PROIECT
“Cobotix-6H” - Sistem Robotizat Industrial colaborativ cu 6 grade de libertate pentru automatizări

inteligente în procese industriale esențiale

 

Numar proiect

2022/022

Nume proiect

“ Cobotix-6” – Sistem Robotizat Industrial

Promotor proiect

Rolix Impex Series Srl

Partener proiect

Industrial S srl

Aria de focusare proiect

Mediu industrial

Obiectiv strategic

Reducerea dependenței de componente asiatice prin dezvoltarea unui cobot complet proiectat și realizat în România

Date tehnice robot

Date tehnice brate robotice de tip cobot de realizat in cadrul proiectului:

1. Grade libertate: 6

2. Lungime totala: 1400mm

3. Greutate maxima de ridicat: 10kg

4. Precizie in manipulare si repetabilitate: +/- 0.1mm

5. IP: IP54

6. Zgomot: <65dB

7. Comunicatii: ModBus si wifi

8. Mediu de operare: 0-45grade C

9. Accesorii: oprire de urgenta, controller, tableta de controll,

 

Proiectul urmărește creșterea productivității, reducerea costurilor operaționale și crearea unui mediu de lucru mai eficient și sustenabil. Prin implementarea acestei investiții, ne aliniem obiectivelor Industriei 4.0 și contribuim la competitivitatea pe termen lung a sectorului industrial.

 

 

Elementele unui COBOT

Un cobot (robot colaborativ) este un sistem mecatronic complex, compus dintr-o varietate de elemente mecanice și electrice care lucrează împreună pentru a realiza sarcinile dorite în colaborare cu oamenii. Iată principalele categorii de elemente:

Elemente Mecanice:

  • Structura cinematică (Brațul robotului):
    • Legături (Links): Corpuri rigide interconectate care formează scheletul robotului. Numărul și configurația lor determină gradul de libertate (DOF) al robotului.
    • Articulații (Joints): Conexiuni care permit mișcarea relativă între legături. Tipurile comune includ articulații rotative (revolute) și prismatice (glisante). Coboții au de obicei între 4 și 7 grade de libertate pentru a oferi flexibilitate în mișcare.
  • Sistem de acționare mecanică:
    • Reductoare de viteză (Gearboxes): Mecanisme utilizate pentru a reduce viteza de rotație a motoarelor și a crește cuplul disponibil la articulații. Tipurile comune includ reductoare armonice, planetare, cicloidale și melcate. Precizia și jocul redus sunt esențiale pentru coboti.
    • Transmisii de putere: Elemente care transferă mișcarea de la motor la reductor sau direct la articulație (ex: curele, lanțuri, șuruburi cu bile).
  • Efectorul final (End-Effector): Unealta atașată la ultimul segment al brațului robotului pentru a interacționa cu mediul. Exemple includ:
    • Clești (Grippers): Mecanisme pentru prinderea și manipularea obiectelor. Pot fi mecanici, pneumatici, electrici sau cu vacuum.
    • Scule speciale: În funcție de aplicație (ex: instrumente de sudură, pistoale de vopsit, șurubelnițe).
  • Sistem de echilibrare (Counterbalance Systems): În coboții mai mari, pot exista sisteme mecanice (ex: arcuri, contragreutăți) pentru a reduce efortul necesar motoarelor pentru a menține anumite poziții.
  • Elemente de fixare și asamblare: Șuruburi, bolțuri, elemente de prindere pentru a asambla componentele robotului.
  • Carenaje și protecții: Elemente structurale care acoperă și protejează componentele interne ale robotului.

Elemente Electrice:

  • Servomotoare (Servomotors): Motoare electrice cu feedback în buclă închisă (de obicei prin encodere) care permit un control precis al poziției, vitezei și cuplului articulațiilor.
  • Drivere pentru motoare (Motor Drivers): Circuite electronice care controlează alimentarea cu energie a servomotoarelor, primind comenzi de la controlerul robotului. Adesea integrate în articulații pentru a reduce cablajul.
  • Encodere (Encoders): Senzori de poziție rotativă atașați la motoare sau articulații pentru a oferi feedback precis controlerului. Pot fi absolute sau incrementale.
  • Senzori: Utilizați pentru a percepe mediul și starea robotului:
    • Senzori de forță/cuplu: Măsoară forțele și momentele aplicate robotului, esențiali pentru interacțiunea sigură cu oamenii și pentru aplicații de manipulare sensibilă.
    • Senzori de proximitate: Detectează apropierea de obiecte sau oameni pentru a asigura siguranța.
    • Senzori de coliziune: Detectează impactul pentru a opri mișcarea robotului în caz de coliziune.
    • Senzori de curent/tensiune: Monitorizează parametrii electrici ai motoarelor.
  • Controlerul robotului (Robot Controller): Un computer industrial care primește date de la senzori, execută algoritmi de control și generează comenzi pentru driverele motoarelor. Este "creierul" robotului.
  • Sistem de alimentare (Power Supply): Furnizează energia electrică necesară tuturor componentelor electrice ale robotului.
  • Cabluri și conectori: Asigură conexiunile electrice între diferitele componente. Cablajul este adesea intern și rutat cu grijă pentru a permite mișcarea articulațiilor fără a se deteriora.
  • Interfață om-mașină (HMI - Human-Machine Interface): Panou de control, tabletă sau software pe un computer extern utilizat pentru programarea, operarea și monitorizarea cobotului.
  • Sistem de siguranță: Circuite și componente dedicate pentru a asigura funcționarea sigură a cobotului în colaborare cu oamenii (ex: limitatoare de cuplu, monitoare de viteză, zone de siguranță)

 

La ce poate fi utilizat un COBOT?

1. Rezumat Executiv

Proiectul Cobotix-6H își propune să dezvolte un braț robotic colaborativ industrial cu 6 grade de libertate (6 DOF), destinat automatizării inteligente a proceselor industriale esențiale precum: sudură, vopsire, manipulare, lipire, debavurare, asamblare, paletizare, ambalare, inspecție de calitate, finisare și testare produse. Proiectul va fi implementat pe o perioadă de 24 luni, exclusiv în România, cu un buget estimat de maximum 250.000 euro. Acesta este conceput pentru a contribui la creșterea autonomiei tehnologice naționale și la reducerea dependenței de componente critice provenite din China, prin dezvoltarea unui produs integral proiectat și realizat local.

Brațul robotizat va avea o lungime totală de 1400 mm, o capacitate de manipulare de până la 10 kg, o repetabilitate de ±0,1 mm, grad de protecție IP54 și comunicații industriale moderne (Modbus și Wi-Fi). Toate mecanismele de acționare mecanică, ansamblurile electromecanice, proiectarea hardware (PCB-uri), controlul automat și software-ul vor fi dezvoltate intern, cu execuția componentelor realizată local.

 

Obiectivele principale

 Tehnice:

  • Proiectarea, execuția și integrarea unui sistem de acționare cu 6 grade de libertate bazat pe servomotoare, reductoare armonice și drivere poziționate în articulații
  • Integrarea de senzori de forță, coliziune și curent/tensiune
  • Realizarea unui prototip funcțional complet testat în condiții reale

 Comerciale:

  • Asigurarea unei alternative locale competitive față de soluțiile importate
  • Adaptarea cobotului la nevoile IMM-urilor românești din producție și logistică
  • Pregătirea comercializării sau licențierii tehnologiei după finalizarea proiectului

 Strategice:

  • Consolidarea capacității de cercetare-dezvoltare naționale în robotică industrială
  • Crearea unei baze tehnologice scalabile pentru o viitoare linie de produse autohtone
  • Susținerea obiectivelor UE privind sustenabilitatea și digitalizarea industriei

 

La finalul celor 24 de luni, proiectul va livra un prototip funcțional de cobot cu 6 grade de libertate, proiectat și executat integral în România, validat din punct de vedere tehnic, mecanic, electronic și software, pregătit pentru integrare în aplicații industriale variate.

 

2. Descrierea Tehnică a Proiectului

Specificații tehnice generale ale cobotului Cobotix-6H:

Specificație

Valoare tehnică

Grade de libertate (DOF)

6 axe articulate

Lungime totală

1400 mm

Sarcină utilă maximă

10 kg

Precizie/repetabilitate

± 0.1 mm

Grad de protecție

IP54 (praf și stropi de apă)

Nivel de zgomot

< 65 dB

Comunicare

Modbus RTU / TCP, Wi-Fi local

Interval de temperatură operare

0 – 45 °C

Alimentare

24–48 V DC (proiect adaptabil la rețea)

 

⚙Mecanismul de acționare

În centrul proiectului Cobotix-6H se află dezvoltarea și testarea mecanismelor de acționare articulate pentru un braț robotizat cu 6 grade de libertate. Brațul va fi alcătuit dintr-o serie de module independente, fiecare corespunzând unei articulații, astfel:

  • Servomotoare industriale compacte (cu encoder încorporat) – asigură mișcare precisă în fiecare grad de libertate.
  • Reductoare armonice de înaltă precizie – permit transmiterea cuplului necesar în condiții de spațiu limitat, fără joc mecanic.
  • Drivere poziționate în articulații – arhitectură distribuită ce permite control local rapid, reduce cablarea și crește modularitatea.

Această arhitectură avansată va permite o scalabilitate superioară și o întreținere facilă, esențială pentru mediile industriale moderne.

 

 Componente electronice și senzoriale cheie

Pentru asigurarea unui comportament colaborativ și sigur, Cobotix-6H va integra următoarele:

  • Senzori de forță/cuplu – montați în articulații sau la efectorul final, vor permite controlul forței în interacțiunea cu obiectele/manipularea delicată.
  • Senzori de coliziune – detectează contactul accidental cu obstacole sau operatori, trimițând comenzi de oprire.
  • Senzori de curent/tensiune – monitorizează consumul energetic și protejează sistemul de suprasarcini.

 

Efector final și interfață de control

  • Efector final modular – proiectat să permită atașarea de unelte industriale standard (torță sudură MIG/TIG, pensetă manipulare, aplicator vopsea, aspirator paletizare etc.).
  • Interfață de control mobilă – formată din:
    • Tabletă tactilă industrială cu interfață grafică prietenoasă, conectată prin Wi-Fi.
    • Controller dedicat ce gestionează în timp real comenzile și sincronizează datele din driverele articulațiilor.
    • Buton de oprire de urgență – asigură oprirea instantă a brațului în caz de pericol sau avarie.

 

⚙Modularitate și design intern

  • Toate subansamblele mecanice și suporturile interioare vor fi proiectate în România și executate intern (frezare CNC, carcase printate 3D sau turnate).
  • Cablarea va fi internă și integrată în structura brațului, pentru a evita expunerea componentelor sensibile.

 

 Siguranță și standarde

Cobotul va respecta principiile de siguranță în colaborarea om–robot conform standardelor ISO/TS 15066 și EN ISO 10218-1, prin:

  • limitarea vitezei și forței de contact;
  • control activ al cuplului și forței;
  • monitorizare constantă a poziției și accelerației în articulații.

 

3. Scopul și Necesitatea Proiectului

Scopul principal al proiectului Cobotix-6H

Proiectul Cobotix-6H are ca scop dezvoltarea și validarea unui braț robotic colaborativ (cobot) cu 6 grade de libertate, complet proiectat și executat în România, capabil să îndeplinească o gamă largă de sarcini industriale: sudură, vopsire, manipulare, lipire, debavurare, asamblare, paletizare, ambalare, finisare, testare și inspecție de calitate.

Cobotul va fi realizat cu un accent deosebit pe mecanismul de acționare intern (servomotoare, reductoare armonice, drivere, senzori), asigurând autonomie tehnologică și capacitate de producție locală.

 

Necesitatea proiectului – probleme identificate

 1. Lipsa unei soluții cobot autohtone performante

  • În prezent, nu există pe piața românească un braț robotizat colaborativ realizat local, capabil să concureze din punct de vedere tehnologic și economic cu sistemele importate.
  • IMM-urile din România care doresc să implementeze automatizări robotizate sunt nevoite să apeleze exclusiv la echipamente străine, costisitoare și dificil de întreținut local.

 2. Dependență de importuri din China și costuri mari

  • Piața este dominată de echipamente importate din China sau Coreea, a căror fiabilitate este variabilă, iar mentenanța este dificilă.
  • Timpii de livrare, costurile de transport și lipsa unor centre locale de service generează blocaje în procesele industriale.
  • Componenta de software/firmware este adesea restrictivă sau închisă, ceea ce îngreunează adaptarea la specificul local.

 3. Cerere în creștere pentru automatizare în IMM-uri românești

  • Automatizarea proceselor repetitive și periculoase a devenit o necesitate pentru supraviețuirea companiilor mici și mijlocii în contextul creșterii costurilor cu forța de muncă.
  • Producătorii români din domenii precum mobilă, automotive, prelucrări, ambalaje sau alimentație caută soluții accesibile și ușor de adaptat.
  • Lipsa unui produs local limitează accesul IMM-urilor la inovație și digitalizare.

 

 Rolul strategic al Cobotix-6H

Prin acest proiect, se urmărește crearea unei soluții robotizate de tip cobot, performantă, scalabilă și economic sustenabilă, proiectată integral în România, care:

  • să fie personalizabilă pentru diferite aplicații industriale;
  • să permită integrarea rapidă în linii de producție locale;
  • să reducă dependența critică de tehnologiile importate;
  • să contribuie la dezvoltarea capacităților naționale de cercetare și producție în robotică.

 

4. Analiza Pieței

Potențialul pieței de coboturi în România

Piața de roboți colaborativi (coboți) în România se află într-o etapă incipientă, dar cu o tendință accelerată de creștere, determinată de:

  • Creșterea costurilor cu forța de muncă și deficitul de personal calificat;
  • Presiunea asupra IMM-urilor de a digitaliza și automatiza procesele;
  • Necesitatea reducerii erorilor umane, a efortului fizic repetitiv și a accidentelor de muncă;
  • Atragerea de investiții în producția locală prin soluții flexibile de automatizare.

La nivel european, vânzările de coboți au crescut anual cu peste 15–20%, iar România urmează aceeași direcție, mai ales în sectorul privat industrial. Adopția tehnologiilor de automatizare colaborativă este încă limitată, ceea ce oferă o oportunitate reală pentru lansarea unui produs local competitiv.

 

 Domenii țintă pentru aplicarea Cobotix-6H

Cobotix-6H este proiectat să răspundă cerințelor din industrii care necesită:

  • Sudură MIG/TIG – pentru repetiție, precizie și reducerea expunerii operatorului;
  • Vopsire industrială – unde consistența și mișcările fluide sunt esențiale;
  • Asamblare de componente – în electronică, mecanică fină sau automotive;
  • Paletizare / ambalare – în logistică, FMCG, distribuție;
  • Manipulare și sortare piese – în linii de producție automatizate;
  • Testare și inspecție vizuală de calitate – cu senzori integrați;
  • Debavurare și finisare – în metalurgie sau prelucrări CNC.

Toate aceste aplicații necesită un braț robotizat flexibil, sigur și ușor de integrat în spații mici, caracteristici oferite de Cobotix-6H.

 

 Profilul clientului potențial

 IMM-uri industriale
Companii mici și mijlocii din România care doresc să automatizeze o parte din producție, dar nu au bugete pentru roboți industriali clasici sau personal tehnic specializat. Au nevoie de soluții ușor de programat, cu costuri de operare reduse și mentenanță locală.

 Integratori de soluții robotizate
Firme specializate în instalarea de linii de producție, care caută soluții modulare și flexibile, personalizabile în funcție de client.

 Ateliere tehnice, prototipare, prelucrări mici
Lucrări de sudură, vopsire sau asamblare în serii mici, unde este nevoie de versatilitate și precizie fără un cost prohibitiv.

 Companii din logistica, ambalare și automotive
Care caută automatizare în paletizare, inspecție vizuală, sortare sau manipulare repetitivă.

 

5. Obiective Tehnologice

Proiectul Cobotix-6H urmărește obținerea unui rezultat concret: un prototip complet funcțional de cobot industrial cu 6 grade de libertate, dezvoltat în România, cu accent pe execuția mecanică internă și pe integrarea inteligentă a componentelor electronice și senzoriale.

Obiectivele tehnologice sunt aliniate cu cele strategice, vizând independența tehnologică, scalabilitatea industrială și inovarea în acționare și control.

 

 1. Realizarea sistemului mecanic de acționare pentru braț 6 DOF

  • Proiectarea unei cinematici articulate cu 6 axe, optimizată pentru a acoperi aplicații industriale precum sudură, manipulare, finisare, paletizare etc.
  • Utilizarea de servomotoare cu encoder încorporat și reductoare armonice de precizie, pentru mișcări fluide, fără joc și cu răspuns rapid.
  • Integrarea driverelor în interiorul fiecărei articulații, reducând cablajul și crescând modularitatea sistemului.
  • Asigurarea unui grad de libertate complet în mișcare (rotații, înclinări, extensii) și a unei lungimi totale de 1400 mm, pentru acoperirea unei arii mari de lucru.

 

 2. Integrarea senzorilor de forță, coliziune, tensiune și curent

  • Implementarea de senzori de forță/cuplu, esențiali pentru interacțiuni sigure om–robot și pentru reglajul automat al efortului de manipulare.
  • Adăugarea de senzori de coliziune, pentru oprirea automată în caz de contact accidental, conform standardelor ISO de siguranță colaborativă.
  • Monitorizarea parametrilor electrici prin senzori de curent și tensiune, pentru prevenirea suprasarcinilor, diagnosticare în timp real și prelungirea duratei de viață a componentelor.
  • Transmiterea datelor în timp real către controllerul central, pentru control adaptiv al mișcărilor și protecția întregului sistem.

 

 3. Realizarea integrală a subansamblelor mecanice în România

  • Proiectarea și execuția componentelor mecanice portante, bratelor și articulațiilor prin prelucrări CNC locale, sudură de precizie și finisare industrială.
  • Utilizarea de materiale și standarde de calitate europene, pentru a asigura fiabilitatea și scalabilitatea produsului.
  • Montajul mecanic complet și testarea subansamblelor vor fi realizate intern, pentru asigurarea controlului total asupra calității și flexibilitate în îmbunătățiri rapide.
  • Se vor evita soluțiile comerciale „off-the-shelf” din import, promovând tehnologie proprie și independență de lanțurile de aprovizionare asiatice.

 

Livrarea unui braț robotic colaborativ care combină precizie, siguranță, modularitate și autonomie, complet proiectat și realizat în România, gata de validare industrială și pregătit pentru producție în serie sau personalizare pentru aplicații specifice.

 

6. Inovația Propusă

Proiectul Cobotix-6H introduce o serie de inovații tehnice și constructive menite să diferențieze acest cobot de alte soluții existente pe piață, cu accent pe miniaturizare inteligentă, eficiență structurală, modularitate industrială și execuție integrală în România.

 

 1. Poziționarea driverelor în articulații – reducere de spațiu și latență

O inovație esențială a proiectului constă în integrarea driverelor de control direct în fiecare articulație a brațului robotic.

  • Acest lucru reduce considerabil lungimea cablurilor, diminuând latența de transmisie a comenzilor și îmbunătățind sincronizarea între axe.
  • Se elimină nevoia unui panou central complex, ceea ce reduce volumul ocupat, simplifică designul și îmbunătățește răcirea pasivă.
  • Poziționarea locală a driverelor permite diagnosticare și mentenanță pe module individuale, fără a afecta întreg sistemul.

 

2. Realizarea in-house a reductoarelor armonice (Harmonic Drives)

Cobotix-6H va integra redresoare armonice proiectate și fabricate local, ceea ce reprezintă o inovație importantă în peisajul roboticii românești.

  • Reductoarele armonice sunt esențiale pentru transmiterea unui cuplu mare cu un raport de reducere ridicat și un joc mecanic aproape inexistent.
  • Execuția acestora in-house va permite:
    • Reducerea costurilor față de componentele importate;
    • Adaptarea geometriei pentru cerințe specifice ale proiectului;
    • Transfer tehnologic către alți dezvoltatori sau industrii din România.
  • Acest pas contribuie direct la autonomia tehnologică națională, reducând dependența de furnizori asiatici.

 

3. Modularitate și mentenanță facilă

Cobotul va fi conceput cu o arhitectură complet modulară:

  • Fiecare segment (braț, cot, încheietură) va putea fi înlocuit sau întreținut separat, reducând costurile de service.
  • Modulele articulate independente permit configurarea rapidă pentru aplicații diverse, dar și extinderea la versiuni cu 4 sau 7 DOF.
  • Documentația deschisă și standardizarea interfețelor mecanice/electrice vor sprijini reparabilitatea și reutilizarea în mediul industrial.

 

 4. Design scalabil pentru utilizări multiple în industrie

Designul Cobotix-6H este gândit astfel încât:

  • să fie adaptabil pentru o gamă variată de aplicații industriale, fără modificări majore de arhitectură (sudură, ambalare, testare etc.);
  • să poată fi personalizat ușor (efectori finali interschimbabili, opțiuni de montaj pe perete, tavan sau mobil);
  • să permită extinderea ulterioară în serii comerciale, cu costuri reduse de producție și integrare.

 

 Valoarea adăugată a inovației Cobotix-6H:

Prin abordarea sa tehnologică și arhitecturală, Cobotix-6H devine mai mult decât un simplu braț robotic – el devine o platformă industrială deschisă, scalabilă, fiabilă și sustenabilă, complet proiectată și executată în România.

 

7. Planul de Implementare

Implementarea proiectului Cobotix-6H este structurată pe o perioadă de 24 luni, împărțită în patru faze succesive și interdependente. Fiecare fază conține obiective clare, rezultate intermediare și activități tehnice esențiale pentru realizarea integrală a prototipului colaborativ cu 6 grade de libertate.

 

 Faza 1 – Proiectare și simulare (Lunile 1–6)

Obiectiv: Definirea completă a arhitecturii mecanice și funcționale a cobotului.

Activități cheie:

  • Proiectare 3D CAD a brațului cu 6 DOF (inclusiv efector final, carcasă, baze de fixare);
  • Modelare cinematică și determinarea spațiului de lucru;
  • Alegerea și dimensionarea servomotoarelor și reductoarelor armonice;
  • Realizarea analizelor FEM (Finite Element Method) pentru verificarea rezistenței și stabilității structurale;
  • Specificarea detaliată a componentelor electronice și senzoriale (tip, poziționare, interfață).

Rezultat intermediar: Documentație tehnică completă, plan de execuție și prototip digital.

 

 Faza 2 – Execuție mecanică (Lunile 7–12)

Obiectiv: Producerea fizică a componentelor și subansamblelor mecanice.

Activități cheie:

  • Prelucrarea CNC a componentelor din aluminiu, oțel și materiale compozite;
  • Realizarea internă a carcaselor, modulelor și elementelor structurale;
  • Asamblarea brațului mecanic (fără parte electrică) și verificarea cinematismului;
  • Fabricarea locală a reductoarelor armonice, pe baza designului intern;
  • Controlul calității asupra subansamblelor realizate.

Rezultat intermediar: Braț mecanic complet asamblat, fără electronice.

 

 Faza 3 – Integrare electro-mecanică (Lunile 13–18)

Obiectiv: Integrarea completă a elementelor de acționare, control și senzori.

Activități cheie:

  • Montarea servomotoarelor și driverelor direct în articulații;
  • Configurarea și montarea senzorilor (forță, coliziune, curent/tensiune);
  • Integrarea cablajului intern, testarea conexiunilor și optimizarea răcirii;
  • Dezvoltarea și încărcarea software-ului de control de bază;
  • Integrarea interfeței grafice pe tabletă și sistemul de comunicație Modbus/Wi-Fi.

Rezultat intermediar: Prototip complet montat, gata de testare funcțională.

 

 Faza 4 – Testare și validare (Lunile 19–24)

Obiectiv: Verificarea funcțională completă a cobotului și validarea prototipului.

Activități cheie:

  • Testare funcțională în sarcină (ridicare, poziționare, paletizare etc.);
  • Testare colaborativă – evaluarea siguranței la coliziune și reacția la comenzi;
  • Validarea preciziei și repetabilității (±0,1 mm) în scenarii simulate;
  • Îmbunătățiri de finețe pe structură, software sau senzori în funcție de rezultate;
  • Întocmirea raportului de validare și pregătirea pentru diseminare sau industrializare.

Rezultat final: Prototip funcțional de cobot Cobotix-6H validat tehnic, testat, documentat și pregătit pentru pre-serie.

 

8. Echipa Proiectului

Implementarea cu succes a proiectului Cobotix-6H se bazează pe o echipă multidisciplinară, cu experiență relevantă în domeniul ingineriei mecanice, mecatronicii, electronicii aplicate și cercetării în robotică industrială. Fiecare membru are un rol bine definit, contribuind la livrarea unui prototip colaborativ robust, funcțional și adaptat cerințelor industriale actuale.

 

 Coordonator proiect – Expert în robotică industrială

  • Răspunde de planificarea, monitorizarea și controlul general al proiectului.
  • Are experiență anterioară în proiecte de cercetare aplicată și dezvoltarea de sisteme robotizate.
  • Coordonează activitățile de management tehnic și științific, relația cu partenerii și raportarea către finanțator.

 

Inginer mecanic – specializat în cinematică și structuri portante

  • Responsabil de proiectarea brațului cobot în mediu CAD (3D), incluzând toate componentele articulate și suporturile portante.
  • Realizează analiza cinematică și simulările de efort (FEM), asigurând robustețea și ergonomia sistemului.
  • Colaborează strâns cu inginerul mecatronic pentru integrarea elementelor active în structura mecanică.

 

⚙Inginer mecatronică – specializat în integrarea sistemelor de acționare și senzori

  • Coordonează alegerea și integrarea servomotoarelor, driverelor, reductoarelor armonice și a senzorilor de forță, coliziune, curent și tensiune.
  • Dezvoltă și testează sistemul de comunicații (Modbus, Wi-Fi), precum și algoritmii de control distribuit.
  • Colaborează cu programatorii și operatorii pentru validarea funcțională a subsistemelor integrate.

 

 Tehnicieni specializați – execuție și testare

  • Se ocupă de prelucrarea, montajul și calibrarea componentelor mecanice în atelierele proprii.
  • Contribuie la cablarea sistemului, testele funcționale și depanările din faza de prototipare.
  • Sprijină activ echipa de ingineri în realizarea montajelor, adaptărilor și măsurătorilor industriale.

 

 Colaboratori externi (opțional)

  • În funcție de nevoi, echipa poate coopta specialiști externi pentru design PCB, dezvoltare software de control, testare în aplicații reale sau validare independentă.

 

Structura echipei este adaptabilă și scalabilă, asigurând flexibilitate în alocarea resurselor și expertiză concentrată pentru fiecare etapă tehnologică. Acest lucru oferă proiectului un avantaj strategic în livrarea unui rezultat complex, funcțional și replicabil.

 

9. Estimare Costuri și Buget

Implementarea proiectului Cobotix-6H necesită o structură financiară echilibrată, adaptată obiectivelor tehnico-științifice și etapele de dezvoltare asumate. Bugetul este orientat strategic spre activitățile de proiectare, achiziție, execuție și integrare, asigurând în același timp resurse pentru testare, validare și management de proiect.

Distribuția bugetară reflectă accentul pus pe realizarea integrală a subansamblelor mecanice și sistemelor de acționare, precum și pe dezvoltarea unui prototip funcțional cu aplicabilitate industrială reală.

 

Structura bugetului estimat

Categorie

Buget estimat (€)

Descriere

Proiectare mecanică și cinematică

35.000

Activități CAD 3D, simulări FEM, optimizări de structură

Achiziție componente mecanice

50.000

Profile, rulmenți, carcase, elemente de fixare

Servomotoare, reductoare, senzori

45.000

Componente de acționare, senzori de cuplu, coliziune, curent

Execuție subansamble interne

35.000

Prelucrări CNC, montaj module, carcase, mecanisme articulate

Testare și calibrare sistem

25.000

Validare funcțională, măsurători, îmbunătățiri hardware

Integrare software și control

30.000

Interfețe Wi-Fi, comunicație Modbus, logica de control, UI tactil

Cheltuieli administrative & PM

30.000

Management, raportări, logistică, audit, comunicare proiect

TOTAL ESTIMAT

~250.000

Buget maxim conform cerințelor proiectului Horizon-style

 

Observații:

  • Bugetul include atât cercetare aplicată, cât și execuție tehnologică internă.
  • Se acordă o pondere semnificativă mecanicii și electronicii, reflectând complexitatea sistemului de acționare și specificul colaborativ.
  • Nu sunt incluse costuri comerciale sau de marketing – proiectul este destinat prototipării și validării tehnologice.

 

Această structură bugetară permite livrarea unui prototip scalabil și adaptabil pentru aplicații industriale multiple, contribuind direct la creșterea capacității tehnologice a sectorului manufacturier românesc.

 

10. Parteneriate și Colaborări

Succesul proiectului Cobotix-6H este susținut nu doar de expertiza echipei interne, ci și de stabilirea unor colaborări strategice cu parteneri tehnologici, instituții de cercetare și furnizori specializați, care contribuie cu resurse, infrastructură și validare externă.

Prin aceste parteneriate, proiectul beneficiază de acces la expertiză avansată, echipamente complementare, know-how tehnologic și validare obiectivă, esențiale pentru atingerea unui nivel de maturitate tehnologică ridicat (TRL 6–7).

 

 Parteneri tehnologici din industrie

  • Colaborarea cu firme românești de prelucrări mecanice, prototipare rapidă și fabricare carcase metalice este esențială pentru realizarea subansamblelor interne ale brațului.
  • Exemple de parteneri pot include: ateliere CNC, producători de structuri industriale ușoare, firme specializate în aluminiu extrudat, carcase industriale și elemente de fixare.
  • Aceste parteneriate permit execuția rapidă, controlul calității și adaptarea designului la specificul industrial local.

 

 Universități și centre de cercetare – pentru testare și validare

  • Se vor stabili colaborări punctuale cu facultăți de inginerie mecanică, mecatronică, automatizări și robotică pentru:
    • Teste funcționale și evaluări independente;
    • Utilizarea laboratoarelor de analiză cinematică, senzoristică sau control embedded;
    • Validarea preciziei, forței, siguranței colaborative și a ciclurilor de funcționare.
  • Posibili parteneri: Universitatea Politehnica București, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, INCDMC – Institutul Național de Cercetare Dezvoltare pentru Mecatronică și Tehnica Măsurării.

 

 Furnizori europeni pentru servomotoare și senzori

  • Pentru componentele critice (servomotoare, reductoare armonice, senzori de forță, coliziune, curent/tensiune), proiectul va colabora cu furnizori europeni consacrați în robotică.
  • Acest lucru va asigura:
    • Fiabilitate crescută și suport tehnic localizat în UE;
    • Conformitate cu standardele de calitate și compatibilitate industrială;
    • Timp de livrare scurt și transparență în documentație tehnică.
  • Exemple posibile: Maxon (Elveția), Harmonic Drive AG (Germania), TQ Robotics (Germania), Roboteq (Franța), Techman (UE integratori).

 

 Sinergii și beneficii reciproce

  • Proiectul Cobotix-6H devine astfel un nucleu de cooperare între mediul de afaceri și cel academic, consolidând ecosistemul românesc de robotică aplicată.
  • Rezultatele obținute pot fi ulterior transferate partenerilor industriali, sub formă de licențe, servicii sau produse adaptate, contribuind la valorificarea cercetării în economia reală.

 

11. Strategia de Comercializare

După finalizarea fazei de cercetare, testare și validare a prototipului, proiectul Cobotix-6H va intra într-o etapă de transfer tehnologic și exploatare comercială a rezultatelor. Strategia de valorificare este construită pe trei direcții complementare, adaptate pieței din România: vânzare directă, licențiere industrială și replicare modulară.

 

 1. Vânzare directă către IMM-uri industriale

  • Se va realiza o ofertă standard de produs, bazată pe configurația de bază a prototipului Cobotix-6H, adresată în mod special IMM-urilor din domenii precum:
    • prelucrări mecanice;
    • ambalare și logistică;
    • sudură și finisare;
    • linii de producție alimentare sau electronice.
  • Avantajele competitive ale vânzării directe:
    • Prețuri accesibile, optimizate pentru bugete locale;
    • Asistență tehnică și mentenanță locală;
    • Configurație ușor de integrat în spații reduse sau neautomatizate anterior.

 

 2. Licențierea tehnologiei către integratori industriali locali

  • Pentru scalarea producției și diversificarea aplicațiilor, proiectul prevede licențierea tehnologiei Cobotix-6H către integratori de soluții industriale din România.
  • Aceștia pot:
    • adapta arhitectura cobotului la nevoile clienților proprii;
    • integra brațul în sisteme mai mari (celule robotizate, stații automate);
    • furniza asistență, instruire și extindere post-instalare.
  • Modelul de licențiere poate include:
    • vânzare cu drept de utilizare comercială (cu suport);
    • transfer de know-how tehnic;
    • furnizarea de kituri de montaj parțial preasamblate.

 

 3. Replicare modulară pentru linii de producție și personalizare

  • Datorită arhitecturii modulare, Cobotix-6H permite:
    • configurarea în funcție de aplicație: 4, 6 sau 7 DOF;
    • schimbarea rapidă a efectorului final;
    • montare pe podea, perete sau sisteme mobile.
  • Această flexibilitate tehnologică deschide calea pentru:
    • replicare rapidă în producție de serie mică;
    • integrare în linii industriale preexistente;
    • ofertare personalizată pentru aplicații punctuale.

 

 Obiectiv pe termen mediu (2–3 ani):

  • Lansa o linie pilot de producție cu parteneri locali pentru realizarea de 10–20 unități/an;
  • Asigura suport post-vânzare și actualizări software;
  • Construi un model scalabil de comercializare B2B cu potențial de extindere către export în Europa de Est.

 

12. Strategia de Proprietate Intelectuală

Întrucât proiectul Cobotix-6H dezvoltă o soluție robotică originală, realizată integral în România, protejarea rezultatelor cercetării este o componentă esențială pentru asigurarea valorificării comerciale și a sustenabilității inovării. Strategia de protecție a proprietății intelectuale este construită pe trei direcții: drepturi de autor, brevetare strategică și confidențialitate contractuală.

 

 1. Drepturi de autor asupra designului sistemului de acționare

  • Vor fi înregistrate drepturi de autor pentru:
    • documentația tehnică originală (modele CAD, scheme funcționale);
    • designul mecanic complet al sistemului de acționare pe 6 axe;
    • arhitectura modulară a sistemului de control integrat în articulații;
    • software-ul de bază de control (interfața de operare, logica de mișcare).
  • Acest tip de protecție este potrivit pentru rezultatele creative și originale, cu aplicabilitate directă în produsul comercial și manualele de utilizare.

 

 2. Posibil brevet – configurație articulații și poziționare drivere

  • Se va analiza oportunitatea înregistrării unui brevet de invenție pentru:
    • configurația mecanică inovativă a articulațiilor;
    • poziționarea distribuită a driverelor în articulații, care contribuie la reducerea latenței și cablajului;
    • designul integrat al sistemului modular ce permite reconfigurări rapide fără demontare completă.
  • Brevetul ar oferi protecție legală națională și europeană, conferind un avantaj competitiv major în cazul extinderii comerciale.

 

 3. Clauze de confidențialitate (NDA) pentru furnizori și colaboratori

  • În toate relațiile contractuale stabilite cu:
    • furnizori de componente;
    • firme de prelucrare;
    • colaboratori academici sau industriali;
    • dezvoltatori software;

se vor include clauze NDA (Non-Disclosure Agreement) care interzic:

    • reproducerea, redistribuirea sau divulgarea detaliilor tehnice;
    • utilizarea independentă a ideilor sau designului fără acord scris.
  • Această măsură asigură protecția know-how-ului generat și menține controlul asupra rezultatelor până la momentul lansării comerciale.

 

 Obiectiv general proprietate intelectuala:

Asigurarea unei strategii mixte de protecție a proprietății intelectuale care să permită:

  • valorificarea tehnologică prin licențiere sau comercializare;
  • limitarea copierii neautorizate a designului;
  • flexibilitate pentru extinderea în UE fără riscul pierderii exclusivității tehnologice.

 

13. Riscuri și Măsuri de Atenuare

Într-un proiect complex de cercetare și dezvoltare tehnologică precum Cobotix-6H, anticiparea și gestionarea riscurilor este esențială pentru atingerea rezultatelor planificate. Strategia de management al riscurilor este axată pe monitorizare proactivă, testare continuă și flexibilitate operațională, cu măsuri concrete pentru reducerea impactului potențial.

 

1. Riscuri tehnice – soluție: testare incrementală

Descriere: Pot apărea erori în proiectarea sau funcționarea subansamblelor mecanice, disfuncționalități în integrarea servomotoarelor și driverelor sau performanțe sub așteptări la nivelul preciziei sau vitezei.

Măsură de atenuare:

  • Implementarea unui plan de testare incrementală și modulară pentru fiecare componentă.
  • Validarea fiecărei articulații înainte de integrarea în sistemul complet.
  • Evaluarea funcțională în medii controlate, cu simulări de sarcini reale.

 

 2. Riscuri de aprovizionare – soluție: furnizori multipli din UE

Descriere: Întârzieri sau lipsa disponibilității componentelor critice (servomotoare, senzori, reductoare) pot afecta termenele proiectului.

Măsură de atenuare:

  • Selecția și contractarea a cel puțin doi furnizori alternativi din Uniunea Europeană pentru fiecare componentă majoră.
  • Achiziția anticipată pentru componentele cu termen lung de livrare.
  • Stoc tampon de piese esențiale, în special pentru testare și prototipare.

 

 3. Riscuri de cost – soluție: rezervă bugetară internă de 10%

Descriere: Creșteri neprevăzute de prețuri la materiale, servicii sau taxe pot depăși estimările inițiale.

Măsură de atenuare:

  • Includerea în buget a unei rezerve de risc de 10% din bugetul total (aprox. 25.000 €).
  • Achiziții etapizate, cu evaluări de piață înainte de fiecare fază majoră.
  • Flexibilitate în selecția tehnologiilor (ex. alternative mai economice pentru unele componente, dacă este cazul).

 

 4. Riscuri de integrare – soluție: validare timpurie a compatibilității componentelor

Descriere: Posibile incompatibilități între servomotoare, drivere, senzori și interfețele de comunicare pot afecta funcționalitatea generală.

Măsură de atenuare:

  • Realizarea de prototipuri funcționale intermediare pentru testarea comunicației și controlului la nivel de subsystem.
  • Utilizarea de protocoale standardizate (Modbus, CANopen, Wi-Fi industrial).
  • Implicarea echipei de integrare încă din etapa de proiectare mecanică.

 

 Abordare generală de management al riscului:

  • Monitorizarea permanentă a progresului prin milestone-uri tehnice;
  • Feedback rapid din testare pentru decizii informate;
  • Documentare completă a neconformităților și ajustare imediată.

 

14. Impact Economic și Industrial

Proiectul Cobotix-6H aduce un impact semnificativ asupra industriei românești prin dezvoltarea primului cobot industrial cu 6 grade de libertate realizat integral în România, adresând în mod direct nevoile de automatizare ale IMM-urilor și obiectivele strategice privind independența tehnologică națională.

 

1. Primul cobot 6 DOF (Six Degrees of Freedom) industrial românesc dezvoltat intern

  • Cobotix-6H marchează o premieră în peisajul tehnologic autohton, fiind primul prototip colaborativ cu 6 grade de libertate proiectat, executat și testat integral cu expertiză românească.
  • Realizarea sa va consolida competențele naționale în robotică, mecatronică și control automat, contribuind la dezvoltarea unui ecosistem industrial de producție de roboți în România.

 

 2. Reducerea costurilor de automatizare pentru IMM-uri

  • Soluția propusă oferă un echilibru optim între performanță, flexibilitate și cost, fiind proiectată special pentru a reduce bariera de intrare în automatizare a IMM-urilor.
  • IMM-urile vor beneficia de:
    • costuri de achiziție mai mici față de soluțiile importate;
    • întreținere locală și timp de răspuns redus;
    • adaptabilitate la aplicații diverse (sudură, ambalare, manipulare etc.).
  • Se estimează o scădere a costurilor de integrare robotică cu până la 30–40% pentru clienții locali.

 

 3. Contribuție la independența tehnologică a industriei locale

  • Prin producerea locală a subansamblelor mecanice, integrarea senzorilor și realizarea software-ului, Cobotix-6H reduce semnificativ dependența de tehnologii și componente importate, în special din China.
  • Proiectul consolidează capacitatea României de a proiecta, fabrica și menține roboți industriali colaborativi, susținând eforturile europene de resilient reshoring și autonomie strategică în sectoarele critice.
  • Este un exemplu de sinergie între cercetare aplicată, industrie și digitalizare, cu potențial de replicare în alte ramuri ale automatizării.

 

15. Monitorizare și Evaluare

Pentru a asigura atingerea obiectivelor proiectului în termenii și bugetul stabilit, Cobotix-6H va implementa un sistem riguros de monitorizare tehnică, financiară și administrativă, bazat pe livrabile clar definite, evaluări periodice și un mecanism intern de audit.

Această abordare permite menținerea controlului de calitate, adaptarea rapidă la eventuale deviații și asigură trasabilitatea progresului proiectului.

 

1. Livrabile clare și verificabile

Proiectul va fi structurat în livrabile intermediare și finale, care vor fi documentate, validate și arhivate. Printre livrabilele principale se numără:

  • Modele CAD și simulări FEM (Finite Element Method) pentru structura cobotului;
  • Documentație de execuție și montaj pentru subansamble mecanice și electronice;
  • Fișe de testare și calibrare pentru fiecare componentă integrată;
  • Prototip funcțional validat, testat în scenarii reale de utilizare;
  • Interfață de control operabilă și cod software sursă aferent.

 

2. Rapoarte lunare și milestone-uri intermediare

Proiectul va fi urmărit printr-un calendar structurat în etape-cheie (milestone-uri), cu livrabile și criterii de performanță specifice fiecărei faze:

  • Rapoarte tehnice lunare ce includ: progresul față de plan, probleme întâmpinate, soluții aplicate;
  • Revizuiri bimestriale de etapă (ex: după faza de proiectare, execuție mecanică, integrare etc.);
  • Întâlniri de echipă și sesiuni de validare tehnică pentru fiecare subsistem înainte de integrarea finală.

 

 3. Mecanism de audit intern și verificare

Pentru asigurarea calității și transparenței, va fi implementat un mecanism intern de audit care va evalua:

  • Execuția tehnică: conformitatea componentelor realizate cu specificațiile, acuratețea montajului, funcționalitatea sistemului;
  • Execuția financiară: încadrarea în buget, respectarea contractelor și transparența achizițiilor;
  • Respectarea calendarului: actualizarea planificării în funcție de realitatea din teren și raportarea întârzierilor.

Auditul va fi realizat fie de un responsabil desemnat din echipă, fie de un expert extern (consultant tehnic sau financiar), în funcție de cerințele finanțatorului.

 

 Obiectivul acestui sistem de monitorizare:

  • Asigurarea livrării unui prototip de înaltă calitate;
  • Justificarea clară și transparentă a tuturor etapelor de lucru;
  • Crearea unei baze solide pentru replicare, extindere și transfer tehnologic în etapa post-proiect.