Industriālie roboti mūsdienu ražošanā — veidi un ierīces

Rūpnieciskie roboti mūsdienās tiek plaši izmantoti cilvēku ražošanā. Tie kalpo kā viens no efektīvākajiem transporta un kravu operāciju, kā arī daudzu tehnoloģisko procesu mehanizācijas un automatizācijas līdzekļiem.

Industriālo robotu ieviešanas pozitīvā ietekme parasti tiek pamanīta vienlaikus no vairākām pusēm: paaugstinās darba ražīgums, uzlabojas galaprodukta kvalitāte, samazinās ražošanas izmaksas, uzlabojas darba apstākļi cilvēkam un, visbeidzot, uzņēmuma pāreja no viena veida produkta izlaišana citā tiek ievērojami atvieglota.

Taču, lai panāktu tik plašu un daudzpusīgu industriālo robotu ieviešanas pozitīvo ietekmi uz jau strādājošu manuālo ražošanu, nepieciešams iepriekš aprēķināt plānotās izmaksas pašam ieviešanas procesam, robota cenai, arī izsvērt, vai jūsu ražošanas un tehnoloģiskā procesa sarežģītība kopumā ir atbilstoša modernizācijas plānam, kas palīdzētu uzstādīt industriālos robotus.

Patiesībā dažreiz sākotnēji ražošana ir tik vienkāršota, ka robotu uzstādīšana ir vienkārši nepraktiska un pat kaitīga. Papildus būs nepieciešams kvalificēts personāls robotu uzstādīšanai, apkopei, programmēšanai un darba procesā - palīgierīcēm u.c.. Ir svarīgi to ņemt vērā iepriekš.

Tā vai citādi, robotizēti bezpilota risinājumi ražošanā mūsdienās kļūst arvien aktuālāki kaut vai tāpēc, ka tiek samazināta kaitīgā ietekme uz cilvēka veselību. Šeit pievienosim izpratni, ka pilns apstrādes un uzstādīšanas cikls tiek veikts ātrāk, bez dūmu pārtraukumiem un bez kļūdām, kas raksturīgas jebkurai produkcijai, kurā robota vietā darbojas dzīvs cilvēks. Cilvēciskais faktors pēc robotu uzstādīšanas un tehnoloģiskā procesa uzsākšanas praktiski ir izslēgts.

Mūsdienās roku darbu vairumā gadījumu aizstāj robotizēta manipulatora darbs: instrumenta satvēriens, instrumenta fiksācija, sagataves noturēšana, ievadīšana darba zonā. Ierobežojumus nosaka tikai: kravnesība, ierobežota darba zona, iepriekš ieprogrammētas kustības.

Rūpnieciskais robots spēj nodrošināt:

• augsta produktivitāte, pateicoties ātrai un precīzai pozicionēšanai; labāka efektivitāte, jo nav jāmaksā algas cilvēkiem, kurus viņš aizstāj, pietiek ar vienu operatoru;

• augsta kvalitāte - precizitāte 0,05 mm, zema laulības iespējamība;

• drošība cilvēku veselībai, piemēram, tādēļ, ka krāsojot tagad ir izslēgta cilvēku saskare ar krāsām un lakām;

• Visbeidzot, robota darba zona ir stingri ierobežota un prasa minimālu apkopi, pat ja darba vide ir ķīmiski agresīva, robota materiāls izturēs šo triecienu.

Vēsturiski pirmo patentēto rūpniecisko robotu 1961. gadā izlaida uzņēmums Unimation Inc General Motors rūpnīcai Ņūdžersijā. Robota darbību secība tiek ierakstīta koda veidā uz magnētiskās bungas un izpildīta vispārīgās koordinātās. Lai veiktu darbības, robots izmanto hidrauliskos pastiprinātājus. Vēlāk šī tehnoloģija tika nodota Japānas Kawasaki Heavy Industries un angļu Guest, Keen un Nettlefolds, tādējādi Unimation Inc robotu ražošana nedaudz paplašinājās.

Līdz 1970. gadam Stenfordas universitāte bija izstrādājusi pirmo robotu, kas līdzinājās cilvēka rokas spējām ar 6 brīvības pakāpēm, kuru vadīja dators un kuram bija elektriskās piedziņas. Tajā pašā laikā Japānas uzņēmums Nachi to izstrādā. Vācijas uzņēmums KUKA Robotics demonstrēs Famulus sešu asu robotu 1973. gadā, un Šveices uzņēmums ABB Robotics tagad sāks pārdot ASEA robotu, arī sešu asu un elektromehāniski darbinātu.

1974. gadā Japānas uzņēmums Fanuc izveidoja savu ražošanu. 1977. gadā tika ražots pirmais Yaskawa robots.Attīstoties datortehnoloģijām, roboti arvien vairāk tiek ieviesti automobiļu rūpniecībā: 80. gadu sākumā General Motors ieguldīja četrdesmit miljardus dolāru savas rūpnīcas automatizācijas sistēmas izveidē.

1984. gadā vietējais Avtovaz iegādājās KUKA Robotics licenci un sāks ražot robotus savām ražošanas līnijām. Gandrīz 70% no visiem robotiem pasaulē līdz 1995. gadam atradīsies Japānā, tās vietējā tirgū. Tādā veidā industriālie roboti beidzot nostiprināsies automobiļu rūpniecībā.

Kā automobiļu ražošana iztiek bez metināšanas? Nevar būt. Tātad izrādās, ka visas pasaules autobūves ir aprīkotas ar simtiem robotizētu metināšanas kompleksu. Katrs piektais industriālais robots nodarbojas ar metināšanu. Nākamais pieprasījums ir robotizētais iekrāvējs, taču pirmajā vietā ir argona loka un punktmetināšana.

Neviena manuāla metināšana nevar saskaņot šuves kvalitāti un procesa kontroles pakāpi ar specializētu robotu. Kas tā par lāzermetināšanu, kur no attāluma līdz 2 metriem ar fokusēta lāzera palīdzību tehnoloģiskais process tiek veikts ar 0,2 mm precizitāti — tas ir vienkārši neaizvietojams lidmašīnu būvē un medicīnā. Pievienojiet tam integrāciju ar CAD/CAM digitālajām sistēmām.

Metināšanas robotam ir trīs galvenās darbības vienības: darba korpuss, dators, kas kontrolē darba ķermeni un atmiņa. Darba korpuss ir aprīkots ar rokai līdzīgu rokturi. Korpusam ir kustības brīvība pa trim asīm (X, Y, Z), un pats satvērējs var griezties ap šīm asīm. Pats robots var pārvietoties pa vadotnēm.

Neviena moderna ražotne nevar iztikt bez izkraušanas un iekraušanas neatkarīgi no produktu izmēra un svara. Robots patstāvīgi uzstādīs sagatavi iekārtā, pēc tam izkrauj un ievietos to. Robots var mijiedarboties ar vairākām mašīnām vienlaikus. Protams, šajā kontekstā nevaram nepieminēt bagāžas iekraušanu lidostā.

Roboti jau tagad ļauj samazināt personāla izmaksas līdz minimumam. Tas attiecas ne tikai uz vienkāršām funkcijām, piemēram, caurumošanu vai cepeškrāsns darbību. Roboti spēj pacelt lielāku svaru daudz grūtākos apstākļos, vienlaikus nenogurst un pavadot ievērojami mazāk laika, nekā to darītu dzīvs cilvēks.

Piemēram, lietuvēs un kalējos cilvēkiem tradicionāli ir ļoti grūti apstākļi. Šis ražošanas veids ir trešajā vietā pēc izkraušanas un iekraušanas robotizācijas ziņā. Nav nejaušība, ka gandrīz visas Eiropas lietuves tagad ir aprīkotas ar automatizētām sistēmām ar industriālajiem robotiem. Robota ieviešanas izmaksas uzņēmumam izmaksā simtiem tūkstošu dolāru, taču tā rīcībā parādās ļoti elastīgs komplekss, kas ir vairāk nekā kompensēts.

Robotu lāzera un plazmas griešana uzlabot tradicionālās līnijas ar plazmas lāpām. Trīsdimensiju stūru un I-siju griešana un griešana, sagatavošana tālākai apstrādei, metināšana, urbšana. Automobiļu rūpniecībā šī tehnoloģija ir vienkārši neaizvietojama, jo pēc štancēšanas un formēšanas produktu malas ir precīzi un ātri jāsagriež.

Viens šāds robots var apvienot gan metināšanu, gan griešanu.Produktivitāti palielina ūdens strūklas griešanas ieviešana, kas novērš nevajadzīgu materiāla pakļaušanu siltuma iedarbībai.Tādējādi divarpus minūšu laikā Renault robotizētajā rūpnīcā Francijā tiek izgriezti visi mazie caurumi Renault Espace kupeju metālā.

Mēbeļu, automašīnu un citu izstrādājumu ražošanā robotizēta cauruļu locīšana, izmantojot darba galviņu, ir noderīga, ja cauruli novieto robots un ļoti ātri saliek. Tagad šādu cauruli var aprīkot ar dažādiem elementiem, kas netraucēs robota stieņu locīšanas procesam.

Apmales, urbšana un frēzēšana – kas var būt vieglāk robotam, vai tas būtu metāls, koks vai plastmasa. Precīzi un izturīgi manipulatori ar šiem uzdevumiem tiek galā ar triecienu. Darba zona nav ierobežota, pietiek uzstādīt pagarinātu asi vai vairākas vadāmas asis, kas nodrošinās lielisku elastību un lielu ātrumu. Cilvēks to nevar izdarīt.

Frēzēšanas instrumenta rotācijas frekvences sasniedz desmitiem tūkstošu apgriezienu minūtē, un šuvju slīpēšana tiek pilnībā pārveidota par vienkāršu, atkārtotu kustību sēriju. Taču agrāk slīpēšana un abrazīvā virsmas apstrāde tika uzskatīta par kaut ko netīru un smagu, turklāt ļoti kaitīgu. Tagad pasta tiek padota automātiski filca riteņu apstrādes laikā pēc abrazīvās lentes šķērsošanas. Ātri un droši operatoram.

Rūpnieciskās robotikas perspektīvas ir milzīgas, jo robotus principā var ieviest gandrīz jebkurā ražošanas procesā un neierobežotā daudzumā.Automātiskā darba kvalitāte dažkārt ir tik augsta, ka cilvēka rokām tā ir vienkārši nesasniedzama. Ir veselas lielas nozares, kurās kļūdas un neprecizitātes ir nepieņemamas: lidmašīnu ražošana, precīzās medicīnas iekārtas, īpaši precīzi ieroči utt. Nemaz nerunājot par atsevišķu uzņēmumu konkurētspējas pieaugumu un pozitīvo ietekmi uz to ekonomiku.