Teollisuusrobotit ja niiden käyttöönoton hyödyt tuotannossa, robotiikan merkitys

Maailma muuttuu yhä digitaalisemmaksi ja edistyksellisemmäksi. Tämän voi päätellä esimerkiksi siitä, että teollisuuteen asennettujen robottien määrä eri puolilla maailmaa on yli kolminkertaistunut viimeisen kymmenen vuoden aikana.

Robotiikka on uusi työkalu tuotannon monimutkaiseen mekanisointiin ja automatisointiin, viimeisimpien sukupolvien teknologiaa, joka tarjoaa korkeimman tehokkuuden.

Robotiikka on uusi monimutkainen tieteellinen ja tekninen suunta, joka sisältää kehittämisen, luomisen ja käytön manipulaattorit, robotit ja robottiteknologiset kompleksit, sekä niihin liittyvät organisatoriset, sosioekonomiset ja psykologiset näkökohdat, jotka edellyttävät uutta tieteellistä lähestymistapaa. Menestyksekkäästi eri aloilla se osoittaa vähitellen etunsa.

Robottiautomaatio lisää tuottavuutta, joustavuutta ja turvallisuutta

Ajatus ihmistyön korvaamisesta koneilla on ollut tiedossa muinaisista ajoista lähtien.Teollisuusrobotti on toinen askel joustavan automaation kehittämisessä tuotannon optimoimiseksi. Se ei ainoastaan ​​pysty toistamaan jatkuvasti samoja operaatioita taatulla tarkkuudella, vaan sillä on myös mahdollisuus yksinkertaiseen uudelleenohjelmointiin, jos käyttäjän tuotantoohjelma muuttuu. .

Konsepti alkaa yksinkertaisista työasemista, joissa robotti on varustettu asennoittimella kappaleiden ja osien sijoittamiseksi kahdelle tai useammalle asemalle, koko robotin tuotantolinjalle, jossa kehojen toimintaa, mukaan lukien osien lastaaminen ja purkaminen, ohjataan robotteja.

Tärkeitä apuvälineitä nykyaikaisen automaation maailmassa ovat nykyään laajalti käytetyt apujärjestelmät, kuten kuvantamisjärjestelmät tai kamerat, joiden avulla robotit voivat poistaa ja käsitellä suuria osia.

Robottien luotettavuus, niiden ohjelmistot, korkea suorituskyky ja helppokäyttöisyys ovat kuitenkin olennaisia ​​edellytyksiä näiden laitteiden ja järjestelmien moitteettomalle toiminnalle.

Tuotannon automaation taso ja menetelmät riippuvat merkittävästi sen tyypistä ja mittakaavasta, ja jos massa- ja suurtuotannossa automaattisten linjojen käyttö on kaikkein perusteltua, niin keskisarjassa ja pienierä- ja yksittäistuotannossa. monimutkainen automaatio tehty mahdolliseksi tietokoneiden, CNC-koneiden ja teollisuusrobottien myötä.

Pohjalla tekniset laitteet digitaalisella ohjauksella ja koota teollisuusrobotteja, monituotelinjoja, osia, työpajoja, joita kutsutaan joustavaksi automatisoiduksi valmistukseksi.

Pääperiaate tällaisten joustavien tuotantotilojen rakentamisessa on modulaarisuus.Ketterä valmistusautomaatio on kehittynyt yksinkertaisesta monimutkaiseksi – alun perin suunniteltu ja toteutettu joustavat valmistusmoduulit (PMM), on rakennettu niiden pohjalta joustavat tuotantokompleksit (HPC) ja lopuksi joustava automatisoitu valmistus (HAP).

Uuden sukupolven robotit on helpompi asentaa ja ohjelmoida ja samalla niiden on helpompi kommunikoida keskenään

Niiden jatkokehitys on lähes hylätyn automaattituotannon luominen, jossa joustavaa automatisoitua tuotantoa täydentää tietokoneella suunniteltu valmistettujen tuotteiden tuotanto (CAD) ja niiden tuotannon, suunnittelun ja lähetyksen ohjauksen teknologinen valmistelu (ACS).

Kaiken monimutkaisuuden joustavien tuotantomoduulien päärakenneyksikkö on robottiteknologiakompleksit (RTC), joka voidaan muodostaa yhden teollisuusrobotin pohjalta, joka huolehtii liitettyjen laitteiden yksittäis- tai ryhmähuollon tai kokonaisen tuotteen prosessointisyklin (esim. hitsaus), tai useiden toisiinsa kytkettyjä toimintoja suorittavien teollisuusrobottien pohjalta.

Useimpien teollisuusrobottien monipuolisuus mahdollistaa niiden laajan käytön osana robottiteknologisia komplekseja erilaisiin tuotantotyyppeihin.

Robottitekniikan kehitys lisää robottien käyttöä

Teollisuuden robotiikan intensiivinen käyttöönotto nyt ja tulevaisuudessa johtuu useista syistä.

Ensinnäkin teollisuusrobottien ja manipulaattoreiden luominen ja laaja käyttöönotto, mikä mahdollistaa erilaisten teknisten prosessien ja toimintojen tehostamisen, sulkea pois manuaalisen vähän koulutetun ja yksitoikkoisen työvoiman käytön erityisesti vaikeissa, vaarallisissa ja ihmisille haitallisissa olosuhteissa. .

Tulevina vuosina teollisuuden tulee varmistaa tuotannon merkittävä kasvu ottamalla käyttöön uudenlaisia ​​laitteita ja edistyksellisiä teknologioita. Vaikka ruumiillisen työn osuus teollisuudessa on laskenut, maailmassa on edelleen miljoona ihmistä ruumiillisessa työssä.

Lukuisat työoloja koskevat tutkimukset osoittavat, että melu vaikuttaa haitallisesti noin 30 %:iin työntekijöistä, 30 %:n on työskenneltävä tiukasti säädellyn järjestelmän mukaisesti, 25 % altistuu kosteudelle, kuumuudelle tai kylmälle, 20 % työskentelee fyysisesti epämukavissa asennoissa tai alle. savu- ja savuolosuhteet. 20 % joutuu tekemään suuria fyysisiä ponnisteluja ja 15 % työskentelee yöllä.

Nämä stressitekijät toimivat usein yhdessä; siksi noin 40 %:iin työntekijöistä vaikuttaa samanaikaisesti kaksi ja noin 25 %:iin kolme tai useampi tekijä. Näin ollen robotiikan käyttöönotto vähentää merkittävästi manuaalisen, raskaan, haitallisen ja työlästyön osuutta. (sosiaalinen tekijä).

Teollisuusrobotit pystyvät suorittamaan tehtäviä, joita aiemmin vain ihmiset pystyivät suorittamaan

Lisäksi tuotannon luonne on muuttunut – noin 80 % tuotteista valmistetaan pienissä erissä. Siksi tuotannon automatisoinnista tulee yksi olennaisista keinoista lisätä työn tuottavuutta pientuotannossa. (taloudellinen tekijä).

Robotiikan avulla voit ratkaista kaksi- ja kolmivuorotyön ongelmia, lisätä laitteiden kuormituskerrointa ja työskentelyrytmiä, parantaa tuotteiden laatua ja alentaa niiden kustannuksia pääasiassa pientuotannossa.

Se luo edellytykset siirtymiselle laadullisesti uudelle tasolle – joustavien automatisoitujen tuotantojärjestelmien luomiseen, jotka mahdollistavat nopean uudelleenkonfiguroinnin suorittamaan operaatioita eri sarjoilla ja toimintojen luonteella sekä työskentelyä minimaalisella ihmisen osallisuudella.

Ihmisen ja koneen välillä on vieläkin suurempi lähentyminen: ne työskentelevät yhä enemmän käsi kädessä ja ilman suojaavaa aitaa.

Teollisuusrobottien tärkeimmät tekniset ominaisuudet määräytyvät käyttöalan ja tuotanto-olosuhteiden mukaan, joihin ne on tarkoitettu.

Nykyaikaisten teollisuusrobottien kuvaus ja ominaisuudet sisältyvät artikkeleihin: Teollisuusrobotit nykyaikaisessa tuotannossa ja Teollisuusrobottien luokittelu

Tutkimukset osoittavat, että tietyissä toiminnoissa käytettynä teollisuusrobotti korvaa työvuorosta riippuen 1-3 työntekijää, lisää työn tuottavuutta 60-80 % ja alentaa tuotannon valmistelukustannuksia 45-50 %.

Ryhmissä käytettäessä teollisuusrobottien tehokkuus kasvaa jyrkästi: tuottavuus kasvaa vähintään 3-5-kertaiseksi, paikoin 8-10-kertaiseksi, investointi- ja ylläpitokustannukset pienenevät suhteellisesti, tuotannon intensiteetti ja rytmi siirtyvät. , tuotteen laadun paraneminen, hylättyjen määrä vähenee.

Autoteollisuus on edelläkävijä: älykkäiden valmistusratkaisujen ja teollisuusrobottien käyttäminen perinteistä valmistusta yli 100 vuotta hallinneiden kokoonpanolinjojen sijaan.

Käsityön ja raskaan fyysisen työn vähentämisen osa-alueilla robottien lisäksi tärkeä paikka on myös yksinkertaisimmilla laitteilla — manipulaattoritkeinona monimutkaiseen tuotannon koneistamiseen.

Tuotannossa, jossa ei ole tarvetta suojella henkilöä ympäristöltä ja laitteiden toistuvasta lastaamisesta ja purkamisesta, komento-ohjatut manipulaattorit ovat yleistyneet, joille on ominaista se, että ihmisoperaattori käynnistää peräkkäin jokaisen linkin käytöt erikseen.

Tällaiset robottimanipulaattorit ovat suunnittelultaan yksinkertaisimpia, suhteellisen edullisia, eivätkä niiden käyttö johda muutokseen teknologisessa prosessissa, koska ne sopivat helposti olemassa olevaan tekniikkaan. Monipuolisuus, alhaiset kustannukset ja korkea tehokkuus lastaus- ja purkuoperaatioissa ovat niiden erottavia ominaisuuksia.

Nykyaikaiset robottimanipulaattorit tarjoavat uusia mahdollisuuksia työmaailmaan

Monenlaiset työt, erityisesti mekaaninen kokoonpano, rakentaminen ja viimeistely, nosto ja kuljetus, varastointi ja korjaus voidaan lähitulevaisuudessa koneistaa yksinomaan manipulaattoreiden avulla.

Laskelmien mukaan robottimanipulaattoreiden teollisten tarpeiden tyydyttäminen vähentää ruumiillisten työntekijöiden määrää yli 30 ammatissa: lukkoseppät 4, korjaajat 3, pakkaajat 5, varastonpitäjät 2,5, kuljettajat 3 ja kuormaajat 5. %

Verkkoinnovoinnin seurauksena yhä enemmän robotteja ilmestyy tuotantosektoreille, jotka ovat vasta hiljattain löytäneet automaation. Esimerkkejä tästä ovat elintarviketeollisuus, tekstiiliteollisuus, puunjalostusteollisuus ja muoviteollisuus.

Viime aikoihin asti standardityyppisten teollisuusrobottien käyttöön liittyi useita turvallisuus- ja onnettomuuksien ehkäisytoimenpiteitä. Tässä suhteessa uudentyyppiset robotit (yhteistyörobotit), joita joskus kutsutaan "koboteiksi", on täysin vallankumouksellinen ratkaisu.

Yhteistyörobottien tutkimus ja kehitys on alusta alkaen keskittynyt turvallisuuteen ja samalla mahdollisuuteen integroida se työlinjoihin ihmisten kanssa.

Vielä viime vuosikymmenelläkin teollisuusrobotit olivat aidalla. Mutta sitten se ilmestyi yhteistyörobotit… Sanan "yhteistyö" olemus tarkoittaa, että hän voi työskennellä yhdessä ihmisten kanssa.

Miltä tämä voi näyttää ja miksi se ei ole vaarallista? Robotin rakenne on sellainen, että sillä on rajoitettu teho ja teho, mukaan lukien toiminto, joka pysäyttää robotin välittömästi törmäyksen havaitessa, mikä voidaan tehdä monella tavalla. Monissa sovelluksissa tätä robottia voidaan käyttää ilman turvasuojaa.

Nykyään robottivalmistajat voivat tarjota asiakkailleen robottityypin, joka täyttää tiukimmatkin vaatimukset ominaisuuksiltaan ja jolla on samalla useita muita esiin tuomia etuja:

• Samanaikainen käyttö ihmisen kanssa,
• tilaa säästävä,
• helppo asennus,
• korkea suorituskyky,
• tarkkuus,
• luotettavuus.

Yhteistyörobotit ovat vielä uusia. Niiden soveltamismahdollisuuksia ei ole vielä täysin paljastettu.Tällä hetkellä kobotit ovat laajimmin käytössä elektroniikkateollisuudessa, mutta niiden ominaisuuksia on käytetty menestyksekkäästi myös muilla teollisuudenaloilla. Joustavuutensa ja helppokäyttöisyytensä ansiosta ne löytävät paikkansa myös logistiikka- ja palveluteollisuudessa. Tutkimuksemme osoittaa, että näiden ei-valmistusalueiden osuus kobottien myynnistä on 21,3 % vuoteen 2024 mennessä. Ystävällisillä pienillä kobotteillamme on potentiaalia kasvaa merkittävästi verrattuna muuntyyppisiin robotteihin!

— Jan Zhang, Interact Analysisin toimitusjohtaja

Jos työntekijä suorittaa toistuvaa tehtävää useita tunteja päivässä, yhteistyörobotin vaihtaminen on usein suhteellisen helppoa suhteellisen lyhyessä ajassa yksinkertaisen ohjelmoinnin ja konfiguroinnin ansiosta ja ilman kaikkia perinteisten teollisuusrobottien edellyttämiä turvatoimia.

Samoista syistä yhteistyörobotti on myös paljon edullisempi (ei pelkästään robotin hinta ole alhaisempi, vaan myös asennuskustannukset, koska robottisolulaitteiston ylläpitoon ja konfigurointiin ei kulu aikaa) ja siksi se on helpompi perustella. taloudellisesti.

Parhaita esimerkkejä tällaisten robottien onnistuneesta toteutuksesta ovat tuotantolaitokset, joissa on useita asemia, jotka suorittavat samantyyppisiä prosesseja, esimerkiksi teknologisia prosesseja useilla CNC-koneilla.

Tällä hetkellä robotiikan luominen ja toteuttaminen on tunnustettava yhdeksi teollisuuden kehittämisen painopistealueista.

Yli tuhat yritystä harjoittaa teollisuusrobottien kehitystä ja tuotantoa. Kaikki suuret yritykset ovat alkaneet investoida teollisuusroboteihin.Uusia näihin tuotteisiin erikoistuneita yrityksiä syntyy sekä teollisuusrobottien käyttöönottoon välittäviä yrityksiä.

Kaikissa kehittyneissä maissa on perustettu kansallisia teollisuusrobotiikan yhdistyksiä, ja joissain maissa työ tällä alalla on nostettu valtion ohjelman tasolle.

Venäjälle perustettiin National Association of Robotics Market Participants (NAURR), jonka tarkoituksena on kehittää robotiikkamarkkinoita, laajentaa kansainvälisiä suhteita ja popularisoida robotiikkaa.