Tööstusrobotid ja nende rakendamise eelised tootmises, robootika tähtsus

Maailm muutub järjest digitaalsemaks ja progressiivsemaks. Seda saab hinnata näiteks selle järgi, et maailmas on tööstusesse paigaldatud robotite arv viimase kümne aastaga enam kui kolmekordistunud.

Robootika on uus tööriist tootmise keerukaks mehhaniseerimiseks ja automatiseerimiseks, uusimate põlvkondade tehnoloogia, mis annab kõrgeima efektiivsuse.

Robootika on uus kompleksne teaduslik-tehniline suund, mis hõlmab arendust, loomist ja kasutamist manipulaatorid, robotid ja robottehnoloogilised kompleksid, samuti sellega seotud organisatsioonilised, sotsiaal-majanduslikud ja psühholoogilised aspektid, mis nõuavad uut teaduslikku lähenemist. Edukalt erinevates valdkondades töötades tõestab see järk-järgult oma eeliseid.

Robotiautomaatika tootlikkuse, paindlikkuse ja ohutuse tagamiseks

Idee asendada inimtöö masinatega on tuntud juba iidsetest aegadest.Tööstusrobot on järjekordne samm tootmist optimeeriva paindliku automatiseerimise arendamisel, millel on võimalus mitte ainult pidevalt korrata samu toiminguid garanteeritud täpsusega, vaid ka lihtsa ümberprogrammeerimise võimalusega, kui kasutaja tootmisprogrammis muutub. .

Kontseptsioon algab lihtsatest tööjaamadest, kus robot on varustatud positsioneerijaga kehade ja osade paigutamiseks kahte või enamasse jaama, kuni kogu roboti tootmisliinini, kus kehade funktsiooni, sh osade peale- ja mahalaadimist juhib robotid.

Kaasaegse automatiseerimise maailmas on tänapäeval olulisteks abimeesteks laialdaselt kasutatavad abisüsteemid nagu pildisüsteemid või kaamerad, mis võimaldavad robotitel suuri osi eemaldada ja nendega manipuleerida.

Robotite töökindlus, nende tarkvara, kõrge jõudlus ja kasutuslihtsus on aga nende seadmete ja süsteemide nõuetekohase toimimise hädavajalikud eeldused.

Tootmise automatiseerimise tase ja meetodid sõltuvad oluliselt selle tüübist ja mastaabist ning kui mass- ja suurtootmises on automaatliinide kasutamine enim põhjendatud, siis keskmise seeria ja väikepartii ning üksiktootmise puhul. keeruline automatiseerimine sai võimalikuks arvutite, CNC-masinate ja tööstusrobotite tulekuga.

Alusel digitaalse juhtimisega tehnoloogilised seadmed ja monteerida tööstusroboteid, mitme tooteliine, sektsioone, töökodasid, mida nimetatakse paindlikuks automatiseeritud tootmiseks.

Peamine põhimõte selliste paindlike tootmisruumide ehitamisel on modulaarsus.Agiilne tootmisautomaatika on arenenud lihtsast keeruliseks – algselt kavandatud ja juurutatud paindlikud tootmismoodulid (PMM), on nende alusel ehitatud paindlikud tootmiskompleksid (HPC) ja lõpuks paindlik automatiseeritud tootmine (HAP).

Uue põlvkonna roboteid on lihtsam paigaldada ja programmeerida ning samal ajal on neil lihtsam omavahel suhelda

Nende edasiarenduseks on peaaegu mahajäetud automaattootmise loomine, kus paindlikule automatiseeritud tootmisele lisandub arvutipõhiselt projekteeritud toodetud toodete tootmine (CAD) ning nende tootmise, planeerimise ja lähetamise juhtimise tehnoloogiline ettevalmistus (ACS).

Mis tahes keerukusega paindlike tootmismoodulite peamine struktuuriüksus on robottehnoloogia kompleksid (RTC), mis võib olla moodustatud ühe tööstusroboti baasil, mis tagab ühendatud seadmete individuaalset või grupihooldust või täielikku tootetöötlustsüklit (näiteks keevitamine), või mitme omavahel seotud toiminguid sooritava tööstusroboti baasil.

Enamiku tööstusrobotite mitmekülgsus võimaldab neid laialdaselt kasutada robotite tehnoloogiliste komplekside osana erinevat tüüpi tootmiseks.

Robootikatehnoloogia edusammud suurendavad robotite kasutamist

Tööstusrobootika intensiivne kasutuselevõtt praegu ja tulevikus on tingitud mitmest põhjusest.

Esiteks tööstusrobotite ja manipulaatorite loomine ja laialdane kasutuselevõtt, mis võimaldavad intensiivistada erinevaid tehnoloogilisi protsesse ja toiminguid, välistada käsitsi vähekvalifitseeritud ja monotoonse tööjõu kasutamine, eriti rasketes, ohtlikes ja inimestele kahjulikes tingimustes. .

Lähiaastatel peaks tööstus tagama märkimisväärse toodangu kasvu uut tüüpi seadmete ja progressiivsete tehnoloogiate kasutuselevõtu kaudu. Kuigi füüsilise töö osakaal tööstuses on vähenenud, on maailmas praegugi miljon inimest käsitsitööl.

Arvukad töötingimuste uuringud näitavad, et müra mõjutab negatiivselt umbes 30% töötajatest, 30% peavad töötama rangelt reguleeritud režiimi järgi, 25% puutuvad kokku niiskuse, kuuma või külmaga, 20% töötavad füüsiliselt ebamugavas asendis või all. suitsu ja suitsu tingimused. 20% on sunnitud tegema suuri füüsilisi pingutusi ja 15% töötab öösel.

Need stressorid toimivad sageli koos; seetõttu mõjutab umbes 40% töötajatest samaaegselt kaks ja umbes 25% kolm või enam tegurit. Sellest lähtuvalt võimaldab robootika kasutuselevõtt oluliselt vähendada käsitsi, raske, kahjuliku ja tüütu töö osakaalu. (sotsiaalne tegur).

Tööstusrobotid suudavad täita ülesandeid, mida varem said täita ainult inimesed

Lisaks on muutunud tootmise iseloom — umbes 80% toodetest toodetakse väikeste partiidena. Seetõttu muutub tootmise automatiseerimine üheks oluliseks hoovaks tööviljakuse tõstmisel väiketootmises. (majanduslik tegur).

Robootika võimaldab peamiselt väiketootmises lahendada kahe- ja kolmevahetusega tööjõu probleeme, tõsta seadmete koormustegurit ja töörütmi, parandada toodete kvaliteeti ja vähendada nende maksumust.

See loob eeldused liikumiseks kvalitatiivselt uuele tasemele — paindlike automatiseeritud tootmissüsteemide loomiseks, mis võimaldavad kiiret ümberseadistamist, et sooritada erineva järjekorra ja iseloomuga toiminguid ning töötada minimaalse inimese kaasamisega.

Inimese ja masina vahel on veelgi suurem lähenemine: nad töötavad üha enam käsikäes ja ilma kaitsetarata.

Tööstusrobotite peamised tehnilised omadused määravad ära kasutusvaldkond ja tootmistingimused, milleks need on mõeldud.

Kaasaegsete tööstusrobotite kirjeldus ja omadused sisalduvad artiklites: Tööstusrobotid kaasaegses tootmises ja Tööstusrobotite klassifikatsioon

Uuringud näitavad, et teatud toimingutes kasutades asendab tööstusrobot olenevalt töövahetusest 1-3 töötajat, tõstab tööviljakust 60-80% ja vähendab toodangu ettevalmistamise kulusid 45-50%.

Gruppides kasutamisel tõuseb tööstusrobotite efektiivsus järsult: tootlikkus tõuseb vähemalt 3–5 korda, mõnel juhul 8–10 korda, kapitaliinvesteeringud ja hoolduskulud vähenevad suhteliselt, tootmise intensiivsus ja rütm nihutatakse. , toote kvaliteedi tõus, tagasilükkamiste arv väheneb.

Autotööstus on teejuhiks: traditsioonilises tootmises enam kui 100 aastat domineerinud koosteliinide asemel intelligentsete tootmislahenduste ja tööstusrobotite kasutamine.

Käsitöö ja raske füüsilise töö vähendamise valdkondades on lisaks robotitele oluline koht ka kõige lihtsamatel seadmetel — manipulaatoridtootmise keeruka mehhaniseerimise vahendina.

Tootmises, kus puudub vajadus kaitsta inimest keskkonna ning seadmete sagedase peale- ja mahalaadimise eest, on laialt levinud käsuga juhitavad manipulaatorid, mida iseloomustab asjaolu, et inimoperaator lülitab järjestikku iga lüli ajamid eraldi sisse.

Sellised robotmanipulaatorid on disainilt kõige lihtsamad, suhteliselt odavad ning nende kasutamine ei too kaasa muutusi tehnoloogilises protsessis, kuna sobivad lihtsalt olemasolevasse tehnoloogiasse. Mitmekülgsus, madal hind ja kõrge tõhusus peale- ja mahalaadimisel on nende eristavad omadused.

Kaasaegsed robotmanipulaatorid pakuvad töömaailmas uusi võimalusi

Paljusid töid, eriti mehaaniline montaaž, ehitus ja viimistlus, tõstmine ja transport, ladustamine ja remont, saab lähitulevikus mehhaniseerida eranditult manipulaatorite abil.

Arvutuste kohaselt vähendab robotmanipulaatorite tööstuslike vajaduste rahuldamine rohkem kui 30 kutsealal lihttööliste arvu: lukksepad 4, remondimehed 3, pakkijad 5, laopidajad 2,5, transportijad 3 ja laadurid — 5 võrra. %

Võrguinnovatsiooni tulemusena ilmub üha rohkem roboteid tootmissektoritesse, mis on alles hiljuti automatiseerimise avastanud. Selle näiteks on toiduainetööstus, tekstiilitööstus, puidutööstus ja plastitööstus.

Kuni viimase ajani kaasnes standardtüüpi tööstusrobotite kasutamisega mitmeid ohutus- ja õnnetuste ennetamise meetmeid. Sellega seoses on täiesti revolutsiooniline lahendus uut tüüpi robotid (koostöörobotid), mida mõnikord nimetatakse ka "kobotiteks".

Koostöörobotite uurimis- ja arendustöö on algusest peale keskendunud ohutusele ja samal ajal nende integreerimise võimalusele inimoperaatoritega tööliinidesse.

Isegi eelmisel kümnendil olid tööstusrobotid tara peal. Siis aga ilmnes koostöörobotid… Mõiste "koostöö" olemus tähendab, et ta saab inimestega koostööd teha.

Kuidas see välja näha võib ja miks see ohtlik ei ole? Roboti disain on selline, et sellel on piiratud võimsus ja väljund, sealhulgas funktsioon, mis peatab koheselt roboti kokkupõrke tuvastamisel, mida saab teha mitmel viisil. Paljudes rakendustes saab seda robotit kasutada ilma turvakaitseta.

Tänapäeval saavad robotitootjad pakkuda oma klientidele robotitüüpi, mis vastab oma omadustelt kõige rangematele nõuetele ja millel on samal ajal mitmeid muid eeliseid, mida saab esile tõsta:

• samaaegne töö inimoperaatoriga,
• ruumi kokkuhoid,
• lihtne seadistamine,
• suur jõudlus,
• täpsus,
• usaldusväärsus.

Koostöörobotid on veel uued. Nende rakendamise võimalused pole veel täielikult välja selgitatud.Praegu kasutatakse koboteid enim elektroonikatööstuses, kuid nende võimalusi on edukalt rakendatud ka teistes tööstusharudes. Tänu nende paindlikkusele ja kasutusmugavusele leiavad nad oma koha ka logistika- ja teenindussektoris. Meie uuringud näitavad, et need tootmisvälised alad moodustavad 2024. aastaks 21,3% kobotite müügist. Meie sõbralikud väikesed kobotid võivad teist tüüpi robotitega võrreldes märkimisväärselt kasvada!

— Jan Zhang, Interact Analysis tegevjuht

Kui töötaja täidab korduvat ülesannet mitu tundi päevas, on tänu lihtsale programmeerimisele ja konfigureerimisele ning traditsiooniliste tööstusrobotite jaoks vajalike ohutusmeetmeteta sageli suhteliselt lihtne koostöörobotit suhteliselt lühikese aja jooksul välja vahetada.

Samadel põhjustel on koostöörobot ka palju soodsam (väiksem pole mitte ainult roboti maksumus, vaid ka paigalduskulu, kaotades ajakulu, mis kulub robotelemendi seadmete hooldamiseks ja seadistamiseks) ning seetõttu on seda lihtsam põhjendada. rahaliselt.

Parimad näited selliste robotite edukast rakendamisest on tootmishooned, kus on mitu jaama, mis teostavad sama tüüpi protsesse, näiteks tehnoloogilisi protsesse mitme CNC-masinaga.

Praegu tuleks robootika loomist ja rakendamist pidada üheks tööstuse arengu prioriteetseks valdkonnaks.

Tööstusrobotite arendamise ja tootmisega tegeleb üle tuhande ettevõtte. Kõik suuremad ettevõtted hakkavad investeerima tööstusrobotitesse.Loomisel on uued nendele toodetele spetsialiseerunud ettevõtted ning ka vahendusettevõtted tööstusrobotite kasutuselevõtuks.

Kõikides arenenud riikides on loodud riiklikud tööstusrobootika ühendused, mõnes riigis on töö selles vallas tõstetud riikliku programmi tasemele.

Venemaal loodi National Association of Robotics Market Participants (NAURR), mille eesmärgiks on robootikaturu arendamine, rahvusvaheliste suhete laiendamine ja robootika populariseerimine.