Tööstusrobotid kaasaegses tootmises — tüübid ja seadmed

Tööstusroboteid kasutatakse tänapäeval inimtootmises laialdaselt. Need on üks tõhusamaid transpordi- ja lastitoimingute, aga ka paljude tehnoloogiliste protsesside mehhaniseerimise ja automatiseerimise vahendeid.

Tööstusrobotite kasutuselevõtu positiivset mõju märgatakse tavaliselt üheaegselt mitmelt poolt: tõuseb tööviljakus, paraneb lõpptoote kvaliteet, vähenevad tootmiskulud, paranevad inimese töötingimused ja lõpuks ka ettevõtte üleminek hõlbustatakse oluliselt ühte tüüpi toote vabastamist teises.

Tööstusrobotite kasutuselevõtu nii ulatusliku ja mitmetahulise positiivse mõju saavutamiseks juba töötavale käsitsi tootmisele on aga vaja eelnevalt välja arvutada planeeritavad kulud juurutusprotsessile endale, roboti hinnale ning samuti kaaluda, kas teie tootmis- ja tehnoloogilise protsessi keerukus on üldiselt piisav, et moderniseerimiskava saaks aidata paigaldada tööstusroboteid.

Tegelikult on mõnikord tootmine esialgu nii lihtsustatud, et robotite paigaldamine on lihtsalt ebapraktiline ja isegi kahjulik. Lisaks on vaja kvalifitseeritud töötajaid robotite seadistamiseks, hooldamiseks, programmeerimiseks ning töö käigus abiseadmeteks jne. Sellega on oluline eelnevalt arvestada.

Nii või teisiti muutuvad robotipõhised mehitamata lahendused tootmises tänapäeval üha aktuaalsemaks, kasvõi juba seetõttu, et kahjulik mõju inimese tervisele on viidud miinimumini. Lisagem siia arusaam, et kogu töötlemise ja paigaldamise tsükkel tehakse kiiremini, ilma suitsupauside pausideta ja ilma vigadeta, mis on omased igale lavastusele, kus roboti asemel tegutseb elav inimene. Inimfaktor pärast robotite seadistamist ja tehnoloogilise protsessi käivitamist on praktiliselt välistatud.

Tänapäeval asendub käsitsitöö enamikul juhtudel robotmanipulaatori tööga: tööriista haaramine, tööriista fikseerimine, tooriku kinnihoidmine, söötmine tööpiirkonda. Piirangud seavad ainult: kandevõime, piiratud tööpiirkond, eelprogrammeeritud liigutused.

Tööstusrobot suudab pakkuda:

• kõrge tootlikkus tänu kiirele ja täpsele positsioneerimisele; parem efektiivsus, kuna tema asendatavatele inimestele pole vaja palka maksta, piisab ühest operaatorist;

• kõrge kvaliteet - täpsus suurusjärgus 0,05 mm, väike abiellumise tõenäosus;

• ohutus inimeste tervisele, näiteks seetõttu, et värvimisel on nüüd välistatud inimeste kokkupuude värvide ja lakkidega;

• Lõpuks on roboti tööala rangelt piiratud ja vajab minimaalset hooldust, isegi kui töökeskkond on keemiliselt agressiivne, peab roboti materjal sellele löögile vastu.

Ajalooliselt andis Unimation Inc esimese patenteeritud tööstusroboti välja 1961. aastal General Motorsi tehase jaoks New Jerseys. Roboti toimingute jada salvestatakse koodi kujul magnettrumlile ja täidetakse üldistatud koordinaatides. Toimingute tegemiseks kasutab robot hüdraulilisi võimendeid. See tehnoloogia viidi hiljem üle jaapani Kawasaki Heavy Industriesile ning inglise külalistele Keenile ja Nettlefoldsile, mistõttu Unimation Inci robotite tootmine mõnevõrra laienes.

1970. aastaks oli Stanfordi ülikool välja töötanud esimese 6 vabadusastmega inimkäe võimeid meenutava roboti, mida juhtis arvuti ja millel olid elektriajamid. Samal ajal arendab seda Jaapani ettevõte Nachi. Saksamaa KUKA Robotics demonstreeris 1973. aastal kuueteljelist robotit Famulus ja Šveitsi ABB Robotics hakkab nüüd müüma ASEA robotit, mis on samuti kuueteljeline ja elektromehaaniliselt juhitav.

1974. aastal asutas Jaapani firma Fanuc oma tootmise. 1977. aastal toodeti esimene Yaskawa robot.Arvutitehnoloogia arenedes tuuakse autotööstusesse üha enam roboteid: 1980. aastate alguses investeeris General Motors nelikümmend miljardit dollarit oma tehase automatiseerimissüsteemi loomisse.

1984. aastal omandas kodumaine Avtovaz ettevõttelt KUKA Robotics litsentsi ja alustas robotite tootmist oma tootmisliinide jaoks. 1995. aastaks on peaaegu 70% kõigist maailma robotitest Jaapanis, selle siseturul. Nii kehtestavad tööstusrobotid lõpuks autotööstuses.

Kuidas läheb autotootmine ilma keevitamiseta? Pole võimalik. Nii selgub, et kõik maailma autotööstused on varustatud sadade robotkeevituskompleksidega. Iga viies tööstusrobot tegeleb keevitusega. Järgmine nõudlus on robotlaadur, kuid esikohal on argooni kaar- ja punktkeevitus.

Ükski käsitsi keevitamine ei suuda võrrelda õmbluse kvaliteeti ja protsessi juhtimise taset spetsiaalse robotiga. Kuidas on lood laserkeevitusega, kus kuni 2 meetri kauguselt fokusseeritud laseri abil viiakse tehnoloogiline protsess läbi 0,2 mm täpsusega — lennukiehituses ja meditsiinis on see lihtsalt asendamatu. Lisage sellele integratsioon CAD / CAM digitaalsüsteemidega.

Keevitusrobotil on kolm peamist tööüksust: töökorpus, töökeha juhtiv arvuti ja mälu. Töökorpus on varustatud käepidemega. Kerel on liikumisvabadus piki kolme telge (X, Y, Z) ja haarats ise saab nende telgede ümber pöörata. Robot ise saab liikuda mööda juhendeid.

Ükski kaasaegne tootmisüksus ei saa hakkama ilma maha- ja pealelaadimiseta, olenemata toodete suurusest ja kaalust. Robot paigaldab tooriku iseseisvalt masinasse, seejärel laadib maha ja asetab selle. Robot suudab korraga suhelda mitme masinaga. Loomulikult ei saa me siin kontekstis mainimata jätta ka pagasi laadimist lennujaamas.

Robotid võimaldavad juba praegu viia personalikulud miinimumini. See ei puuduta ainult lihtsaid funktsioone, nagu augustamine või ahju kasutamine. Robotid on võimelised tõstma rohkem raskusi palju raskemates tingimustes, samas ei väsi ja kulutavad oluliselt vähem aega kui elus inimene.

Näiteks valukodades ja seppades on traditsiooniliselt inimestele väga rasked tingimused. Seda tüüpi tootmine on robotiseerimise poolest maha- ja pealelaadimise järel kolmandal kohal. Pole juhus, et peaaegu kõik Euroopa valukojad on nüüd varustatud tööstusrobotidega automatiseeritud süsteemidega. Roboti juurutamise kulud lähevad ettevõttele maksma sadu tuhandeid dollareid, kuid tema käsutusse ilmub väga paindlik kompleks, mis on enam kui kompenseeritud.

Robotlaser ja plasma lõikamine täiustage traditsioonilisi jooni plasmapõletitega. Nurkade ja I-talade kolmemõõtmeline lõikamine ja lõikamine, ettevalmistus edasiseks töötlemiseks, keevitamine, puurimine. Autotööstuses on see tehnoloogia lihtsalt asendamatu, kuna toodete servad tuleb pärast stantsimist ja vormimist täpselt ja kiiresti lõigata.

Üks selline robot suudab kombineerida nii keevitamist kui ka lõikamist.Tootlikkust tõstab veejoaga lõikamise kasutuselevõtt, mis välistab materjali tarbetu kokkupuute kuumusega.Nii lõigatakse kahe ja poole minutiga Prantsusmaal Renault’ robotitehases Renault Espace’i kupeede metalli sisse kõik väikesed augud.

Mööbli, autode ja muude toodete valmistamisel on robottorude painutamine tööpeaga kasulik, kui toru asetab robot ja painutab väga kiiresti. Sellist toru saab nüüd varustada erinevate elementidega, mis ei sega roboti torude painutamist.

Äärmine, puurimine ja freesimine – mis võiks olla roboti jaoks lihtsam, olgu selleks metall, puit või plast. Täpsed ja vastupidavad manipulaatorid saavad nende ülesannetega hakkama. Tööpiirkond ei ole piiratud, piisab pikendatud telje või mitme juhitava telje paigaldamisest, mis annab suurepärase paindlikkuse ja suure kiiruse. Seda ei saa teha.

Freestööriista pöörlemissagedused ulatuvad kümnete tuhandete pööreteni minutis ja õmbluste lihvimine muudetakse täielikult lihtsate korduvate liigutuste jadaks. Aga vanasti peeti lihvimist ja abrasiivset pinnatöötlust millekski määrdunud ja raskeks ning ka väga kahjulikuks. Pasta söödetakse nüüd automaatselt ette vildiratta töötlemise ajal pärast abrasiiviriba läbimist. Kiire ja ohutu operaatorile.

Tööstusrobootika väljavaated on tohutud, kuna roboteid saab põhimõtteliselt kasutusele võtta peaaegu igas tootmisprotsessis ja piiramatus koguses.Automaattöö kvaliteet on kohati nii kõrge, et see on inimkätele lihtsalt kättesaamatu. On terveid suuri tööstusharusid, kus vead ja ebatäpsused on vastuvõetamatud: lennukite tootmine, täppismeditsiinilised seadmed, ülitäpsed relvad jne. Rääkimata üksikute ettevõtete konkurentsivõime kasvust ja positiivsest mõjust nende majandusele.