Промышленные роботы: виды промышленной робототехники в производстве

робототехника

Рейтинг (3.63)

Содержание:

Заключение

Автоматизация давно является неотъемлемой частью современного производства. Робототехника становится дешевле. В частности, за последние десять лет цены на промышленные роботы понизились почти на 30%. А в следующее десятилетие прогнозируется спад цен на них еще на 20%. В 2020 году продажи производственных роботов увеличились на 15%. Соответственно, промышленные роботы активно приобретаются не только крупным, но и средним и малым бизнесом.

Каталог промышленных роботов

Что представляет собой промышленная робототехника

Это отрасль современного производства, которая занимается разработкой и производством промышленных роботов-манипуляторов и систем, направленных на автоматизацию производственных процессов и замену ручного труда механическим.

Первый промышленный робот Unimate был выпущен в Америке в 1954 году. Его изобрел основатель фирмы Unimation Джордж Девол. В 1961 году робот был запущен в массовое производство на предприятии General Motors. В 70-80-е годы 20 века робототехника продолжала развиваться дальше.

Что называют промышленными роботами

Промышленные роботы (ПР) представляют собой устройства, работающие по заданной программе и осуществляющие движение, перемещение и управление в рамках производственного процесса. Их назначение – выполнение определенных операций и/или перемещение предметов под контролем оператора или без его участия.

Виды промышленных роботов

Специалисты выделяют три основных вида промышленных роботов.

Автоматические.

Программные роботы – работают на основе циклической программы, которая заранее вводится в блок памяти. Это самые простые и дешевые представители автоматических роботизированных устройств.
Адаптивные – благодаря встроенной системе датчиков и сенсоров могут переключать программу с учетом изменения внешних условий.
Обучаемые – управляющая программа корректируется в зависимости от хода технологического процесса. Затем робот функционирует с учетом внесенных изменений.
Интеллектуальные – последнее поколение устройств. Они имеют элементы искусственного интеллекта, поэтому могут сами анализировать окружающую среду и действовать с учетом полученных сведений.

Биотехнические.

Манипуляторы или командные роботы. Управляются оператором дистанционно.
Копирующие. Повторяют действия оператора.
Полуавтоматические. Оператор задает движение основному органу, работа сочленений согласуется и корректируется системой управления.

Интерактивные.

Автоматизированные. Автоматический режим работы чередуется с работой оператора.
Супервизорные. Автоматически выполняют заданный цикл, но переход от одного этапа работы к другому осуществляется через команды оператора.
Диалоговые. Работая в автоматическом режиме, в то же время взаимодействуют с оператором с помощью специального языка (например, голосовые команды).

По грузоподъемности:

Легкие – до 10 кг.
Средние – 11-200 кг.
Тяжелые – 200 кг – 1 т.
Сверхтяжелые – более 1 т.

По маневренности:

Стационарные.
Подвижные.

По способу установки:

Встроенные.
Подвесные.
Напольные.

Промышленного робота выбирают в зависимости от условий его эксплуатации и от задач, которые ставит перед собой производитель.

Типы промышленных роботов по назначению

По назначению роботы условно делятся на несколько категорий.

Универсальные, то есть выполняющие различные виды операций.

Специальные. Они работают даже в неблагоприятных условиях или имеют особые функции.

Специализированные. Такие роботы предназначены для осуществления какого-либо одного вида деятельности: сборка, резка, сварка, покраска, паллетирование и пр. Рассмотрим некоторые из них.

Роботы для паллетирования. Они используются для погрузочно-разгрузочных работ и укладки изделий в паллеты по определенным схемам. Это, например, роботы Fanuc серии M410 (работа со средними и тяжелыми грузами). Сюда же можно отнести KUKA KR QUANTEC PA Arctic – паллетоукладчик, работающий даже при минус 30 градусах.
Роботы для сварки. К примеру, аппараты серии FANUC Arc Mate умеют паять и выполнять все виды сварки.
Роботы для покраски. Они оснащаются распыляющими устройствами и успешно работают с лакокрасочными покрытиями разных типов (FANUC Paint).

Роботы-манипуляторы.

Традиционные. Это своеобразные робо-руки, работающие на сервоприводах. Движения ограничиваются размерами самой руки и инструмента, который закрепляется на ней. Они поворачиваются и совершают сложные движения по разнообразным траекториям. К ним относятся пневмоприсоски, захваты, распылители краски, роботы для 3D-печати, сварки.
Дельта-роботы. Совершают быстрые и точные движения, поэтому служат для выполнения фасовочных и монтажных работ в фармацевтике, электронной и пищевой промышленности.
Роботы типа SCARA. Их особенность: высокая точность и повторяемость, наряду с меньшей областью работы и степенью свободы. Соответственно, используются в производствах, где важна точность, а не большая зона доступа (комплектация изделий и пр.).

Роботы для обслуживания станков. Их основные функции – выемка деталей из станков с ЧПУ, загрузка материала, техническое обслуживание: замена инструментов, смазка. Могут обслуживать несколько станков.

Коллаборативные роботы (коботы). Работают вместе с людьми, и полностью безопасны для них. Легко настраиваются на разные виды работ, их можно быстро обучить выполнять новые задачи. На данный момент считаются лучшими промышленными роботами.

Каталог коллаборативных роботов

Перспективы применения

Как было сказано выше, робототехника становится все более и более дешевой и доступной, поскольку:

Один робот заменяет несколько десятков человек.
Он вырабатывает больше продукции.
Окупает себя примерно за 12-15 лет.

Развитие этой отрасли идет по пути разработки искусственного интеллекта. Наиболее перспективные отрасли развития робототехники в России – это:

Строительство.
Обрабатывающая промышленность.
Горнодобывающая промышленность.
Сельское хозяйство.

Основные преимущества использования промышленных роботов

Эти устройства уже доказали свою эффективность. Благодаря им:

Снижаются затраты, в том числе и на рабочую силу.
Повышается точность изготовления.
Уменьшается количество брака.
Ускоряются производственные процессы.
Экономится материал и электроэнергия.
Снижается стоимость обработки.
Ускоряется процесс перехода на другой проект.

Производители промышленных роботов

При покупке промышленного робота имеет смысл поинтересоваться его производителем. Можно выделить несколько компаний, известных во всем мире.

Fanuc

Каталог роботов Fanuc

Японская компания Fanuc – мировой лидер по производству промышленных роботов. По данным на 2018 год по всему миру было установлено 400 000 роботов производства Fanuc. В ассортимент входят различные типа устройств: роботы для сварки, покраски, паллетирования, дельта-роботы.

В частности, разработанная компанией модель FANUC M-1iA отлично подходит для предприятий, занимающихся небольшими электронными устройствами. Ее основные характеристики: высокая точность, небольшая грузоподъемность, повышенная производительность, быстрая сборка деталей.

Hanwha

Hanwha – известный производитель коллаборативных роботов. Продукция этой южнокорейской фирмы используется в Азии, Европе и США. Кобаты (коллаборативные роботы) становятся все популярнее, т.к. они дешевле в обслуживании и просты в управлении.

Наибольшим спросом пользуется Hanwha HCR-5 cobot. Он применяется для изготовления электронных устройств, при обработке пластика, в пищевой, автомобильной и фармацевтической промышленности.

Kuka

Kuka выпускает промышленных роботов, выполняющих многосерийные задачи: паллетирование, погрузку, упаковку, сварку, сборку, обработку. Более 80 тыс. роботов от этого производителя установлены по всему миру.

Например, роботы Kuka, выполняющие автоматическую дуговую сварку, используются на заводе Gestamp в Билефельде при производстве рам лестничного типа для автомобилей Volkswagen. Они обеспечивают надежность и высокую производительность.

Universal Robots

Universal Robots основана в 2005 году. Она производит гибких коллаборативных роботов небольшого размера. Первая модель - UR5 – была выпущена в 2008 году. Кобаты Universal Robots используются при сборке, паллетизации, упаковке, покраске, литье, сварке. Они совместимы со станками с ЧПУ.

К примеру, модель UR 10 со средней грузоподъемностью применяется при сварке, склейке, пайке деталей, совмещается с фармацевтическим, сельскохозяйственным и технологическим оборудованием. Может размещаться на столе.

uFactory

uFactory – китайский производитель, специализирующийся на выпуске настольных роботов для малого бизнеса и обучения.

Одна из последних разработок компании - uArm Swift Pro. Эта роботизированная рука предназначена для бытовых целей, в частности, для 3D-печати. На нее можно установить лазерный гравер, головки для печати, различные захваты. При необходимости аппарат легко перевести в обучающий режим.

ABB

ABB – швейцарская фирма, которая выпустила на сегодняшний день более 160 тысяч роботов. Они используются в пищевых и мебельных производствах, в фармакологии, электронике и пр.

Фирма АВВ – пионер на рынке робототехники. Именно она 40 лет назад произвела первого в мире электрического промышленного робота и первого в мире робота для покраски.

В России задействованы около 1,5 тыс. роботов этой фирмы. Например, они осуществляют контроль качества на предприятиях компании Novo Nordisk (Калужская область), автоматизируют производственные процессы завода «МолПродукт» (Московская область) и т.д.

Yaskawa

Эта одна из старейших японских фирм основана в 1915 году. В 1977 году произвела первую серию собственных промышленных роботов MOTOMAN-L10. Они предназначены для покраски, сварки, резки, упаковки, сборки.

В 2007 компанией Yaskawa разработан самый быстрый робот для дуговой сварки - МОТОМАN SSA2000.

Kawasaki

Компания работает на рынке робототехники с 1969 года. Она специализируется на выпуске роботов для покраски, паллетирования, сварки. Высоко ценятся среди покупателей роботы для чистых помещений, двурукие, шарнирные. Они также подходят для работы в сложных условиях (агрессивные среды, высокие температуры).

Проблемы промышленных роботов и их решение

Основные проблемы среднего и малого бизнеса, ведущие к отказу от использования промышленных роботов:

небольшой объем заказов;
отсутствие узких специалистов, владеющих навыками программирования, или повышенная оплата за их труд;
невозможность автоматизации каких-либо задач из-за отсутствия крупных серий;
нехватка места в цеху или другом помещении.

Все эти вопросы легко решаются при помощи роботов нового поколения – коботов. Они:

Могут работать с мелкими сериями или даже производить единичную продукцию.
Имеют открытую архитектуру – это значительно увеличивает их потенциал.
Быстро переключаются между операциями.
Легко перенастраиваются на другие задачи.
Безопасны, т.к. оснащены специальными датчиками, которые предотвращают столкновение с человеком.
Не требуют много места или специального ограждения.

Применение промышленных роботов в различных отраслях промышленности

Промышленные роботы особенно активно применяются в тех отраслях промышленности, где необходима точность и быстрота действий. Они успешно заменяют людей при выполнении опасных или монотонных операций или при работе в агрессивных средах.

Автомобильная промышленность

На сегодняшний день это лидер по внедрению робототехники в производственные процессы. Например, венгерская компания AUDI Hungary выпускает автомобили, используя роботы Fanuc. Роботы для лазерной и плазменной резки задействованы на заводах Renault во Франции.

Производство электроники

workpiece-passing-m1-robot-banner[1].jpg

Компания ALNEA Sp. z.o.o. – известный производитель тестовых приборов – применяет KUKA KR 6 R900 для пайки печатных плат. В результате время выполнения заказов уменьшается в два раза.

Ряд предприятий использует шестиосевой робот-манипулятор Yaskawa Motoman MH12 для сборки компьютерных жестких дисков.

Пищевая промышленность

Atria Scandinavia – шведская компания, которая выпускает вегетарианские продукты. Упаковкой, маркировкой и укладкой занимаются манипуляторы UR 10. Они обрабатывают более 200 позиций в час на каждой линии производства.

Сельское хозяйство

Некоторые роботы могут собирать урожай. Например, Agrobot SW6010 использует сенсоры и манипуляторы для обнаружения и сбора спелой клубники. В систему «Vegebot», которая предназначена для сбора салата, входит робот-манипулятор UR10 с шестью степенями свободы.

Заключение

В наше время между понятием «конкурентоспособность» и понятием «автоматизация» нередко ставится знак равенства. Современные роботы рентабельны даже для небольших организаций, поскольку улучшают условия труда, повышают производительность и качество выпускаемой продукции. Затраты на них быстро окупаются.

Таким образом, промышленные роботы с легкостью внедряются в любые производственные процессы, следовательно, их разработка и внедрение значительно расширяют возможности и перспективы робототехники.

Приобрести Робот манипулятор и задать свой вопрос, или сделать предложение, вы можете, связавшись с нами: