Ipari robotok a modern termelésben – típusok és eszközök

Az ipari robotokat ma széles körben használják az emberi termelésben. A szállítási és rakományi műveletek, valamint számos technológiai folyamat gépesítésének és automatizálásának egyik leghatékonyabb eszközeként szolgálnak.

Az ipari robotok bevezetésének pozitív hatása általában egyszerre több oldalról is észrevehető: nő a munkatermelékenység, javul a végtermék minősége, csökkennek a termelési költségek, javulnak az ember munkakörülményei, végül a vállalkozás átállása nagyban megkönnyíti az egyik típusú termék kibocsátását egy másikba.

Ahhoz azonban, hogy az ipari robotok bevezetésének ilyen kiterjedt és sokrétű pozitív hatása a már működő kézi gyártásra érvényesüljön, előre ki kell számítani magára a megvalósítási folyamatra, a robot árára a tervezett költségeket, ill. annak mérlegelésére is, hogy a gyártási és technológiai folyamatok összetettsége általában megfelelő-e az ipari robotok telepítését segítő modernizációs tervhez.

Valójában a gyártás kezdetben olykor annyira leegyszerűsödik, hogy a robotok telepítése egyszerűen nem praktikus, sőt káros is. Ezenkívül szakképzett személyzetre lesz szükség a robotok beállításához, karbantartásához, programozásához, és a munka során - segédeszközökhöz stb. Ezt fontos előre figyelembe venni.

Így vagy úgy, a robotizált pilóta nélküli megoldások a gyártásban manapság egyre aktuálisabbak, már csak azért is, mert az emberi egészségre gyakorolt ​​káros hatást minimálisra csökkentik. Tegyük hozzá azt a megértést, hogy a teljes feldolgozási és telepítési ciklus gyorsabban, füstszünetek nélkül, és minden olyan gyártásban rejlő hibák nélkül megy végbe, ahol egy robot helyett élő ember cselekszik. Az emberi tényező a robotok felállítása és a technológiai folyamat elindítása után gyakorlatilag kizárt.

Manapság a kézi munkát a legtöbb esetben a robotmanipulátor munkája váltja fel: szerszámfogás, szerszámrögzítés, munkadarab visszatartás, betáplálás a munkaterületre. Korlátozásokat csak a következők szabnak meg: teherbírás, korlátozott munkaterület, előre programozott mozgások.

Az ipari robot képes biztosítani:

• nagy termelékenység a gyors és pontos pozicionálásnak köszönhetően; jobb hatékonyság, mivel nem kell fizetést fizetni az általa helyettesített embereknek, elég egy operátor;

• kiváló minőség - 0,05 mm-es pontosság, alacsony a házasság valószínűsége;

• az emberi egészség biztonsága, például amiatt, hogy festéskor a festékekkel és lakkokkal való emberi érintkezés kizárt;

• Végül a robot munkaterülete szigorúan korlátozott, és minimális karbantartást igényel, még ha a munkakörnyezet kémiailag agresszív is, a robot anyaga ellenáll ennek a behatásnak.

Történelmileg az első szabadalmaztatott ipari robotot 1961-ben adta ki az Unimation Inc a General Motors New Jersey-i üzeme számára. A robot cselekvési sorrendjét kód formájában rögzítik egy mágneses dobon, és általánosított koordinátákban hajtják végre. A műveletek végrehajtásához a robot hidraulikus erősítőket használ. Ezt a technológiát később a japán Kawasaki Heavy Industries és az angol Guest, Keen és Nettlefolds is átvitték, így az Unimation Inc. robotgyártása valamelyest bővült.

1970-re a Stanford Egyetem kifejlesztette az első olyan robotot, amely egy emberi kar képességeire hasonlított 6 szabadságfokkal, amelyet számítógép vezérelt és elektromos meghajtással rendelkezett. Ugyanakkor a japán Nachi cég fejleszti. A német KUKA Robotics 1973-ban demonstrálná a Famulus hattengelyes robotot, a svájci ABB Robotics pedig most kezdené el árulni a szintén hattengelyes és elektromechanikusan hajtott ASEA robotot.

1974-ben a japán Fanuc cég megalapította saját gyártását. 1977-ben gyártották az első Yaskawa robotot.A számítástechnika fejlődésével a robotok egyre inkább bekerülnek az autóiparba: a nyolcvanas évek elején a General Motors negyvenmilliárd dollárt fektetett be saját gyárautomatizálási rendszerének kialakításába.

1984-ben a hazai Avtovaz licencet szerez a KUKA Robotics-tól, és elkezdi a robotok gyártását saját gyártósoraihoz. 1995-re a világ összes robotjának csaknem 70%-a Japánban lesz, annak hazai piacán. Így az ipari robotok végre meghonosodnak az autóiparban.

Hogyan megy az autógyártás hegesztés nélkül? Semmiképpen. Kiderült tehát, hogy a világ összes autóipara fel van szerelve több száz robothegesztő komplexummal. Minden ötödik ipari robot hegesztéssel foglalkozik. A következő igény egy robotrakodó, de az argon ív és a ponthegesztés az első.

Egyetlen kézi hegesztés sem képes megfelelni a varrat minőségének és a folyamatirányítás fokának egy speciális robottal. Mi a helyzet a lézerhegesztéssel, ahol akár 2 méter távolságból is fókuszált lézerrel 0,2 mm-es pontossággal hajtják végre a technológiai folyamatot – ez egyszerűen pótolhatatlan a repülőgépgyártásban és az orvostudományban. Ehhez hozzá kell adni a CAD/CAM digitális rendszerekkel való integrációt.

A hegesztőrobotnak három fő működési egysége van: munkatest, munkatestet vezérlő számítógép és memória. A munkatest kézi fogantyúval van felszerelve. A karosszéria három tengely (X, Y, Z) mentén mozgásszabadsággal rendelkezik, és maga a megfogó is tud e tengelyek körül forogni. Maga a robot a vezetők mentén mozoghat.

Egyetlen modern gyártóüzem sem nélkülözheti a ki- és berakodást, függetlenül a termékek méretétől és súlyától. A robot önállóan behelyezi a munkadarabot a gépbe, majd kirakja és elhelyezi. Egy robot egyszerre több géppel is kommunikálhat. Természetesen nem tehetjük meg, hogy ebben az összefüggésben megemlítjük a reptéri poggyászrakodást.

A robotok már most lehetővé teszik a személyi költségek minimálisra csökkentését. Nem csak olyan egyszerű funkciókról van szó, mint a lyukasztás vagy a sütő működése. A robotok sokkal nehezebb körülmények között képesek több súlyt emelni, miközben nem fáradnak el, és lényegesen kevesebb időt töltenek el, mint egy élő ember.

Az öntödékben és a kovácsoknál például hagyományosan nagyon nehézek a körülmények az emberek számára. Ez a fajta termelés a harmadik helyen áll a ki- és berakodás után a robotizálás szempontjából. Nem véletlen, hogy ma már szinte minden európai öntöde ipari robotokkal felszerelt automatizált rendszerekkel van felszerelve. A robot megvalósításának költsége több százezer dollárba kerül a vállalkozásnak, de egy nagyon rugalmas komplexum jelenik meg a rendelkezésére, amit bőven kompenzálnak.

Robotlézer és plazmavágás javítsa a hagyományos vonalakat plazmalámpákkal. Sarkok és I-gerendák háromdimenziós vágása, vágása, további feldolgozás előkészítése, hegesztés, fúrás. Az autóiparban ez a technológia egyszerűen pótolhatatlan, hiszen a bélyegzés és formázás után pontosan és gyorsan kell levágni a termékek éleit.

Egy ilyen robot képes kombinálni a hegesztést és a vágást is.A termelékenységet növeli a vízsugaras vágás bevezetése, amely kiküszöböli az anyagon a felesleges hőhatást, így két és fél perc alatt a Renault franciaországi robotgyárában kivágják a Renault Espace kupéinak fémén lévő összes apró lyukat.

Bútorok, autók és egyéb termékek gyártásánál a robotcső-hajlítás munkafejjel akkor hasznos, ha a csövet egy robot pozícionálja és nagyon gyorsan hajlítja. Egy ilyen cső most felszerelhető különféle elemekkel, amelyek nem zavarják a tüskék robot általi hajlítási folyamatát.

Szélezés, fúrás és marás – mi lehetne egyszerűbb egy robotnak, legyen az fém, fa vagy műanyag. A precíz és tartós manipulátorok nagy lendülettel kezelik ezeket a feladatokat. A munkaterület nincs korlátozva, elegendő egy kiterjesztett tengely vagy több vezérelt tengely felszerelése, amely kiváló rugalmasságot és nagy sebességet biztosít. Ezt az ember nem teheti meg.

A marószerszám forgási frekvenciája eléri a több tízezer fordulatot percenként, és a varratok köszörülése teljesen átalakul egyszerű, ismétlődő mozgások sorozatává. De a múltban a csiszolást és a csiszoló felületkezelést piszkosnak és nehéznek, valamint nagyon károsnak tartották. A paszta a csiszolószalag áthaladása után a nemezkorongos feldolgozás során automatikusan adagolásra kerül. Gyors és biztonságos a kezelő számára.

Az ipari robotika kilátásai óriásiak, hiszen a robotok alapvetően szinte bármilyen gyártási folyamatba beépíthetők és korlátlan mennyiségben.Az automata munka minősége olykor olyan magas, hogy az emberi kéz számára egyszerűen elérhetetlen. Vannak egész nagy iparágak, ahol a hibák és pontatlanságok elfogadhatatlanok: repülőgépgyártás, precíziós orvosi berendezések, ultraprecíziós fegyverek stb. Nem beszélve az egyes vállalkozások versenyképességének növekedéséről és a gazdaságukra gyakorolt ​​pozitív hatásról.