Industriālie roboti un to ieviešanas ieguvumi ražošanā, robotikas nozīme

Pasaule kļūst arvien digitālāka un progresīvāka. Par to var spriest, piemēram, pēc tā, ka pēdējo desmit gadu laikā visā pasaulē rūpniecībā uzstādīto robotu skaits ir vairāk nekā trīskāršojies.

Robotika ir jauns instruments sarežģītai ražošanas mehanizācijai un automatizācijai, jaunāko paaudžu tehnoloģija, nodrošinot visaugstāko efektivitāti.

Robotika ir jauns sarežģīts zinātnes un tehnikas virziens, kas ietver izstrādi, izveidi un izmantošanu manipulatori, roboti un robotu tehnoloģiskie kompleksi, kā arī ar to saistītos organizatoriskos, sociālekonomiskos un psiholoģiskos aspektus, kam nepieciešama jauna zinātniska pieeja. Veiksmīgi darbojoties dažādās jomās, tas pamazām pierāda savas priekšrocības.

Robotu automatizācija produktivitātei, elastībai un drošībai

Ideja par cilvēka darba aizstāšanu ar mašīnām ir zināma kopš seniem laikiem.Rūpnieciskais robots ir vēl viens solis elastīgas automatizācijas attīstībā, lai optimizētu ražošanu, ar iespēju ne tikai nepārtraukti atkārtot vienas un tās pašas darbības ar garantētu precizitāti, bet arī ar iespēju vienkārši pārprogrammēt lietotāja ražošanas programmas izmaiņu gadījumā. .

Koncepcija sākas ar vienkāršām darbstacijām, kur robots ir aprīkots ar pozicionētāju, lai novietotu ķermeņus un pozicionētu detaļas divās vai vairākās stacijās, līdz visai robotizētajai ražošanas līnijai, kur ķermeņu funkcijas, tostarp detaļu iekraušanu un izkraušanu, kontrolē roboti.

Mūsdienu automatizācijas pasaulē nozīmīgi palīgi mūsdienās ir plaši izmantotas palīgsistēmas, piemēram, attēlveidošanas sistēmas vai kameras, kas ļauj robotiem noņemt lielas detaļas un ar tām manipulēt.

Tomēr robotu uzticamība, to programmatūra, augsta veiktspēja un darbības vienkāršība ir būtiski priekšnoteikumi šo ierīču un sistēmu pareizai darbībai.

Ražošanas automatizācijas līmenis un metodes būtiski ir atkarīgas no tās veida un mēroga, un, ja masveida un lielapjoma ražošanā visvairāk attaisnojas automātisko līniju izmantošana, tad vidējas sērijas un mazo sēriju un vienreizējā ražošanā. sarežģīta automatizācija kļuva iespējams, parādoties datoriem, CNC mašīnām un rūpnieciskajiem robotiem.

Uz pamatnes tehnoloģiskās iekārtas ar digitālo vadību un montēt rūpnieciskos robotus, vairāku produktu līnijas, sekcijas, darbnīcas, ko sauc par elastīgu automatizētu ražošanu.

Galvenais šādu elastīgu ražošanas iekārtu veidošanas princips ir modularitāte.Agile ražošanas automatizācija ir attīstījusies no vienkāršas līdz sarežģītai — sākotnēji izstrādāta un ieviesta elastīgi ražošanas moduļi (PMM), ir veidoti uz to bāzes elastīgi ražošanas kompleksi (HPC) un visbeidzot elastīga automatizēta ražošana (HAP).

Jaunās paaudzes robotus ir vieglāk uzstādīt un programmēt, un tajā pašā laikā tiem ir vieglāk sazināties savā starpā

To tālākā attīstība ir gandrīz pamestas automātiskās ražošanas izveide, kur elastīgu automatizēto ražošanu papildina datorizēta saražotās produkcijas ražošana (CAD) un to ražošanas tehnoloģiskā sagatavošana, plānošana un nosūtīšanas kontrole (ACS).

Jebkuras sarežģītības elastīgo ražošanas moduļu galvenā struktūrvienība ir robotu tehnoloģiju kompleksi (RTC), ko var veidot uz viena industriālā robota bāzes, kas nodrošina pievienoto iekārtu individuālu vai grupu apkopi vai pilnu produkcijas apstrādes ciklu (piemēram, metināšanu), vai uz vairāku industriālo robotu bāzes, kas veic savstarpēji saistītas darbības.

Lielākās daļas industriālo robotu daudzpusība ļauj tos plaši izmantot kā daļu no robotu tehnoloģisko kompleksu dažāda veida ražošanai.

Robotu tehnoloģiju sasniegumi veicina arvien pieaugošo robotu izmantošanu

Intensīva rūpnieciskās robotikas ieviešana tagad un nākotnē ir saistīta ar vairākiem iemesliem.

Pirmkārt, rūpniecisko robotu un manipulatoru izveide un plaša ieviešana, kas ļauj intensificēt dažādus tehnoloģiskos procesus un darbības, izslēgt roku mazkvalificēta un vienmuļa darbaspēka izmantošanu, īpaši sarežģītos, bīstamos un cilvēkiem kaitīgos apstākļos. .

Nākamajos gados nozarei būtu jānodrošina ievērojams ražošanas pieaugums, ieviešot jauna veida iekārtas un progresīvas tehnoloģijas. Lai gan fiziskā darba īpatsvars rūpniecībā ir samazinājies, pasaulē joprojām ir miljons cilvēku, kas strādā fiziskajā darbā.

Neskaitāmi darba apstākļu pētījumi liecina, ka aptuveni 30% strādājošo negatīvi ietekmē troksnis, 30% jāstrādā stingri regulētā režīmā, 25% ir pakļauti mitruma, karstuma vai aukstuma iedarbībai, 20% strādā fiziski neērtos pozos vai zem. dūmi un dūmu apstākļi. 20% ir spiesti pielikt lielas fiziskas pūles, bet 15% strādā naktīs.

Šie stresa faktori bieži darbojas kombinācijā; tāpēc aptuveni 40% strādājošo vienlaikus ietekmē divi un aptuveni 25% trīs vai vairāk faktori. Attiecīgi robotikas ieviešana nodrošina ievērojamu roku, smaga, kaitīga un nogurdinoša darba īpatsvara samazinājumu. (sociālais faktors).

Industriālie roboti var veikt uzdevumus, kurus iepriekš varēja veikt tikai cilvēki

Turklāt mainījies ražošanas raksturs — aptuveni 80% produkcijas tiek ražotas nelielās partijās. Tāpēc ražošanas automatizācija kļūst par vienu no būtiskām svirām darba ražīguma paaugstināšanai maza mēroga ražošanā. (ekonomiskais faktors).

Robotika ļauj atrisināt divu un trīs maiņu darbaspēka problēmas, palielināt iekārtu noslodzes koeficientu un tās darba ritmu, uzlabot produktu kvalitāti un samazināt to pašizmaksu, galvenokārt maza apjoma ražošanā.

Tas rada priekšnoteikumus pārejai uz kvalitatīvi jaunu līmeni – elastīgu automatizētu ražošanas sistēmu izveidi, kas ļauj ātri pārkonfigurēt, lai veiktu darbības ar atšķirīgu darbību secību un raksturu un strādātu ar minimālu cilvēka iesaisti.

Ir vēl lielāka tuvināšanās starp cilvēku un mašīnu: viņi arvien vairāk strādā roku rokā un bez aizsargžoga.

Rūpniecisko robotu galvenos tehniskos raksturlielumus nosaka pielietojuma joma un ražošanas apstākļi, kuriem tie paredzēti.

Mūsdienu industriālo robotu apraksts un īpašības ir ietvertas rakstos: Industriālie roboti mūsdienu ražošanā un Rūpniecisko robotu klasifikācija

Pētījumi liecina, ka, izmantojot noteiktās darbībās, industriālais robots atkarībā no darba maiņas nomaina 1-3 strādniekus, palielina darba ražīgumu par 60-80% un samazina produkcijas sagatavošanas izmaksas par 45-50%.

Lietojot grupās, industriālo robotu efektivitāte strauji palielinās: produktivitāte palielinās vismaz 3 līdz 5 reizes, bet dažos gadījumos 8 līdz 10 reizes, tiek salīdzinoši samazinātas kapitālieguldījumu un uzturēšanas izmaksas, tiek novirzīta ražošanas intensitāte un ritms. , preču kvalitātes paaugstināšanās, tiek samazināts izbrāķēto skaits.

Automobiļu rūpniecība ir vadošā loma: izmantojot inteliģentus ražošanas risinājumus un industriālos robotus, nevis montāžas līnijas, kas dominē tradicionālajā ražošanā vairāk nekā 100 gadus.

Starp roku un smagā fiziskā darba samazināšanas jomām bez robotiem svarīga vieta ir arī vienkāršākajām ierīcēm — manipulatorikā sarežģītas ražošanas mehanizācijas līdzeklis.

Ražošanā, kur nav nepieciešams pasargāt cilvēku no apkārtējās vides un biežas iekārtu iekraušanas un izkraušanas, plaši izplatījušies ar komandu vadāmi manipulatori, kam raksturīgs tas, ka cilvēks operators secīgi ieslēdz katras saites piedziņas atsevišķi.

Šādi robotizēti manipulatori pēc konstrukcijas ir visvienkāršākie, salīdzinoši lēti, un to izmantošana nerada izmaiņas tehnoloģiskajā procesā, jo tie viegli iekļaujas esošajā tehnoloģijā. Daudzpusība, zemas izmaksas un augsta efektivitāte iekraušanas un izkraušanas darbībās ir to atšķirīgās īpašības.

Mūsdienu robotizētie manipulatori sniedz jaunas iespējas darba pasaulē

Daudzus darbu veidus, jo īpaši mehānisko montāžu, celtniecību un apdari, celšanu un transportēšanu, uzglabāšanu un remontu, tuvākajā laikā var mehanizēt tikai ar manipulatoru palīdzību.

Pēc aprēķiniem, robotizēto manipulatoru rūpniecisko vajadzību apmierināšana samazinās fizisko darbu strādnieku skaitu vairāk nekā 30 profesijās: atslēdzniekus par 4%, remontētājus par 3, fasētājus par 5, noliktavas turētājiem par 2,5, pārvadātājiem par 3 un iekrāvējiem — par 5. %

Tīkla inovāciju rezultātā arvien vairāk robotu parādās ražošanas sektoros, kas tikai nesen atklājuši automatizāciju. Piemēri tam ir pārtikas rūpniecība, tekstilrūpniecība, kokapstrādes rūpniecība un plastmasas rūpniecība.

Vēl nesen standarta tipu industriālo robotu izmantošanu pavadīja vairāki drošības un negadījumu novēršanas pasākumi. Šajā sakarā pilnīgi revolucionārs risinājums ir jauna veida roboti (sadarbības roboti), kurus dažreiz sauc par "kobotiem".

Sadarbības robotu izpēte un attīstība jau no paša sākuma ir vērsta uz drošību un vienlaikus uz iespēju tos integrēt darba līnijās ar cilvēku operatoriem.

Pat pēdējā desmitgadē rūpnieciskie roboti bija uz žoga. Bet tad parādījās sadarbības roboti… Jēdziena "sadarbība" būtība nozīmē, ka viņš var strādāt kopā ar cilvēkiem.

Kā tas varētu izskatīties un kāpēc tas nav bīstami? Robota konstrukcija ir tāda, ka tam ir ierobežota jauda un jauda, ​​tostarp funkcija, kas nekavējoties aptur robotu, kad tiek konstatēta sadursme, ko var izdarīt vairākos veidos. Daudzās lietojumprogrammās šo robotu var izmantot bez drošības aizsardzības.

Mūsdienās robotu ražotāji saviem klientiem var piedāvāt tādu robotu veidu, kas pēc īpašībām atbilst visstingrākajām prasībām un tajā pašā laikā ir vairākas citas priekšrocības, kuras var izcelt:

• vienlaicīga darbība ar cilvēku operatoru,
• vietas taupīšana,
• vienkārša uzstādīšana,
• augsta veiktspēja,
• precizitāte,
• uzticamība.

Sadarbības roboti joprojām ir jauni. To pielietošanas iespējas vēl nav pilnībā atklātas.Šobrīd kobotus visplašāk izmanto elektronikas nozarē, taču to iespējas ir veiksmīgi pielietotas arī citās nozarēs. Pateicoties to elastībai un ērtai lietošanai, tie atradīs savu vietu arī loģistikas un pakalpojumu nozarēs. Mūsu pētījumi liecina, ka šajās jomās, kas nav ražotas, līdz 2024. gadam tiks pārdoti 21,3% no kobotu pārdošanas apjoma. Mūsu draudzīgajiem mazajiem kobotiem ir potenciāls ievērojami pieaugt salīdzinājumā ar citiem robotu veidiem!

— Jans Džans, Interact Analysis izpilddirektors

Ja darbinieks daudzas stundas dienā veic atkārtotu uzdevumu, bieži vien ir salīdzinoši viegli nomainīt sadarbojošo robotu salīdzinoši īsā laika periodā, pateicoties vienkāršai programmēšanai un konfigurēšanai un bez visiem drošības pasākumiem, kas nepieciešami tradicionālajiem industriālajiem robotiem.

Šo pašu iemeslu dēļ sadarbības robots ir arī daudz pieejamāks (ne tikai robota izmaksas ir zemākas, bet arī uzstādīšanas izmaksas, jo nav nepieciešams laiks, kas nepieciešams robotu šūnu aprīkojuma uzturēšanai un konfigurēšanai), un tāpēc to ir vieglāk pamatot. finansiāli.

Labākie piemēri veiksmīgai šādu robotu ieviešanai ir ražotnēs, kur ir vairākas stacijas, kas veic viena veida procesus, piemēram, tehnoloģiskos procesus ar vairākām CNC iekārtām.

Šobrīd robotikas izveide un ieviešana būtu jāatzīst par vienu no prioritārajām rūpniecības attīstības jomām.

Ar industriālo robotu izstrādi un ražošanu nodarbojas vairāk nekā tūkstotis uzņēmumu. Visi lielākie uzņēmumi sāk investēt rūpnieciskajos robotos.Tiek veidoti jauni uzņēmumi, kas specializējas šajos produktos, kā arī starpniecības uzņēmumi industriālo robotu ieviešanai.

Visās attīstītajās valstīs ir izveidotas nacionālās rūpnieciskās robotikas asociācijas, dažās valstīs darbs šajā jomā ir pacelts valsts programmas līmenī.

Krievijā tika izveidota Nacionālā robotikas tirgus dalībnieku asociācija (NAURR), kuras mērķis ir attīstīt robotikas tirgu, paplašināt starptautiskās attiecības un popularizēt robotiku.