Teollisuusrobotit modernissa tuotannossa – tyypit ja laitteet

Teollisuusrobotteja käytetään nykyään laajalti ihmisten tuotannossa. Ne ovat yksi tehokkaimmista keinoista koneellistaa ja automatisoida kuljetus- ja rahtitoimintoja sekä monia teknologisia prosesseja.

Teollisuusrobottien käyttöönoton positiivinen vaikutus havaitaan yleensä samanaikaisesti monelta suunnalta: työn tuottavuus kasvaa, lopputuotteen laatu paranee, tuotantokustannukset laskevat, ihmisen työolot paranevat ja lopulta yrityksen siirtyminen pois yhden tyyppisen tuotteen vapauttaminen toiseen helpottuu huomattavasti.

Jotta teollisuusrobottien käyttöönotolla saavutettaisiin näin laaja ja monipuolinen positiivinen vaikutus jo toimivaan manuaaliseen tuotantoon, on kuitenkin tarpeen laskea etukäteen suunnitellut kustannukset itse toteutusprosessille, robotin hinnalle ja myös punnita, onko tuotantosi ja teknologisen prosessisi monimutkaisuus yleensä riittävä modernisointisuunnitelmaan, joka auttaa asentamaan teollisuusrobotteja.

Itse asiassa joskus tuotanto on aluksi niin yksinkertaista, että robottien asentaminen on yksinkertaisesti epäkäytännöllistä ja jopa haitallista. Lisäksi tarvitaan pätevää henkilöstöä robottien asennukseen, ylläpitoon, ohjelmointiin ja työn aikana - apulaitteisiin jne. Tämä on tärkeää ottaa huomioon etukäteen.

Tavalla tai toisella robottimiehittämättömät ratkaisut tuotannossa ovat nykyään yhä ajankohtaisempia, jo pelkästään siksi, että haitalliset vaikutukset ihmisten terveyteen minimoidaan. Lisätään tähän ymmärrys siitä, että käsittelyn ja asennuksen koko sykli sujuu nopeammin, ilman savutaukoja ja ilman virheitä, jotka ovat luontaisia ​​mihin tahansa tuotantoon, jossa elävä ihminen toimii robotin sijaan. Inhimillinen tekijä on robottien asentamisen ja teknologisen prosessin aloittamisen jälkeen käytännössä poissuljettu.

Nykyään manuaalinen työ korvataan useimmiten robottimanipulaattorin työllä: työkalun ote, työkalun kiinnitys, työkappaleen pidätys, syöttö työalueelle. Rajoitukset asettavat vain: kantavuus, rajoitettu työskentelyalue, esiohjelmoidut liikkeet.

Teollisuusrobotti pystyy tarjoamaan:

• korkea tuottavuus nopean ja tarkan paikantamisen ansiosta; parempaa tehokkuutta, koska hänen korvaamilleen henkilöille ei tarvitse maksaa palkkoja, yksi toimija riittää;

• korkea laatu - tarkkuus 0,05 mm, pieni avioliiton todennäköisyys;

• turvallisuus ihmisten terveydelle esimerkiksi siksi, että maalattaessa ihmisten kosketus maalien ja lakkojen kanssa on nyt suljettu pois;

• Lopuksi, robotin työskentelyalue on tiukasti rajoitettu ja vaatii vain vähän huoltoa, vaikka työympäristö olisi kemiallisesti aggressiivinen, robotin materiaali kestää tämän iskun.

Historiallisesti ensimmäinen patentoitu teollisuusrobotti julkaisi vuonna 1961 Unimation Inc:n General Motorsin tehtaalle New Jerseyssä. Robotin toimintosarja tallennetaan koodin muodossa magneettirummulle ja suoritetaan yleistetyillä koordinaatteilla. Toimintojen suorittamiseen robotti käyttää hydraulisia vahvistimia. Tämä tekniikka siirrettiin myöhemmin japanilaisille Kawasaki Heavy Industriesille ja englantilaisille Guest, Keenille ja Nettlefoldsille, joten Unimation Inc:n robottien tuotanto laajeni jonkin verran.

Vuoteen 1970 mennessä Stanfordin yliopisto oli kehittänyt ensimmäisen robotin, joka muistutti 6 vapausasteen ihmisen käsivartta, jota ohjattiin tietokoneella ja jossa oli sähkökäyttöiset käyttölaitteet. Samaan aikaan japanilainen yritys Nachi kehittää sitä. Saksalainen KUKA Robotics esitteli kuusiakselista Famulus-robottia vuonna 1973, ja sveitsiläinen ABB Robotics alkaisi nyt myydä ASEA-robottia, myös kuusiakselista ja sähkömekaanisesti ohjattua.

Vuonna 1974 japanilainen Fanuc perusti oman tuotantonsa. Vuonna 1977 valmistettiin ensimmäinen Yaskawa-robotti.Tietotekniikan kehittyessä robotteja tuodaan yhä enemmän autoteollisuuteen: 1980-luvun alussa General Motors investoi neljäkymmentä miljardia dollaria oman tehdasautomaatiojärjestelmän perustamiseen.

Vuonna 1984 kotimainen Avtovaz hankki lisenssin KUKA Roboticsilta ja alkoi valmistaa robotteja omille tuotantolinjoilleen. Vuoteen 1995 mennessä lähes 70 % maailman kaikista roboteista on Japanissa, sen kotimarkkinoilla. Tällä tavalla teollisuusrobotit vakiinnuttavat vihdoin asemansa autoteollisuudessa.

Miten autovalmistus sujuu ilman hitsausta? Ei onnistu. Joten käy ilmi, että kaikki maailman autoteollisuus on varustettu sadoilla robottihitsauskomplekseilla. Joka viides teollisuusrobotti on mukana hitsauksessa. Seuraava kysyntä on robottikuormaaja, mutta argonkaari ja pistehitsaus ovat etusijalla.

Mikään manuaalinen hitsaus ei pysty vastaamaan sauman laatua ja prosessin hallintaa erikoistuneen robotin avulla. Entä laserhitsaus, jossa jopa 2 metrin etäisyydeltä fokusoidun laserin avulla tekninen prosessi suoritetaan 0,2 mm:n tarkkuudella - se on yksinkertaisesti korvaamaton lentokoneiden rakentamisessa ja lääketieteessä. Lisää tähän integrointi digitaalisiin CAD/CAM-järjestelmiin.

Hitsausrobotissa on kolme pääkäyttöyksikköä: työkappale, työkappaletta ohjaava tietokone ja muisti. Työrunko on varustettu käden muotoisella kahvalla. Rungossa on liikkumisvapaus kolmella akselilla (X, Y, Z), ja itse tarttuja voi pyöriä näiden akselien ympäri. Robotti itse voi liikkua ohjaimia pitkin.

Yksikään nykyaikainen tuotantolaitos ei tule toimeen ilman purkamista ja lastaamista tuotteiden koosta ja painosta riippumatta. Robotti asentaa työkappaleen itsenäisesti koneeseen, sitten purkaa ja sijoittaa sen. Robotti voi olla vuorovaikutuksessa useiden koneiden kanssa samanaikaisesti. Emme tietenkään voi olla mainitsematta tässä yhteydessä matkatavaroiden lastaamista lentokentällä.

Robotit mahdollistavat jo nyt henkilöstökustannusten vähentämisen minimiin. Kyse ei ole vain yksinkertaisista toiminnoista, kuten lävistyksestä tai uunin käytöstä. Robotit pystyvät nostamaan enemmän painoja paljon vaikeammissa olosuhteissa, mutta eivät väsy ja viettävät huomattavasti vähemmän aikaa kuin elävä ihminen.

Esimerkiksi valimoissa ja seppissä olosuhteet ovat perinteisesti erittäin vaikeat ihmisille. Tämäntyyppinen tuotanto on robotisoinnin kannalta kolmannella sijalla purkamisen ja lastauksen jälkeen. Ei ole sattumaa, että lähes kaikki eurooppalaiset valimot on nyt varustettu automatisoiduilla järjestelmillä, joissa on teollisuusrobotteja. Robotin käyttöönottokustannukset maksavat yritykselle satoja tuhansia dollareita, mutta sen käyttöön ilmestyy erittäin joustava kompleksi, joka on enemmän kuin kompensoitu.

Robotti laser ja plasmaleikkaus parantaa perinteisiä linjoja plasmapolttimilla. Kolmiulotteinen leikkaus ja kulmien ja I-palkkien leikkaus, valmistelu jatkokäsittelyyn, hitsaus, poraus. Autoteollisuudessa tämä tekniikka on yksinkertaisesti korvaamaton, koska tuotteiden reunat on leikattava tarkasti ja nopeasti leimauksen ja muotoilun jälkeen.

Yksi tällainen robotti voi yhdistää sekä hitsauksen että leikkauksen.Tuottavuutta lisää vesisuihkuleikkauksen käyttöönotto, joka eliminoi materiaalin tarpeettoman altistuksen lämmölle.Täten kahdessa ja puolessa minuutissa leikataan kaikki pienet reiät Renault Espace -kuppien metalliin Renaultin robottitehtaalla Ranskassa.

Huonekalujen, autojen ja muiden tuotteiden valmistuksessa robottiputken taivutus työpäällä on hyödyllinen, kun robotti asettaa putken paikalleen ja taivutetaan erittäin nopeasti. Tällainen putki voidaan nyt varustaa erilaisilla elementeillä, jotka eivät häiritse robotin karaiden taivutusprosessia.

Särmäys, poraus ja jyrsintä – mikä voisi olla helpompaa robotille, olipa kyseessä metalli, puu tai muovi. Tarkat ja kestävät manipulaattorit hoitavat nämä tehtävät räjähdysmäisesti. Työskentelyaluetta ei ole rajoitettu, riittää, kun asennetaan pidennetty akseli tai useita ohjattuja akseleita, mikä antaa erinomaisen joustavuuden ja suuren nopeuden. Tätä ei voi tehdä.

Jyrsintyökalun pyörimistaajuudet saavuttavat kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa, ja saumojen hionta muuttuu kokonaan sarjaksi yksinkertaisia ​​toistuvia liikkeitä. Mutta ennen hiontaa ja hankaavaa pintakäsittelyä pidettiin likaisena ja raskaana ja myös erittäin haitallisena. Tahna syötetään nyt automaattisesti huopalaikan käsittelyn aikana hiomahihnan ohituksen jälkeen. Nopea ja turvallinen käyttäjälle.

Teollisuusrobotiikan näkymät ovat valtavat, sillä robotteja voidaan pohjimmiltaan ottaa käyttöön lähes mihin tahansa tuotantoprosessiin ja rajattomasti.Automaattityön laatu on joskus niin korkea, että se on ihmiskäsille yksinkertaisesti saavuttamaton. On kokonaisia ​​suuria teollisuudenaloja, joilla virheitä ja epätarkkuuksia ei voida hyväksyä: lentokoneiden valmistus, tarkkuuslääketieteen laitteet, ultratarkat aseet jne. Puhumattakaan yksittäisten yritysten kilpailukyvyn kasvusta ja myönteisistä vaikutuksista niiden talouteen.