Industrirobotter og fordelene ved deres implementering i produktionen, vigtigheden af ​​robotteknologi

Verden bliver mere og mere digital og progressiv. Det kan for eksempel bedømmes ud fra, at antallet af installerede robotter i industrien verden over er mere end tredoblet de seneste ti år.

Robotics er et nyt værktøj til kompleks mekanisering og automatisering af produktionen, teknologi af de seneste generationer, der giver den højeste effektivitet.

Robotik er en ny kompleks videnskabelig og teknisk retning, herunder udvikling, skabelse og brug manipulatorer, robotter og robotteknologiske komplekser, samt de relaterede organisatoriske, socioøkonomiske og psykologiske aspekter, der kræver en ny videnskabelig tilgang. Med succes på forskellige områder beviser det gradvist sine fordele.

Robotautomatisering for produktivitet, fleksibilitet og sikkerhed

Ideen om at erstatte menneskelig arbejdskraft med maskiner har været kendt siden oldtiden.Industrirobotten er endnu et trin i udviklingen af ​​fleksibel automatisering for at optimere produktionen, med mulighed for ikke blot løbende at gentage de samme operationer med garanteret nøjagtighed, men også med mulighed for enkel omprogrammering i tilfælde af ændring i brugerens produktionsprogram .

Konceptet starter med simple arbejdsstationer, hvor robotten er udstyret med en positioner til at placere kroppe og positionere dele i to eller flere stationer, til hele robotproduktionslinjen, hvor kroppens funktion, herunder lastning og aflæsning af dele, styres af robotter.

Vigtige hjælpere i den moderne automatiseringsverden er i dag udbredte hjælpesystemer såsom billeddannelsessystemer eller kameraer, der tillader robotter at fjerne og manipulere store dele.

Imidlertid er pålideligheden af ​​robotter, deres software, høj ydeevne og brugervenlighed væsentlige forudsætninger for, at disse enheder og systemer fungerer korrekt.

Niveauet og metoderne til produktionsautomatisering afhænger væsentligt af dets type og skala, og hvis i masse- og storskalaproduktion er brugen af ​​automatiske linjer mest berettiget, så i mellemserier og små batch- og enkeltproduktioner kompleks automatisering gjort muligt med fremkomsten af ​​computere, CNC-maskiner og industrirobotter.

På basen teknologisk udstyr med digital styring og samle industrirobotter, multiproduktlinjer, sektioner, værksteder kaldet fleksibel automatiseret fremstilling.

Hovedprincippet for at bygge sådanne fleksible produktionsfaciliteter er modularitet.Agile produktionsautomatisering har udviklet sig fra enkel til kompleks - oprindeligt designet og implementeret fleksible fremstillingsmoduler (PMM), er bygget på deres grundlag fleksible produktionskomplekser (HPC) og endelig fleksibel automatiseret fremstilling (HAP).

Ny generation af robotter er nemmere at installere og programmere og samtidig nemmere for dem at kommunikere med hinanden

Deres videreudvikling er skabelsen af ​​næsten opgivet automatisk produktion, hvor fleksibel automatiseret produktion suppleres med computerdesignet produktion af fremstillede produkter (CAD) og teknologisk forberedelse af deres produktion, planlægning og forsendelseskontrol (ACS).

Den vigtigste strukturelle enhed af fleksible produktionsmoduler af enhver kompleksitet er robotteknologikomplekser (RTC), som kan dannes på basis af en industrirobot, der yder individuel eller gruppevedligeholdelse af tilsluttet udstyr eller en komplet produktbehandlingscyklus (for eksempel svejsning), eller på basis af flere industrirobotter, der udfører indbyrdes forbundne operationer.

De fleste industrirobotters alsidighed muliggør deres brede anvendelse som en del af robotteknologiske komplekser til forskellige typer produktion.

Fremskridt inden for robotteknologi driver den voksende brug af robotter

Den intensive anvendelse af industrirobotik nu og i fremtiden skyldes en række årsager.

Først og fremmest skabelsen og den udbredte introduktion af industrielle robotter og manipulatorer, som gør det muligt at intensivere forskellige teknologiske processer og operationer, for at udelukke brugen af ​​manuelt lavt kvalificeret og monotont arbejdskraft, især under vanskelige, farlige og skadelige forhold for mennesker .

I de kommende år bør industrien sikre en markant stigning i produktionen gennem introduktion af nye typer udstyr og progressive teknologier. Selvom andelen af ​​manuelt arbejde i industrien er faldet, er der stadig en million mennesker i manuelt arbejde i verden i dag.

Talrige undersøgelser af arbejdsforhold viser, at omkring 30 % af arbejderne er negativt påvirket af støj, 30 % skal arbejde efter et strengt reguleret regime, 25 % udsættes for fugt, varme eller kulde, 20 % arbejder i fysisk ubehagelige stillinger eller under røg- og røgforhold. 20 % er tvunget til at yde en stor fysisk indsats, og 15 % arbejder om natten.

Disse stressfaktorer virker ofte i kombination; derfor er omkring 40 % af arbejderne samtidigt påvirket af to og omkring 25 % af tre eller flere faktorer. Derfor giver introduktionen af ​​robotter en betydelig reduktion i andelen af ​​manuelt, tungt, skadeligt og kedeligt arbejde. (social faktor).

Industrirobotter kan udføre opgaver, som tidligere kun kunne udføres af mennesker

Derudover har produktionens karakter ændret sig - omkring 80% af produkterne produceres i små partier. Derfor bliver produktionsautomatisering en af ​​de væsentlige løftestænger for at øge arbejdsproduktiviteten i småskalaproduktion. (økonomisk faktor).

Robotteknologi giver dig mulighed for at løse problemerne med to- og treskiftsarbejde, øge udstyrets belastningsfaktor og rytmen i dets arbejde, forbedre kvaliteten af ​​produkter og reducere deres omkostninger, hovedsageligt i småskala produktion.

Det skaber forudsætninger for at bevæge sig til et kvalitativt nyt niveau - skabelse af fleksible automatiserede produktionssystemer, der tillader hurtig rekonfiguration for at udføre operationer med forskellige sekvenser og karakter af handlinger og arbejde med minimal menneskelig involvering.

Der er en endnu større tilnærmelse mellem menneske og maskine: de arbejder i stigende grad hånd i hånd og uden et beskyttende hegn.

De vigtigste tekniske egenskaber ved industrirobotter er bestemt af anvendelsesområdet og de produktionsforhold, som de er beregnet til.

Beskrivelse og egenskaber ved moderne industrirobotter er indeholdt i artiklerne: Industrirobotter i moderne produktion og Klassificering af industrirobotter

Undersøgelser viser, at når den bruges i visse operationer, erstatter en industrirobot afhængigt af arbejdsskiftet 1-3 arbejdere, øger arbejdsproduktiviteten med 60-80% og reducerer produktionsforberedelsesomkostningerne med 45-50%.

Når de bruges i grupper, øges effektiviteten af ​​industrirobotter kraftigt: Produktiviteten øges med mindst 3 til 5 gange, og i nogle tilfælde med 8 til 10 gange, kapitalinvesteringer og vedligeholdelsesomkostninger reduceres relativt, intensiteten og rytmen i produktionen ændres , øget produktkvalitet reduceres antallet af afvisninger.

Bilindustrien fører an: Brug af intelligente fremstillingsløsninger og industrirobotter i stedet for de samlebånd, der har domineret traditionel fremstilling i mere end 100 år.

Blandt områderne med at reducere manuelt og tungt fysisk arbejde er der ud over robotter også tildelt en vigtig plads til de enkleste enheder - manipulatorersom et middel til kompleks mekanisering af produktionen.

I produktionen, hvor der ikke er behov for at beskytte en person mod miljøet og hyppig lastning og losning af udstyr, er kommandostyrede manipulatorer blevet udbredt, kendetegnet ved, at den menneskelige operatør sekventielt tænder drevene til hvert led separat.

Sådanne robotmanipulatorer er de enkleste i design, relativt billige, og deres brug fører ikke til en ændring i den teknologiske proces, da de let passer ind i den eksisterende teknologi. Alsidighed, lave omkostninger og høj effektivitet ved lastning og losning er deres karakteristiske egenskaber.

Moderne robotmanipulatorer giver nye muligheder i arbejdsverdenen

Mange typer arbejde, især mekanisk montage, konstruktion og efterbehandling, løft og transport, opbevaring og reparation kan i den nærmeste fremtid udelukkende mekaniseres ved hjælp af manipulatorer.

Ifølge beregninger vil opfyldelsen af ​​de industrielle behov for robotmanipulatorer reducere antallet af manuelle arbejdere i mere end 30 erhverv: låsesmede med 4%, reparatører med 3, pakkerier med 5, lagerholdere med 2,5, transportører med 3 og læssere - med 5 %

Som et resultat af netværksinnovation dukker flere og flere robotter op i fremstillingssektorer, der først for nylig har opdaget automatisering. Eksempler på dette er fødevareindustrien, tekstilindustrien, træindustrien og plastindustrien.

Indtil for nylig var brugen af ​​standardtyper af industrirobotter ledsaget af en række sikkerheds- og ulykkesforebyggende foranstaltninger. I den forbindelse er en ny type robotter (samarbejdsrobotter), nogle gange kaldet "cobots", en fuldstændig revolutionerende løsning.

Forskning og udvikling af kollaborative robotter har fra begyndelsen fokuseret på sikkerhed og samtidig på muligheden for integration i arbejdslinjer med menneskelige operatører.

Selv i det sidste årti stod industrirobotter på hegnet. Men så dukkede det op kollaborative robotter… Essensen af ​​udtrykket "samarbejde" betyder, at han kan arbejde sammen med mennesker.

Hvordan kan det se ud, og hvorfor er det ikke farligt? Robottens design er sådan, at den har begrænset effekt og output, herunder en funktion, der straks stopper robotten, når der registreres en kollision, hvilket kan gøres på flere måder. I mange applikationer kan denne robot bruges uden sikkerhedsbeskyttelse.

Robotproducenter kan i dag tilbyde deres kunder en type robot, der opfylder de strengeste krav i forhold til dens egenskaber og samtidig har en række andre fordele, der kan fremhæves:

• Samtidig drift med en menneskelig operatør,
• pladsbesparende,
• nem opsætning,
• Høj ydeevne,
• nøjagtighed,
• pålidelighed.

Samarbejdsrobotter er stadig nye. Mulighederne for deres anvendelse er endnu ikke fuldt ud afsløret.I øjeblikket er cobots mest udbredt i elektronikindustrien, men deres muligheder er også med succes blevet anvendt til andre industrier. Takket være deres fleksibilitet og brugervenlighed vil de også finde deres plads i logistik- og servicebranchen. Vores forskning viser, at disse ikke-fremstillingsområder vil stå for 21,3% af cobot-salget i 2024. Vores venlige små cobots har potentialet til at vokse betydeligt sammenlignet med andre typer robotter!

— Jan Zhang, CEO for Interact Analysis

Hvis en arbejder udfører en gentagne opgave i mange timer om dagen, er det ofte relativt nemt at udskifte en kollaborativ robot på relativt kort tid, takket være enkel programmering og konfiguration og uden alle de sikkerhedsforanstaltninger, der kræves for traditionelle industrirobotter.

Af samme grunde er den kollaborative robot også meget mere overkommelig (ikke kun prisen på robotten er lavere, men også installationsomkostningerne ved at eliminere den tid, der kræves til at vedligeholde og konfigurere robotcelleudstyret), og derfor er det lettere at retfærdiggøre økonomisk.

De bedste eksempler på vellykket implementering af sådanne robotter er i produktionsfaciliteter, hvor der er flere stationer, der udfører den samme type processer, for eksempel teknologiske processer med flere CNC-maskiner.

På nuværende tidspunkt bør skabelsen og implementeringen af ​​robotteknologi anerkendes som et af de prioriterede områder inden for industriel udvikling.

Mere end tusind virksomheder beskæftiger sig med udvikling og produktion af industrirobotter. Alle større virksomheder begynder at investere i industrirobotter.Nye virksomheder med speciale i disse produkter er ved at blive oprettet, samt mellemvirksomheder for introduktion af industrirobotter.

I alle udviklede lande er der etableret nationale sammenslutninger for industriel robotteknologi, og i nogle lande er arbejdet på dette område blevet hævet til rang af et statsligt program.

I Rusland blev National Association of Robotics Market Participants (NAURR) etableret, hvis formål er at udvikle robotmarkedet, udvide internationale relationer og popularisere robotteknologi.