Ipari robotok és megvalósításuk előnyei a gyártásban, a robotika jelentősége

A világ egyre digitálisabbá és progresszívebbé válik. Ezt például abból lehet megítélni, hogy az elmúlt tíz évben több mint háromszorosára nőtt az iparban telepített robotok száma világszerte.

A robotika a gyártás komplex gépesítésének és automatizálásának új eszköze, a legújabb generációk technológiája, a legmagasabb hatékonyságot biztosítva.

Robotika egy új komplex tudományos és műszaki irány, amely magában foglalja a fejlesztést, létrehozást és felhasználást manipulátorok, robotok és robottechnológiai komplexumok, valamint a kapcsolódó szervezeti, társadalmi-gazdasági és pszichológiai szempontok, amelyek új tudományos megközelítést igényelnek. Különböző területeken sikeresen dolgozva fokozatosan bizonyítja előnyeit.

Robotautomatizálás a termelékenység, a rugalmasság és a biztonság érdekében

Az emberi munka gépekkel való helyettesítésének gondolata ősidők óta ismert.Az ipari robot egy újabb lépés a termelés optimalizálását szolgáló rugalmas automatizálás fejlesztésében, amely nemcsak ugyanazokat a műveleteket garantált pontossággal tudja folyamatosan megismételni, hanem a felhasználó gyártási programjának változása esetén az egyszerű újraprogramozás lehetőségével is rendelkezik. .

A koncepció az egyszerű munkaállomásokkal kezdődik, ahol a robot egy pozicionálóval van felszerelve, amellyel testeket és alkatrészeket helyezhet el két vagy több állomáson, egészen a teljes robotgyártósorig, ahol a testek működését, beleértve az alkatrészek be- és kirakodását, a robotok.

A modern automatizálás világában manapság fontos segítők a széles körben használt kisegítő rendszerek, például képalkotó rendszerek vagy kamerák, amelyek lehetővé teszik a robotok számára, hogy nagy alkatrészeket távolítsanak el és kezeljenek.

A robotok megbízhatósága, szoftvereik, nagy teljesítménye és könnyű kezelhetősége azonban elengedhetetlen előfeltétele ezen eszközök és rendszerek megfelelő működésének.

A gyártásautomatizálás szintje és módszerei jelentősen függnek annak típusától és léptékétől, és ha a tömeg- és nagyüzemi gyártásban az automata sorok alkalmazása a leginkább indokolt, akkor a közepes szériás és kis szériás és egyedi gyártásban. komplex automatizálás a számítógépek, a CNC gépek és az ipari robotok megjelenése tette lehetővé.

Az alapon technológiai berendezések digitális vezérléssel valamint rugalmas automatizált gyártásnak nevezett ipari robotok, többtermékes sorok, szekciók, műhelyek összeszerelése.

Az ilyen rugalmas termelési létesítmények építésének fő elve a modularitás.Az agilis gyártásautomatizálás az egyszerűből a bonyolulttá fejlődött – eredetileg tervezett és megvalósított rugalmas gyártási modulok (PMM), ezek alapján épülnek fel rugalmas termelési komplexumok (HPC) és végül rugalmas automatizált gyártás (HAP).

Az új generációs robotok könnyebben telepíthetők és programozhatók, ugyanakkor könnyebben kommunikálnak egymással

Továbbfejlesztésük a már-már felhagyott automata gyártás kialakítása, ahol a rugalmas automatizált gyártás kiegészül a gyártott termékek számítógéppel tervezett gyártásával (CAD) és ezek gyártásának, tervezésének és kiszállításának technológiai előkészítésével (ACS).

Bármilyen komplexitású rugalmas gyártási modulok fő szerkezeti egysége robottechnológiai komplexumok (RTC), amely kialakítható egy ipari robot alapján, amely a csatlakoztatott berendezések egyedi vagy csoportos karbantartását vagy egy teljes termékfeldolgozási ciklust (például hegesztés) biztosít, vagy több, egymással összefüggő műveleteket végző ipari robot alapján.

A legtöbb ipari robot sokoldalúsága lehetővé teszi széleskörű alkalmazásukat robottechnológiai komplexumok részeként különböző típusú gyártáshoz.

A robottechnológia fejlődése ösztönzi a robotok növekvő használatát

Az ipari robotika jelenlegi és jövőbeni intenzív elterjedésének számos oka lehet.

Mindenekelőtt olyan ipari robotok és manipulátorok megalkotása és széleskörű bevezetése, amelyek lehetővé teszik a különböző technológiai folyamatok és műveletek intenzívebbé tételét, a kézi, alacsonyan képzett és monoton munkaerő alkalmazásának kizárását, különösen nehéz, veszélyes és embert károsító körülmények között. .

Az elkövetkező években az iparágnak jelentős termelésnövekedést kell biztosítania új típusú berendezések és progresszív technológiák bevezetésével. Bár az iparban csökkent a kétkezi munka aránya, ma is egymillió ember dolgozik a világon.

Számos munkakörülmény-tanulmány kimutatta, hogy a dolgozók mintegy 30%-át károsan érinti a zaj, 30%-uk szigorúan szabályozott munkarend szerint dolgozik, 25%-uk nedvességnek, melegnek vagy hidegnek van kitéve, 20%-uk fizikailag kényelmetlen pozícióban vagy alatt dolgozik. füst és füstviszonyok. 20%-uk nagy fizikai erőfeszítésre kényszerül, 15%-uk pedig éjszaka dolgozik.

Ezek a stresszorok gyakran együtt hatnak; ezért a dolgozók körülbelül 40%-át egyszerre két, körülbelül 25%-át pedig három vagy több tényező érinti. Ennek megfelelően a robotika bevezetése jelentősen csökkenti a kézi, nehéz, káros és fárasztó munkavégzés arányát. (társadalmi tényező).

Az ipari robotok olyan feladatokat is elláthatnak, amelyeket korábban csak ember végezhetett el

Ezenkívül megváltozott a gyártás jellege – a termékek mintegy 80%-át kis tételekben állítják elő. Ezért a termelés automatizálása a kisüzemi termelésben a munkatermelékenység növelésének egyik alapvető eszközévé válik. (gazdasági tényező).

A robotika lehetővé teszi a két- és háromműszakos munkavégzés problémáinak megoldását, a berendezések terhelési tényezőjének és munkaritmusának növelését, a termékek minőségének javítását és a költségek csökkentését, elsősorban a kisüzemi termelésben.

Megteremti az előfeltételeket egy minőségileg új szintre lépéshez – rugalmas automatizált termelési rendszerek létrehozása, amelyek lehetővé teszik a gyors újrakonfigurálást, hogy különböző sorrendű és jellegű műveleteket hajtsanak végre, valamint minimális emberi részvétellel.

Még nagyobb közeledés tapasztalható ember és gép között: egyre inkább kéz a kézben, védőkerítés nélkül dolgoznak.

Az ipari robotok főbb műszaki jellemzőit az alkalmazási terület és a gyártási feltételek határozzák meg, amelyekre szánják őket.

A modern ipari robotok leírását és jellemzőit a cikkek tartalmazzák: Ipari robotok a modern gyártásban és Az ipari robotok osztályozása

Tanulmányok azt mutatják, hogy bizonyos műveletek során egy ipari robot a műszaktól függően 1-3 dolgozót helyettesít, 60-80%-kal növeli a munka termelékenységét és 45-50%-kal csökkenti a gyártás előkészítési költségeit.

Csoportos használat esetén az ipari robotok hatékonysága meredeken növekszik: a termelékenység legalább 3-5-szörösére, esetenként 8-10-szeresére nő, a beruházási és karbantartási költségek viszonylag csökkennek, a termelés intenzitása és ritmusa eltolódik. , a termék minőségének növelése, a selejtezések száma csökken.

Az autóipar élen jár: intelligens gyártási megoldásokat és ipari robotokat használ a hagyományos gyártást több mint 100 éve uralt összeszerelő sorok helyett.

A kézi és nehéz fizikai munka csökkentésének területei között a robotok mellett fontos helyet foglalnak el a legegyszerűbb eszközök is – manipulátorokmint a termelés komplex gépesítésének eszköze.

A gyártásban, ahol nem kell megvédeni az embert a környezettől és a berendezések gyakori be- és kirakodásától, elterjedtek a parancsvezérelt manipulátorok, amelyekre jellemző, hogy az emberi kezelő szekvenciálisan kapcsolja be az egyes linkek meghajtóit külön-külön.

Az ilyen robotmanipulátorok a legegyszerűbb felépítésűek, viszonylag olcsók, használatuk nem vezet a technológiai folyamat változásához, mivel könnyen illeszkednek a meglévő technológiába. Megkülönböztető tulajdonságaik a sokoldalúság, az alacsony költség és a nagy hatékonyság a be- és kirakodási műveletekben.

A modern robotmanipulátorok új lehetőségeket kínálnak a munka világában

Sokféle munka, különösen a gépészeti összeszerelés, építés és befejezés, emelés és szállítás, raktározás és javítás a közeljövőben kizárólag manipulátorok segítségével gépesíthető.

A számítások szerint a robotmanipulátorok ipari igényeinek kielégítése több mint 30 szakmában csökkenti a kétkezi munkások számát: a lakatosoknál 4, a javítónál 3, a csomagolónál 5, a raktárosoknál 2,5, a szállítóknál 3 és a rakodóknál 5 fő. %

A hálózati innováció eredményeként egyre több robot jelenik meg azokban a gyártási szektorokban, amelyek csak nemrég fedezték fel az automatizálást. Ilyen például az élelmiszeripar, a textilipar, a fafeldolgozó ipar és a műanyagipar.

Egészen a közelmúltig a szabványos típusú ipari robotok használatát számos biztonsági és baleset-megelőzési intézkedés kísérte. Ebben a tekintetben az új típusú robotok (kollaboratív robotok), amelyeket néha "kobotoknak" neveznek, teljesen forradalmi megoldás.

A kollaboratív robotok kutatása és fejlesztése kezdettől fogva a biztonságra és egyúttal az emberi kezelőkkel végzett munkasorokba való beépítés lehetőségére összpontosított.

Az ipari robotok még az elmúlt évtizedben is a kerítésen voltak. De aztán megjelent együttműködő robotok… Az "együttműködés" kifejezés lényege azt jelenti, hogy tud együtt dolgozni az emberekkel.

Hogyan nézhet ki ez, és miért nem veszélyes? A robot kialakítása olyan, hogy korlátozott teljesítményű és teljesítményű, beleértve egy olyan funkciót is, amely ütközés észlelésekor azonnal leállítja a robotot, ami többféleképpen is megtehető. Számos alkalmazásban ez a robot biztonsági védelem nélkül is használható.

Ma már a robotgyártók olyan robottípust tudnak kínálni vásárlóiknak, amely jellemzőit tekintve a legszigorúbb követelményeknek is megfelel, ugyanakkor számos egyéb, kiemelhető előnnyel is rendelkezik:

• Egyidejű kezelés emberi kezelővel,
• helytakarékos,
• egyszerű beállítás,
• nagy teljesítményű,
• pontosság,
• megbízhatóság.

Az együttműködő robotok még mindig újak. Alkalmazásuk lehetőségei még nem teljesen tisztázottak.Jelenleg a kobotokat az elektronikai iparban használják legszélesebb körben, de képességeiket sikeresen alkalmazzák más iparágakban is. Rugalmasságuknak és könnyű kezelhetőségüknek köszönhetően a logisztikai és szolgáltatóiparban is megállják a helyüket. Kutatásaink azt mutatják, hogy ezek a nem gyártási területek 2024-re a kobot-eladások 21,3%-át teszik ki. Barátságos kis kobotjaink jelentősen növekedhetnek más típusú robotokhoz képest!

— Jan Zhang, az Interact Analysis vezérigazgatója

Ha egy dolgozó naponta több órán keresztül ismétlődő feladatot hajt végre, gyakran viszonylag könnyű egy együttműködő robotot viszonylag rövid idő alatt lecserélni, köszönhetően az egyszerű programozásnak és konfigurációnak, valamint a hagyományos ipari robotokhoz szükséges összes biztonsági intézkedés nélkül.

Ugyanezen okok miatt a kollaboratív robot is sokkal megfizethetőbb (nem csak a robot költsége alacsonyabb, hanem a telepítési költség is, mivel nincs időigényes a robotcella berendezés karbantartásához és konfigurálásához), ezért könnyebben indokolható. anyagilag.

Az ilyen robotok sikeres megvalósítására a legjobb példák azok a gyártóüzemek, ahol több állomás végez azonos típusú folyamatokat, például több CNC géppel végzett technológiai folyamatokat.

Jelenleg a robotika létrehozását és megvalósítását az iparfejlesztés egyik kiemelt területeként kell elismerni.

Több mint ezer cég foglalkozik ipari robotok fejlesztésével és gyártásával. Minden nagyobb vállalat elkezd ipari robotokba fektetni.Új, ezekre a termékekre szakosodott cégek jönnek létre, valamint közvetítő cégek ipari robotok bevezetésére.

Valamennyi fejlett országban létrejöttek az ipari robotikával foglalkozó nemzeti egyesületek, egyes országokban pedig állami program rangra emelték az ezen a területen végzett munkát.

Oroszországban megalakult a Robotikai Piaci Résztvevők Országos Szövetsége (NAURR), melynek célja a robotikai piac fejlesztése, a nemzetközi kapcsolatok bővítése és a robotika népszerűsítése.