Priemyselné roboty a výhody ich implementácie vo výrobe, význam robotiky

Svet sa stáva čoraz viac digitálnym a pokrokovým. Dá sa to posúdiť napríklad podľa toho, že počet robotov inštalovaných v priemysle na celom svete sa za posledných desať rokov viac ako strojnásobil.

Robotika je nový nástroj pre komplexnú mechanizáciu a automatizáciu výroby, technológia najnovších generácií, poskytujúca najvyššiu efektivitu.

robotické je nový komplexný vedecko-technický smer vrátane vývoja, tvorby a využívania manipulátory, roboty a robotické technologické komplexy, ako aj súvisiace organizačné, sociálno-ekonomické a psychologické aspekty, ktoré si vyžadujú nový vedecký prístup. Úspešná práca v rôznych oblastiach postupne dokazuje svoje výhody.

Automatizácia robotov pre produktivitu, flexibilitu a bezpečnosť

Myšlienka nahradenia ľudskej práce strojmi je známa už od staroveku.Priemyselný robot je ďalším krokom vo vývoji flexibilnej automatizácie pre optimalizáciu výroby, so schopnosťou nielen neustále opakovať tie isté operácie so zaručenou presnosťou, ale aj s možnosťou jednoduchého preprogramovania v prípade zmeny výrobného programu užívateľa. .

Koncept začína jednoduchými pracoviskami, kde je robot vybavený polohovadlom na umiestňovanie telies a polohovanie dielov do dvoch alebo viacerých staníc, až po celú robotickú výrobnú linku, kde je funkcia telies vrátane nakladania a vykladania dielov riadená roboty.

Dôležitými pomocníkmi vo svete modernej automatizácie sú dnes široko používané asistenčné systémy ako zobrazovacie systémy alebo kamery, ktoré umožňujú robotom odstraňovať a manipulovať s veľkými dielmi.

Spoľahlivosť robotov, ich softvér, vysoký výkon a jednoduchá obsluha sú však nevyhnutnými predpokladmi pre správne fungovanie týchto zariadení a systémov.

Úroveň a spôsoby automatizácie výroby výrazne závisia od jej typu a rozsahu, a ak je v hromadnej a veľkosériovej výrobe najviac opodstatnené použitie automatických liniek, tak v strednosériovej a malosériovej a kusovej výrobe komplexná automatizácia umožnil nástup počítačov, CNC strojov a priemyselných robotov.

Na základni technologické vybavenie s digitálnym riadením a montovať priemyselné roboty, multiproduktové linky, sekcie, dielne nazývané flexibilná automatizovaná výroba.

Hlavným princípom výstavby takýchto flexibilných výrobných zariadení je modularita.Agilná automatizácia výroby sa vyvinula z jednoduchej na komplexnú – pôvodne navrhnutú a implementovanú flexibilné výrobné moduly (PMM), sú postavené na ich základe flexibilné výrobné komplexy (HPC) a nakoniec flexibilná automatizovaná výroba (HAP).

Roboty novej generácie sa ľahšie inštalujú a programujú a zároveň sa im ľahšie komunikuje medzi sebou

Ich ďalším rozvojom je vznik takmer opustenej automatickej výroby, kde flexibilnú automatizovanú výrobu dopĺňa počítačom navrhnutá výroba vyrábaných produktov (CAD) a technologická príprava ich výroby, plánovanie a riadenie expedície (ACS).

Hlavnou konštrukčnou jednotkou flexibilných výrobných modulov akejkoľvek zložitosti sú robotické technologické komplexy (RTC), ktorý môže byť vytvorený na báze jedného priemyselného robota zabezpečujúceho individuálnu alebo skupinovú údržbu pripojeného zariadenia alebo celého cyklu spracovania produktu (napríklad zváranie), alebo na báze viacerých priemyselných robotov vykonávajúcich vzájomne prepojené operácie.

Všestrannosť väčšiny priemyselných robotov umožňuje ich široké využitie ako súčasti robotických technologických komplexov pre rôzne druhy výroby.

Pokroky v robotickej technológii poháňajú rastúce používanie robotov

Intenzívne osvojenie si priemyselnej robotiky v súčasnosti aj v budúcnosti je spôsobené viacerými dôvodmi.

V prvom rade vytvorenie a plošné zavádzanie priemyselných robotov a manipulátorov, ktoré umožňujú zintenzívniť rôzne technologické procesy a operácie, vylúčiť používanie ručnej nízkokvalifikovanej a monotónnej práce najmä v ťažkých, nebezpečných a pre ľudí škodlivých podmienkach. .

V najbližších rokoch by mal priemysel zabezpečiť výrazné zvýšenie produkcie zavedením nových typov zariadení a progresívnych technológií. Hoci podiel ručnej práce v priemysle klesol, na svete je dnes stále milión ľudí, ktorí pracujú na manuálnej práci.

Početné štúdie pracovných podmienok ukazujú, že asi 30 % pracovníkov je nepriaznivo ovplyvnených hlukom, 30 % musí pracovať podľa prísne regulovaného režimu, 25 % je vystavených vlhku, teplu alebo chladu, 20 % pracuje vo fyzicky nepohodlných polohách alebo pod podmienky dymu a výparov. 20 % je nútených vynaložiť veľké fyzické úsilie a 15 % pracuje v noci.

Tieto stresory často pôsobia v kombinácii; preto je približne 40 % pracovníkov súčasne ovplyvnených dvoma a približne 25 % tromi alebo viacerými faktormi. V súlade s tým predstavuje zavedenie robotiky výrazné zníženie podielu ručnej, ťažkej, škodlivej a únavnej práce. (sociálny faktor).

Priemyselné roboty môžu vykonávať úlohy, ktoré predtým mohli vykonávať iba ľudia

Okrem toho sa zmenil charakter výroby – približne 80 % výrobkov sa vyrába v malých sériách. Automatizácia výroby sa preto stáva jednou z podstatných pák zvyšovania produktivity práce v malosériovej výrobe. (ekonomický faktor).

Robotika vám umožňuje riešiť problémy dvoj- a trojzmennej práce, zvyšovať vyťaženosť zariadenia a rytmus jeho práce, zlepšovať kvalitu výrobkov a znižovať ich náklady, hlavne v malosériovej výrobe.

Vytvára predpoklady na prechod na kvalitatívne novú úroveň — vytváranie flexibilných automatizovaných výrobných systémov, ktoré umožňujú rýchlu rekonfiguráciu vykonávať operácie s rôznou postupnosťou a charakterom akcií a pracovať s minimálnym zapojením človeka.

Medzi človekom a strojom je ešte väčšie zblíženie: čoraz viac pracujú ruka v ruke a bez ochranného plota.

Hlavné technické charakteristiky priemyselných robotov sú určené oblasťou použitia a výrobnými podmienkami, pre ktoré sú určené.

Popis a charakteristiky moderných priemyselných robotov sú obsiahnuté v článkoch: Priemyselné roboty v modernej výrobe a Klasifikácia priemyselných robotov

Štúdie ukazujú, že pri použití v určitých prevádzkach priemyselný robot v závislosti od pracovnej zmeny nahradí 1-3 pracovníkov, zvýši produktivitu práce o 60-80% a zníži náklady na prípravu výroby o 45-50%.

Pri skupinovom používaní sa efektivita priemyselných robotov prudko zvyšuje: produktivita sa zvyšuje najmenej 3 až 5-krát a v niektorých prípadoch 8- až 10-krát, kapitálové investície a náklady na údržbu sa relatívne znižujú, intenzita a rytmus výroby sa posúvajú , zvýšenie kvality produktu, zníženie počtu nepodarkov.

Automobilový priemysel vedie cestu: používanie inteligentných výrobných riešení a priemyselných robotov namiesto montážnych liniek, ktoré dominujú tradičnej výrobe už viac ako 100 rokov.

Medzi oblasťami znižovania ručnej a ťažkej fyzickej práce majú okrem robotov dôležité miesto aj najjednoduchšie zariadenia — manipulátorovako prostriedok komplexnej mechanizácie výroby.

Vo výrobe, kde nie je potrebná ochrana človeka pred okolím a časté nakladanie a vykladanie zariadení, sa rozšírili príkazovo riadené manipulátory, vyznačujúce sa tým, že ľudská obsluha postupne zapína pohony každého článku zvlášť.

Takéto robotické manipulátory sú konštrukčne najjednoduchšie, relatívne lacné a ich použitie nevedie k zmene technologického postupu, pretože ľahko zapadajú do existujúcej technológie. Všestrannosť, nízke náklady a vysoká účinnosť pri nakladacích a vykladacích operáciách sú ich charakteristickými vlastnosťami.

Moderné robotické manipulátory poskytujú nové príležitosti vo svete práce

Mnohé druhy prác, najmä mechanická montáž, konštrukcia a konečná úprava, zdvíhanie a preprava, skladovanie a opravy, je možné v blízkej budúcnosti mechanizovať výlučne pomocou manipulátorov.

Splnením priemyselných potrieb robotických manipulátorov sa podľa prepočtov zníži počet manuálnych pracovníkov vo viac ako 30 profesiách: zámočníci o 4 %, opravári o 3, baliči o 5, skladníci o 2,5 %, prepravcovia o 3 a nakladači — o 5 %

V dôsledku sieťových inovácií sa vo výrobných odvetviach objavuje stále viac robotov, ktoré len nedávno objavili automatizáciu. Príkladmi sú potravinársky priemysel, textilný priemysel, drevospracujúci priemysel a plastikársky priemysel.

Donedávna bolo používanie štandardných typov priemyselných robotov sprevádzané množstvom bezpečnostných opatrení a opatrení na predchádzanie nehodám. V tomto smere je úplne revolučným riešením nový typ robotov (kolaboratívni roboti), niekedy nazývaní aj „coboti“.

Výskum a vývoj kolaboratívnych robotov sa od začiatku zameriaval na bezpečnosť a zároveň na možnosť jeho integrácie do pracovných liniek s ľudskou obsluhou.

Aj v poslednom desaťročí boli priemyselné roboty na plote. Ale potom sa to objavilo kolaboratívne roboty… Podstata pojmu „spolupráca“ znamená, že dokáže spolupracovať s ľuďmi.

Ako to môže vyzerať a prečo to nie je nebezpečné? Konštrukcia robota je taká, že má obmedzený výkon a výkon, vrátane funkcie, ktorá pri zistení kolízie robota okamžite zastaví, čo sa dá urobiť niekoľkými spôsobmi. V mnohých aplikáciách môže byť tento robot použitý bez bezpečnostnej ochrany.

Výrobcovia robotov dnes môžu svojim zákazníkom ponúknuť typ robota, ktorý svojimi vlastnosťami spĺňa najprísnejšie požiadavky a zároveň má množstvo ďalších výhod, ktoré možno vyzdvihnúť:

• Súčasná prevádzka s ľudskou obsluhou,
• úspora miesta,
• jednoduché nastavenie,
• vysoký výkon,
• presnosť,
• spoľahlivosť.

Kolaboratívne roboty sú stále nové. Možnosti ich aplikácie ešte nie sú úplne odhalené.V súčasnosti sa koboty najviac využívajú v elektronickom priemysle, no ich schopnosti sa úspešne aplikujú aj v iných odvetviach. Vďaka svojej flexibilite a jednoduchosti použitia si nájdu svoje miesto aj v odvetví logistiky a služieb. Náš výskum ukazuje, že tieto nevýrobné oblasti budú do roku 2024 predstavovať 21,3 % predaja cobotov. Naši priateľskí malí coboti majú potenciál výrazne rásť v porovnaní s inými typmi robotov!

— Jan Zhang, generálny riaditeľ spoločnosti Interact Analysis

Ak pracovník vykonáva opakujúcu sa úlohu mnoho hodín denne, je často relatívne jednoduché vymeniť kolaboratívneho robota v relatívne krátkom čase, a to vďaka jednoduchému programovaniu a konfigurácii a bez všetkých bezpečnostných opatrení, ktoré si tradičné priemyselné roboty vyžadujú.

Z rovnakých dôvodov je kolaboratívny robot aj oveľa dostupnejší (nielen cena robota je nižšia, ale aj inštalačné náklady vďaka eliminácii času potrebného na údržbu a konfiguráciu vybavenia robotickej bunky), a preto je jednoduchšie zdôvodniť finančne.

Najlepšie príklady úspešnej implementácie takýchto robotov sú vo výrobných zariadeniach, kde je viacero staníc vykonávajúcich rovnaký typ procesov, napríklad technologické procesy s viacerými CNC strojmi.

V súčasnosti by sa tvorba a implementácia robotiky mala považovať za jednu z prioritných oblastí priemyselného rozvoja.

Vývojom a výrobou priemyselných robotov sa zaoberá viac ako tisíc spoločností. Všetky veľké spoločnosti začínajú investovať do priemyselných robotov.Vznikajú nové spoločnosti špecializujúce sa na tieto produkty, ako aj sprostredkovateľské spoločnosti pre zavádzanie priemyselných robotov.

Vo všetkých rozvinutých krajinách boli založené národné asociácie pre priemyselnú robotiku a v niektorých krajinách bola práca v tejto oblasti povýšená na úroveň štátneho programu.

V Rusku vznikla Národná asociácia účastníkov trhu robotiky (NAURR), ktorej účelom je rozvoj trhu robotiky, rozširovanie medzinárodných vzťahov a popularizácia robotiky.