ze sztywnym ramieniem z serii Partner (dostępne jako Partner PM o udźwigu od 6 do 450 kg i Partner PS: 6–300 kg), uzupełnione manipulatorami przeznaczonymi do najcięższych zadań (Maxipartner – do 900 kg) i małych, drobniejszych ładunków (Micropartner i Minipartner). Ich uzupełnieniem są manipulatory linkowe: Posifil, Posivel i Speedyfil. Specjalnie na potrzeby przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i chemicznego powstał Partner PM Inox – o konstrukcji wykonanej w całości ze stali nierdzewnej (udźwig: 250 kg, promień 2500 mm).
Podciśnieniowe systemy transportu bliskiego ma w swojej ofercie także Schmalz. Jumbo to harmonijkowy podnośnik podciśnieniowy, przeznaczony do realizacji zadań związanych z przenoszeniem ładunków: palet, beczek, worków, płyt i innych. Duże powierzchnie przyssawek i zawór zwrotny o krótkim czasie reakcji zapobiegają „odpadaniu” ładunku, nawet w przypadku nagłego zaniku zasilania. VacuMaster jest przykładem zawiesia podciśnieniowego – urządzenia służącego do przenoszenia ładunków, ale mocowanego od góry (czyli do sufitu). Standardowe wersje VacuMastera mają ładowność do 2000 kg i dostępne są w pięciu klasach udźwigu (125, 250, 500, 750, 1000, 2000 kg). W sytuacji gdy urządzenie miałoby służyć także do przechylania lub obracania przenoszonych elementów – stosowane są elektryczne napędy linearne (a całość ma udźwig od 75 do 500 kg). Na rynku dostępne są także manipulatory i podnośniki innych firm. Ponad pół wieku doświadczenia ma na tym polu na przykład holenderska firma REMA, na rynku obecnych jest też wiele firm sprzedających i montujących manipulatory jednego z wcześniej wymienionych producentów.
Autor: Marcin Jurczak
