Roboții industriali și beneficiile implementării lor în producție, importanța roboticii

Lumea devine din ce în ce mai digitală și progresivă. Acest lucru poate fi judecat, de exemplu, după faptul că numărul de roboți instalați în industrie din întreaga lume s-a triplat cu mult în ultimii zece ani.

Robotica este un nou instrument de mecanizare complexă și automatizare a producției, tehnologie de ultimă generație, oferind cea mai mare eficiență.

Robotică este o nouă direcție științifică și tehnică complexă, inclusiv dezvoltare, creare și utilizare manipulatoare, roboți și complexe tehnologice robotice, precum și aspectele organizatorice, socio-economice și psihologice conexe care necesită o nouă abordare științifică. Lucrând cu succes în diverse domenii, își dovedește treptat avantajele.

Automatizare robot pentru productivitate, flexibilitate și siguranță

Ideea de a înlocui munca umană cu mașini este cunoscută din cele mai vechi timpuri.Robotul industrial este un alt pas în dezvoltarea automatizării flexibile pentru optimizarea producției, având capacitatea nu doar de a repeta continuu aceleași operații cu precizie garantată, dar și cu posibilitatea unei simple reprogramari în cazul unei modificări a programului de producție al utilizatorului. .

Conceptul începe cu stații de lucru simple, unde robotul este echipat cu un poziționator pentru a plasa corpuri și a poziționa piesele în două sau mai multe stații, până la întreaga linie de producție robotizată, unde funcția corpurilor, inclusiv încărcarea și descărcarea pieselor, este controlată de roboți.

Ajutoare importante în lumea automatizării moderne de astăzi sunt sistemele de asistență utilizate pe scară largă, cum ar fi sistemele de imagistică sau camerele care permit roboților să îndepărteze și să manipuleze piese mari.

Cu toate acestea, fiabilitatea roboților, software-ul lor, performanța ridicată și ușurința în operare sunt premise esențiale pentru buna funcționare a acestor dispozitive și sisteme.

Nivelul și metodele de automatizare a producției depind în mod semnificativ de tipul și scara acesteia, iar dacă în producția de masă și la scară mare utilizarea liniilor automate este cea mai justificată, atunci în producția de serie medie și loturi mici și unică. automatizare complexă făcut posibil odată cu apariția computerelor, a mașinilor CNC și a roboților industriali.

Pe bază echipamente tehnologice cu control digital și asamblați roboți industriali, linii multi-produse, secțiuni, ateliere numite fabricație automată flexibilă.

Principiul principal pentru construirea unor astfel de instalații de producție flexibile este modularitatea.Automatizarea agilă a producției a evoluat de la simplă la complexă – proiectată și implementată inițial module flexibile de fabricație (PMM), sunt construite pe baza lor complexe de producție flexibile (HPC) și, în sfârșit fabricație automată flexibilă (HAP).

Roboții de nouă generație sunt mai ușor de instalat și programat și, în același timp, mai ușor pentru ei să comunice între ei

Dezvoltarea lor ulterioară este crearea unei producții automate aproape abandonate, în care producția automată flexibilă este completată de producția proiectată de computer a produselor fabricate (CAD) și pregătirea tehnologică a producției, planificarea și controlul expedierii acestora (ACS).

Unitatea structurală principală a modulelor de producție flexibile de orice complexitate sunt complexe de tehnologie robotică (RTC), care poate fi format pe baza unui robot industrial care asigură întreținerea individuală sau în grup a echipamentelor atașate sau a unui ciclu complet de prelucrare a produsului (de exemplu, sudare), sau pe baza mai multor roboți industriali care efectuează operațiuni interconectate.

Versatilitatea majorității roboților industriali permite utilizarea lor pe scară largă ca parte a complexelor tehnologice robotice pentru diferite tipuri de producție.

Progresele în tehnologia robotică conduc la utilizarea în creștere a roboților

Adoptarea intensivă a roboticii industriale acum și în viitor se datorează mai multor motive.

În primul rând, crearea și introducerea pe scară largă a roboților și manipulatorilor industriali, care fac posibilă intensificarea diferitelor procese și operațiuni tehnologice, pentru a exclude utilizarea muncii manuale slab calificate și monotone, mai ales în condiții dificile, periculoase și dăunătoare pentru oameni. .

În următorii ani, industria ar trebui să asigure o creștere semnificativă a producției prin introducerea de noi tipuri de echipamente și tehnologii progresive. Deși ponderea muncii manuale în industrie a scăzut, există încă un milion de oameni care lucrează manual în lume astăzi.

Numeroase studii privind condițiile de muncă arată că aproximativ 30% dintre lucrători sunt afectați negativ de zgomot, 30% trebuie să lucreze conform unui regim strict reglementat, 25% sunt expuși la umiditate, căldură sau frig, 20% lucrează în poziții incomode din punct de vedere fizic sau sub condiții de fum și aburi. 20% sunt nevoiți să facă eforturi fizice mari, iar 15% lucrează noaptea.

Acești factori de stres acționează adesea în combinație; prin urmare, aproximativ 40% dintre lucrători sunt afectați simultan de doi și aproximativ 25% de trei sau mai mulți factori. În consecință, introducerea roboticii asigură o reducere semnificativă a ponderii muncii manuale, grele, dăunătoare și plictisitoare. (factorul social).

Roboții industriali pot îndeplini sarcini care anterior puteau fi îndeplinite doar de oameni

În plus, natura producției s-a schimbat - aproximativ 80% dintre produse sunt produse în loturi mici. Prin urmare, automatizarea producției devine una dintre pârghiile esențiale pentru creșterea productivității muncii în producția la scară mică. (factorul economic).

Robotica vă permite să rezolvați problemele muncii în două și trei schimburi, să creșteți factorul de încărcare al echipamentului și ritmul muncii sale, să îmbunătățiți calitatea produselor și să reduceți costul acestora, în principal în producția la scară mică.

Creează premisele pentru trecerea la un nivel calitativ nou - crearea de sisteme de producție automate flexibile care permit reconfigurarea rapidă pentru a efectua operațiuni cu secvențe și natură a acțiunilor diferite și pentru a lucra cu implicarea umană minimă.

Există o apropiere și mai mare între om și mașină: lucrează din ce în ce mai mult mână în mână și fără gard de protecție.

Principalele caracteristici tehnice ale robotilor industriali sunt determinate de domeniul de aplicare si conditiile de productie pentru care sunt destinati.

Descrierea și caracteristicile roboților industriali moderni sunt cuprinse în articolele: Roboți industriali în producția modernă și Clasificarea roboților industriali

Studiile arată că atunci când este utilizat în anumite operațiuni, un robot industrial, în funcție de tura de lucru, înlocuiește 1-3 muncitori, crește productivitatea muncii cu 60-80% și reduce costurile de pregătire a producției cu 45-50%.

Atunci când sunt utilizați în grupuri, eficiența roboților industriali crește brusc: productivitatea crește de cel puțin 3 până la 5 ori și, în unele cazuri, de 8 până la 10 ori, investițiile de capital și costurile de întreținere sunt relativ reduse, intensitatea și ritmul producției sunt schimbate. , creșterea calității produsului, numărul de rebuturi este redus.

Industria auto conduce calea: folosind soluții inteligente de producție și roboți industriali în locul liniilor de asamblare care au dominat producția tradițională de mai bine de 100 de ani.

Printre domeniile de reducere a muncii manuale și fizice grele, pe lângă roboți, un loc important este alocat și celor mai simple dispozitive — manipulatorica mijloc de mecanizare complexă a producţiei.

În producție, unde nu este necesar să se protejeze o persoană de mediu și încărcarea și descărcarea frecventă a echipamentelor, manipulatoarele controlate de comandă au devenit larg răspândite, caracterizate prin faptul că operatorul uman pornește secvențial unitățile fiecărei legături separat.

Astfel de manipulatoare robotizate sunt cele mai simple ca design, relativ ieftine, iar utilizarea lor nu duce la o schimbare a procesului tehnologic, deoarece se potrivesc cu ușurință în tehnologia existentă. Versatilitatea, costul redus și eficiența ridicată în operațiunile de încărcare și descărcare sunt calitățile lor distinctive.

Manipulatoarele robotizate moderne oferă noi oportunități în lumea muncii

Multe tipuri de lucrări, în special asamblarea mecanică, construcția și finisarea, ridicarea și transportul, depozitarea și repararea pot fi mecanizate în viitorul apropiat exclusiv cu ajutorul manipulatoarelor.

Conform calculelor, satisfacerea nevoilor industriale ale manipulatorilor robotici va reduce numărul muncitorilor din peste 30 de profesii: lăcătuși cu 4%, reparatori cu 3, ambalatori cu 5, depozitari cu 2,5, transportatori cu 3 și încărcătoare cu 5. %

Ca urmare a inovației în rețea, din ce în ce mai mulți roboți apar în sectoarele de producție care au descoperit doar recent automatizarea. Exemple în acest sens sunt industria alimentară, industria textilă, industria prelucrării lemnului și industria materialelor plastice.

Până de curând, utilizarea tipurilor standard de roboți industriali a fost însoțită de o serie de măsuri de siguranță și prevenire a accidentelor. În acest sens, un nou tip de roboți (roboți colaborativi), denumit uneori „coboți”, este o soluție complet revoluționară.

Cercetarea și dezvoltarea roboților colaborativi s-a concentrat încă de la început pe siguranță și în același timp pe posibilitatea integrării acestuia în liniile de lucru cu operatori umani.

Chiar și în ultimul deceniu, roboții industriali erau pe gard. Dar apoi a apărut roboți colaborativi… Esența termenului „cooperare” înseamnă că poate lucra împreună cu oamenii.

Cum ar putea arăta și de ce nu este periculos? Designul robotului este astfel încât să aibă putere și putere limitate, inclusiv o funcție care oprește imediat robotul atunci când este detectată o coliziune, ceea ce se poate face în mai multe moduri. În multe aplicații, acest robot poate fi utilizat fără protecție de siguranță.

Astăzi, producătorii de roboți pot oferi clienților lor un tip de robot care îndeplinește cele mai stricte cerințe în ceea ce privește caracteristicile sale și, în același timp, prezintă o serie de alte avantaje care pot fi evidențiate:

• Operare simultană cu un operator uman,
• economie de spațiu,
• configurare ușoară,
• performanta ridicata,
• precizie,
• fiabilitate.

Roboții colaborativi sunt încă noi. Posibilitățile de aplicare a acestora nu au fost încă dezvăluite pe deplin.În prezent, coboții sunt cei mai folosiți în industria electronică, dar capacitățile lor au fost aplicate cu succes și în alte industrii. Datorită flexibilității și ușurinței lor de utilizare, ei își vor găsi locul și în industria logistică și a serviciilor. Cercetările noastre arată că aceste zone care nu sunt de producție vor reprezenta 21,3% din vânzările de coboți până în 2024. Micii noștri coboți prietenoși au potențialul de a crește semnificativ în comparație cu alte tipuri de roboți!

— Jan Zhang, CEO al Interact Analysis

Dacă un muncitor îndeplinește o sarcină repetitivă timp de multe ore pe zi, este adesea relativ ușor să înlocuiți un robot colaborativ într-o perioadă relativ scurtă de timp, datorită programării și configurării simple și fără toate măsurile de siguranță necesare roboților industriali tradiționali.

Din aceleași motive, robotul colaborativ este și mult mai accesibil (nu doar costul robotului este mai mic, ci și costul de instalare prin eliminarea timpului necesar pentru întreținerea și configurarea echipamentului celulei robotizate) și prin urmare este mai ușor de justificat. financiar.

Cele mai bune exemple de implementare cu succes a unor astfel de roboți sunt în unitățile de producție unde există mai multe stații care efectuează același tip de procese, de exemplu procese tehnologice cu mai multe mașini CNC.

În prezent, crearea și implementarea roboticii ar trebui să fie recunoscută ca unul dintre domeniile prioritare ale dezvoltării industriale.

Peste o mie de companii sunt implicate în dezvoltarea și producția de roboți industriali. Toate marile companii încep să investească în roboți industriali.Se creează noi companii specializate în aceste produse, precum și firme intermediare pentru introducerea roboților industriali.

În toate țările dezvoltate au fost înființate asociații naționale pentru robotică industrială, iar în unele țări munca în acest domeniu a fost ridicată la rangul de program de stat.

În Rusia, a fost înființată Asociația Națională a Participanților la Piața Robotică (NAURR), al cărei scop este dezvoltarea pieței roboticii, extinderea relațiilor internaționale și popularizarea roboticii.