Industrijski roboti in prednosti njihove uvedbe v proizvodnjo, pomen robotike

Svet postaja vse bolj digitalen in napreden. O tem lahko sodimo na primer po tem, da se je število robotov, nameščenih v industriji po vsem svetu, v zadnjih desetih letih več kot potrojilo.

Robotika je novo orodje za kompleksno mehanizacijo in avtomatizacijo proizvodnje, tehnologija najnovejših generacij, ki daje najvišjo učinkovitost.

Robotika je nova kompleksna znanstveno-tehnična smer, ki vključuje razvoj, ustvarjanje in uporabo manipulatorji, roboti in robotski tehnološki kompleksi, ter s tem povezani organizacijski, socialno-ekonomski in psihološki vidiki, ki zahtevajo nov znanstveni pristop. Z uspešnim delovanjem na različnih področjih postopoma dokazuje svoje prednosti.

Avtomatizacija robotov za produktivnost, prilagodljivost in varnost

Zamisel o zamenjavi človeškega dela s stroji je znana že od antičnih časov.Industrijski robot je še en korak v razvoju fleksibilne avtomatizacije za optimizacijo proizvodnje, z zmožnostjo ne le nenehnega ponavljanja istih operacij z zajamčeno natančnostjo, ampak tudi z možnostjo enostavnega reprogramiranja v primeru spremembe proizvodnega programa uporabnika. .

Koncept se začne s preprostimi delovnimi postajami, kjer je robot opremljen s pozicionerjem za postavljanje teles in pozicioniranje delov v dveh ali več postajah, do celotne robotske proizvodne linije, kjer delovanje teles, vključno z nalaganjem in razkladanjem delov, nadzoruje roboti.

Pomembni pomočniki v današnjem svetu sodobne avtomatizacije so pogosto uporabljeni podporni sistemi, kot so slikovni sistemi ali kamere, ki robotom omogočajo odstranjevanje in manipuliranje velikih delov.

Zanesljivost robotov, njihova programska oprema, visoka zmogljivost in enostavnost upravljanja pa so bistveni predpogoji za pravilno delovanje teh naprav in sistemov.

Stopnja in načini avtomatizacije proizvodnje so bistveno odvisni od njene vrste in obsega, in če je v masovni in velikoserijski proizvodnji najbolj upravičena uporaba avtomatskih linij, potem v srednjeserijski in maloserijski ter posamični proizvodnji. kompleksna avtomatizacija postalo mogoče s prihodom računalnikov, CNC strojev in industrijskih robotov.

Na podlagi tehnološka oprema z digitalnim krmiljenjem in sestavljajo industrijske robote, linije za več izdelkov, oddelke, delavnice, imenovane fleksibilna avtomatizirana proizvodnja.

Glavno načelo gradnje tako prilagodljivih proizvodnih zmogljivosti je modularnost.Agilna avtomatizacija proizvodnje se je razvila od preproste do zapletene – prvotno zasnovane in implementirane prilagodljivi proizvodni moduli (PMM), so zgrajeni na njihovi podlagi fleksibilni proizvodni kompleksi (HPC) in končno prilagodljiva avtomatizirana proizvodnja (HAP).

Robote nove generacije je lažje namestiti in programirati, hkrati pa lažje komunicirajo med seboj

Njihov nadaljnji razvoj je ustvarjanje že skoraj opuščene avtomatske proizvodnje, kjer fleksibilno avtomatizirano proizvodnjo dopolnjujeta računalniško zasnovana proizvodnja izdelanih izdelkov (CAD) in tehnološka priprava njihove proizvodnje, načrtovanje in odpremno vodenje (ACS).

Glavna strukturna enota fleksibilnih proizvodnih modulov katere koli kompleksnosti so robotski tehnološki kompleksi (RTC), ki je lahko oblikovan na osnovi enega industrijskega robota, ki zagotavlja individualno ali skupinsko vzdrževanje pritrjene opreme ali celotnega cikla obdelave izdelka (na primer varjenje), ali na osnovi več industrijskih robotov, ki izvajajo med seboj povezane operacije.

Vsestranskost večine industrijskih robotov omogoča njihovo široko uporabo kot del robotskih tehnoloških kompleksov za različne vrste proizvodnje.

Napredek v robotski tehnologiji spodbuja vse večjo uporabo robotov

Intenzivno sprejemanje industrijske robotike danes in v prihodnosti je posledica številnih razlogov.

Prvič, ustvarjanje in razširjena uvedba industrijskih robotov in manipulatorjev, ki omogočajo intenziviranje različnih tehnoloških procesov in operacij, izključujejo uporabo ročnega nizkokvalificiranega in monotonega dela, zlasti v težkih, nevarnih in škodljivih pogojih za ljudi. .

V prihodnjih letih naj bi industrija z uvedbo novih vrst opreme in naprednih tehnologij zagotovila znatno povečanje proizvodnje. Čeprav se je delež fizičnega dela v industriji zmanjšal, je danes na svetu še vedno milijon ljudi s fizičnim delom.

Številne študije delovnih pogojev kažejo, da hrup negativno vpliva na okoli 30 % delavcev, 30 % jih mora delati po strogo predpisanem režimu, 25 % jih je izpostavljenih vlagi, vročini ali mrazu, 20 % jih dela v fizično neudobnih položajih ali pod dima in dima. 20 % jih je prisiljenih v velike fizične napore, 15 % pa dela ponoči.

Ti stresorji pogosto delujejo v kombinaciji; torej na približno 40 % delavcev hkrati vplivata dva, na okoli 25 % pa trije ali več dejavnikov. Skladno s tem uvedba robotike zagotavlja bistveno zmanjšanje deleža ročnega, težkega, škodljivega in dolgočasnega dela. (socialni dejavnik).

Industrijski roboti lahko opravljajo naloge, ki so jih prej lahko opravljali le ljudje

Poleg tega se je spremenila narava proizvodnje - približno 80% izdelkov se proizvaja v majhnih serijah. Zato postane avtomatizacija proizvodnje eden bistvenih vzvodov za povečanje produktivnosti dela v majhni proizvodnji. (ekonomski dejavnik).

Robotika vam omogoča, da rešite težave dvo- in triizmenskega dela, povečate obremenitev opreme in ritem njenega dela, izboljšate kakovost izdelkov in zmanjšate njihove stroške, predvsem v majhni proizvodnji.

Ustvarja predpogoje za prehod na kakovostno novo raven - ustvarjanje prilagodljivih avtomatiziranih proizvodnih sistemov, ki omogočajo hitro rekonfiguracijo za izvajanje operacij z različnimi zaporedji in naravo dejanj ter delo z minimalno človeško vpletenostjo.

Še večje je zbliževanje med človekom in strojem: vedno bolj delata z roko v roki in brez zaščitne ograje.

Glavne tehnične lastnosti industrijskih robotov določajo področje uporabe in proizvodni pogoji, za katere so namenjeni.

Opis in značilnosti sodobnih industrijskih robotov so vsebovani v člankih: Industrijski roboti v sodobni proizvodnji in Klasifikacija industrijskih robotov

Študije kažejo, da ob uporabi v določenih operacijah industrijski robot, odvisno od delovne izmene, nadomesti 1-3 delavce, poveča produktivnost dela za 60-80% in zmanjša stroške priprave proizvodnje za 45-50%.

Pri skupinski uporabi se učinkovitost industrijskih robotov močno poveča: produktivnost se poveča za najmanj 3- do 5-krat, v nekaterih primerih pa tudi za 8- do 10-krat, kapitalske naložbe in stroški vzdrževanja se relativno zmanjšajo, intenzivnost in ritem proizvodnje se premakneta. , povečanje kakovosti izdelkov, zmanjša se število zavrnjenih izdelkov.

Avtomobilska industrija je vodilna: z uporabo inteligentnih proizvodnih rešitev in industrijskih robotov namesto tekočih trakov, ki prevladujejo v tradicionalni proizvodnji že več kot 100 let.

Med področji zmanjševanja ročnega in težkega fizičnega dela je poleg robotov pomembno mesto namenjeno tudi najpreprostejšim napravam — manipulatorjikot sredstvo kompleksne mehanizacije proizvodnje.

V proizvodnji, kjer ni potrebe po zaščiti človeka pred okoljem in pogostim nakladanjem in razkladanjem opreme, so se razširili ukazno vodeni manipulatorji, za katere je značilno, da človeški operater zaporedno vklopi pogone vsake povezave posebej.

Takšni robotski manipulatorji so po zasnovi najpreprostejši, sorazmerno poceni in njihova uporaba ne vodi do spremembe tehnološkega procesa, saj se zlahka prilegajo obstoječi tehnologiji. Vsestranskost, nizki stroški in visoka učinkovitost pri nakladanju in razkladanju so njihove odlike.

Sodobni robotski manipulatorji ponujajo nove priložnosti v svetu dela

Številna dela, zlasti strojna montaža, konstrukcija in zaključna dela, dviganje in transport, skladiščenje in popravila, bo mogoče v bližnji prihodnosti mehanizirati izključno s pomočjo manipulatorjev.

Po izračunih bo zadovoljevanje industrijskih potreb robotskih manipulatorjev zmanjšalo število fizičnih delavcev v več kot 30 poklicih: ključavničarji za 4 %, serviserji za 3, pakirniki za 5, skladiščniki za 2,5, transporterji za 3 in nakladalci — za 5. %

Zaradi omrežnih inovacij se vse več robotov pojavlja v proizvodnih sektorjih, ki so šele pred kratkim odkrili avtomatizacijo. Primeri tega so živilska industrija, tekstilna industrija, lesnopredelovalna industrija in industrija plastike.

Do nedavnega so uporabo standardnih tipov industrijskih robotov spremljali številni varnostni ukrepi in ukrepi za preprečevanje nesreč. V tem pogledu je nova vrsta robotov (sodelujoči roboti), včasih imenovana tudi »koboti«, povsem revolucionarna rešitev.

Raziskave in razvoj kolaborativnih robotov se že od začetka osredotočajo na varnost in hkrati na možnost njihove integracije v delovne linije s človeškimi operaterji.

Tudi v zadnjem desetletju so bili industrijski roboti na udaru. Potem pa se je pojavilo sodelovalni roboti… Bistvo izraza "sodelovanje" pomeni, da lahko dela skupaj z ljudmi.

Kako bi to lahko izgledalo in zakaj ni nevarno? Zasnova robota je takšna, da ima omejeno moč in izhod, vključno s funkcijo, ki takoj ustavi robota, ko je zaznan trk, kar je mogoče storiti na več načinov. V mnogih aplikacijah se ta robot lahko uporablja brez varnostne zaščite.

Proizvajalci robotov lahko danes svojim kupcem ponudijo tak tip robota, ki po svojih karakteristikah izpolnjuje najstrožje zahteve in ima hkrati še vrsto drugih prednosti, ki jih lahko izpostavimo:

• Hkratno delovanje s človeškim operaterjem,
• prihranek prostora,
• enostavna nastavitev,
• visokozmogljivo,
• natančnost,
• zanesljivost.

Sodelujoči roboti so še vedno novi. Možnosti njihove uporabe še niso v celoti razkrite.Trenutno se koboti najbolj uporabljajo v elektronski industriji, vendar so njihove zmogljivosti uspešno uporabljene tudi v drugih panogah. Zaradi svoje prilagodljivosti in enostavne uporabe bodo svoje mesto našli tudi v logističnih in storitvenih panogah. Naše raziskave kažejo, da bodo ta neproizvodna področja predstavljala 21,3 % prodaje kobotov do leta 2024. Naši prijazni mali koboti imajo potencial za znatno rast v primerjavi z drugimi vrstami robotov!

— Jan Zhang, izvršni direktor podjetja Interact Analysis

Če delavec več ur na dan opravlja ponavljajočo nalogo, je pogosto razmeroma enostavno zamenjati sodelujočega robota v razmeroma kratkem času, zahvaljujoč preprostemu programiranju in konfiguraciji ter brez vseh varnostnih ukrepov, ki so potrebni za tradicionalne industrijske robote.

Iz istih razlogov je sodelujoči robot tudi veliko bolj dostopen (nižji ni le strošek robota, ampak tudi strošek namestitve, saj se zmanjša čas, potreben za vzdrževanje in konfiguracijo opreme robotske celice) in ga je zato lažje upravičiti. finančno.

Najboljši primeri uspešne implementacije tovrstnih robotov so v proizvodnih obratih, kjer obstaja več postaj, ki izvajajo istovrstne procese, na primer tehnološke procese z več CNC stroji.

Trenutno je treba ustvarjanje in izvajanje robotike prepoznati kot eno od prednostnih področij industrijskega razvoja.

Z razvojem in proizvodnjo industrijskih robotov se ukvarja več kot tisoč podjetij. Vsa večja podjetja začenjajo vlagati v industrijske robote.Nastajajo nova podjetja, specializirana za te izdelke, ter posredniška podjetja za uvajanje industrijskih robotov.

V vseh razvitih državah so ustanovljena nacionalna združenja za industrijsko robotiko, v nekaterih državah pa je delo na tem področju povzdignjeno v državni program.

V Rusiji je bilo ustanovljeno Nacionalno združenje udeležencev trga robotike (NAURR), katerega namen je razvoj trga robotike, širjenje mednarodnih odnosov in popularizacija robotike.