Simo Hakala
Kobotti, cobotti, robotti, yhteistyörobotti? Mitä eroa näillä on? Mikä näistä kannattaisi hankkia? Näitä kysymyksiä olen ajoittain kohdannut, ja itse aiheen parissa työskennelleenä tulen harvoin ajatelleeksi, ettei termistö ole aina kaikille entuudestaan tuttu.
Olen kartuttanut omaa kokemustani teollisuusrobotiikan parissa noin puolentoista vuosikymmenen ajan, ja kohdalleni on osunut ainakin metalli-, puu-, muovi-, keramiikka- ja elintarviketeollisuuden sovelluksia. Olen tehnyt ohjelmointia, simulointia, asennuksia, huoltoja, korjauksia ja purkuja.
Avaan nyt hieman näitä termejä maallikkoystävällisempään muotoon. Vilkaisemme pikaisesti laitteiden syntyperään ja siihen, miksi yksi vaihtoehto on toista parempi, vai onko sittenkään.
Terminologia ja historia
Robotti sanana juontaa juurensa tšekin sanasta robota, jonka käännös tarkoittaa raatamista tai pakkotyötä (Aapala). Virallinen määritelmä teollisuusrobotista standardin ISO 10218-1 (2025) mukaan kuuluu vapaasti suomennettuna seuraavasti: ”automaattisesti ohjattu, uudelleenohjelmoitava, monikäyttöinen, vähintään kolmeakselinen manipulaattori, joka voi olla kiinteästi asennettu tai kiinnitetty mobiilialustaan, ja jota käytetään automaatiosovelluksiin teollisessa ympäristössä”. Sanaa on myös paljon käytetty tietojärjestelmien automaattisissa toiminnoissa, joissa käytetään nykyään vakiintuneena terminä sanan lyhyempää muotoa botti.
Kobotti on suomalainen kirjoitusasu sanasta cobot, joka on lyhenne sanoista collaborative robot eli suomennettuna yhteistyörobotti. Siis kobotti, cobot, yhteistyörobotti, kollaboratiivinen robotti – kaikki tarkoittavat samaa asiaa.
Teoreettinen perusta yhteistyörobotiikalle saatiin vuonna 1986 Yhdysvalloissa Stanfordin yliopiston professori O. Khatibin ja J. Burdickin julkaisussa Motion and force control of robot manipulators. Vuonna 1997 niin ikään Yhdysvalloissa Northwestern-yliopiston professoreille James Colgatelle ja Michael Peshkinille myönnettiin patentti nimellä Cobots. Sen jälkeen herrat Colgate ja Peshkin perustivat yrityksen Cobotics LLC kehittääkseen ja valmistaakseen kobotteja erityisesti kappaleenkäsittelyyn. Kaupallisesti käsivarsikobotteja on yleisemmin ollut saatavilla 2000-luvun loppupuolelta alkaen.
Oman kokemustaustani pohjalta minulle sana robotti tuo lähes poikkeuksetta mieleen käsivarsirobotin. Toki teollisuudessa käytetään roboteissa muitakin erilaisia rakenteellisia ratkaisuja, mutta koska vertailukohteena ovat kobotit, keskitymme sekaannuksien välttämiseksi tässä artikkelissa käsivarsirobotteihin.
Laitteet
Nyt kun tiedämme, mistä nämä nimet tulevat, tarkastellaan hieman niiden merkitystä. Aloitetaan robotista, karkeasti yksinkertaistettuna: robotti on verrattoman hieno ja monipuolinen manipulaattori.
No mikä sitten on manipulaattori? Manipulaattoriksi kutsutaan mekaanista kappaleen tai työkalun siirtolaitetta, jossa on kauko-ohjauksella tai automaattisesti toimiva ohjaus. Se, mikä erottaa robotin manipulaattorista, on manipulaattorin liikealuetta mekaanisesti rajoittava rakenne.
Manipulaattori on yleensä rakennettu tiettyyn tehtävään, ja sen liikkeet rajoittuvat kyseiseen toimintoon. Luonnollisesti myös robotin liikealuetta rajoittavana tekijänä on robottikäsivarren fyysinen koko, mutta kolmiulotteisen liikealueen sisällä voidaan liikkua lähes mihin tahansa pisteeseen. Lisäksi robotin rannenivelet mahdollistavat sen, että robotin käsivarren päähän kiinnitetty työkalu voidaan kallistaa näissä pisteissä lähes mihin tahansa asentoon. Työalueissa ja työkalujen orientaatioissa on paljon valmistaja- ja mallikohtaista vaihtelua.
Ulkoisesti kobotti eroaa roboteista lopulta yleensä aika vähän. Tosin siinä, missä perinteiset käsivarsirobotit voivat väkevimmillään käsitellä yli 2 000 kilogramman hyötykuormia, koboteilla harvoin näkee yli 50 kilogramman kuormia. Tämä on puhtaasti turvallisuuskysymys, sillä yhteistyörobotit on lähtökohtaisesti suunniteltu toimimaan ihmisten välittömässä läheisyydessä. Tämä mahdollistetaan muun muassa hitaammilla liikkeillä, kosketus- ja törmäystunnistimilla, nivelkohtaisilla voimatunnistimilla, kobotin ympäristöä tarkkailevalla anturoinnilla ja edellä mainittua maksimikuormaa rajoittamalla. Varmasti kukaan ei toivo kymmenien kilojen työkappaleen putoavan varpailleen esimerkiksi sähkökatkon aiheuttaman otteen lipeämisen takia.
Perinteiset teollisuusrobotit liikkuvat parhaimmillaan noin neljä metriä sekunnissa (14,4 kilometriä tunnissa). Äkkiseltään se ei kuulosta paljolta, mutta kyseessä voi usein olla jopa tonnin painoinen rautamöykky, joka ei todennäköisesti edes hidastu ihmisen kohdattuaan vaan jatkaa ohjelmoitua rataansa. Tästä syystä robotit yleensä sijoitetaan suljettuihin häkkeihin, joiden aukkoja ja luukkuja sähköiset turvalaitteet valvovat. Tämän lisäksi robotin operaattori velvoitetaan noudattamaan tiettyjä turvallisuusprotokollia, joilla estetään robotin käynnistäminen ihmisen ollessa robotin työalueella.
Robottien rajoitettuja liikenopeuksia käsitellään standardissa ISO 10218-2 (2025). Suurin sallittu kollaboratiivisen sovelluksen nopeus on rajattu 250 millimetriin sekunnissa (0,9 kilometriin tunnissa). Lisäksi kobotin nopeutta suositellaan rajoittamaan entisestään riippuen siitä, mikä ihmisen kehonosa on alttiina törmäykselle. Pään korkeudella tapahtuva törmäys katsotaan vaarallisimmaksi, joten sillä korkeudella suoritettavia liikkeitä tulisi ensisijaisesti välttää ja muutoin hidastaa eniten.
Nopeuden lasku itsessään ei vielä takaa turvallisuutta. Kobotti on juuri niin turvallinen kuin sen vaarallisin osa. Kobottien käsivarret muotoillaan yleensä sileiksi ja kulmat on pyöristetty kontaktipinnan kasvattamiseksi. Jos kuitenkin kobotin työkaluksi on valittu esimerkiksi sirkkeli tai porakone, saa unohtaa ajatuksen yhteistyöskentelystä ihmisen kanssa samassa tilassa.
Toisaalta silloin, kun käytetään pehmeitä imukuppeja, jotka on kiinnitetty joustavasta muovista tulostettuun pyöreäreunaiseeen työkalurunkoon, ja kun liikutellaan lantion korkeudella kevyitä kappaleita, on todennäköisesti turvallista liikkua suurimmalla sallitulla nopeudella. Jos kobotti tai sen osa törmää tällöin ihmiseen, aktivoituvat joko kobotin pinnalla oleva törmäystunnistin tai nivelissä olevat vääntömomenttitunnistimet. Muutamassa millisekunnissa, riippuen ohjelmoinnista, kobotin moottorien virta katkeaa ja moottorijarrut aktivoituvat, tai kobotti pysähtyy ja peruuttaa hieman ennen moottorien sammuttamista. Joissain tapauksissa moottoreita ei edes sammuteta, vaan kobotti odottaa hetken ja jatkaa liikettään toiveissaan, että törmäyksestä pöllämystynyt ihmispolo ymmärtää antaa kobotille enemmän tilaa toimia.
Akselien vääntötunnistus ei ole ainoastaan turvallisuustoiminto. Koboteille ominaisesti liikepisteitä ohjelmoitaessa voidaan sen käsivartta liikuttaa ihmiskäsin johdattamalla pisteestä toiseen, kun perinteisissä roboteissa liikuttaminen hoidetaan opetusyksiköstä ohjaamalla. Myös tavallisiin robotteihin on saatavana lisävarusteena käsin johdatukseen soveltuva kahva, joka tunnistaa ohjaavan käden liikkeet. Kobottia voi kuitenkin liikuttaa käytännössä lähes mistä tahansa kohtaa sen käsivartta johdattamalla.
Valinta käyttökohteen ja -tarpeen mukaan
Kumpi sitten tulisi valita, robotti vai kobotti? Tähän ei ole yksiselitteistä vastausta, vaan valinta tulee aina tehdä laitteelle suunnitellun tehtävän ja toimintaympäristön perusteella.
Robotin valintaa puoltaa vakiintunut tehtävä ympäristössä, joka ei edellytä ihmisen jatkuvaa läsnäoloa, ja sykliaika on merkittävässä roolissa. Niiden lisäksi kobotin turvallisen käytön estävät tekijät, kuten vaarallinen kuorma tai työkalu, puhuvat robotin valinnan puolesta.
Kobotin helppo uudelleenohjelmointi sopii pienemmillekin toistomäärille. Aiemmin kuvatut turvatoiminnot sallivat sen asentamisen kohteeseen, jossa tila on rajallinen ja robottikäsivarren eristäminen häkillä tai muilla turvalaitteilla toisi kohtuutonta haittaa muulle työnteolle alueen läheisyydessä.
Kun katsotaan kustannusnäkökulmasta pelkän käsivarren osalta, vastaavan hyötykuorman kobotti on lisääntyneen anturoinnin ja ohjelmistojen takia hieman tavallista robottia kalliimpi. Kun kuitenkin lasketaan mukaan perinteisen robotin ympärilleen vaatimat turvalaitteet ja -aidat, ero helposti tasaantuu tai voi jopa kallistaa vaakakupin kobotin eduksi.
Lopuksi
Robotiikka ja sen osana yhteistyösovellukset ovat laaja sekä alati kasvava ja muuttuva aihealue. Yritin pitää kirjoitukseni mahdollisimman kompaktina pintaraapaisuna, sillä aiheesta voisi tarinoida ja keskustella loputtomiin. Jos siis herätin mielenkiintosi tai jokin edellä mainituista asioista jäi vielä askarruttamaan, ota rohkeasti yhteyttä allekirjoittaneeseen tai muihin Centrian robotiikan asiantuntijoihin! Antureista, servomoottoreista. Niistä on pienet kobotit tehty.
Lähteet
Aapala, K. Sanojen alkuperä, Tekniikka: Robotti. Kotimaisten kielten keskus. Saatavissa: https://kotus.fi/sana/robotti/. Viitattu 13.10.2025.
Colgate J. & Peshkin M. 1997. Cobots. Northwestern University. USA US5952796A.
Fried, J., Davydof, E. & Pa, W. 1999. A Sophomore College Presentation. Robotics: A Brief History. Stanford University. Saatavissa: https://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/soco/projects/1998-99/robotics/history.html. Viitattu 16.10.2025.
Khatib, O. & Burdick, J. 1986. Motion and force control of robot manipulators. Proceedings. 1986 IEEE International Conference on Robotics and Automation. San Francisco: IEEE. 1381–1386. Saatavissa: https://ieeexplore.ieee.org/document/1087493. Viitattu 16.10.2025.
SFS-EN ISO 10218-2. 2025. Robotiikka. Turvallisuusvaatimukset. Osa 2: Teollisuusrobottiensovellukset ja robottisolut. Helsinki: SFS Suomen Standardit ry. 236 s.
Simo Hakala
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 050 570 0351
