Teollinen robotti. Robotit tuotannossa. Automaattiset robotit

Nykyään nämä laitteet ovat erityisen kysyntää kansantaloudessa. Teollinen robotti, aivan kuten prototyyppi K.Chapek'ssa Robotsin noususta, ei tuota lainkaan vallankumouksellisia ideoita. Päinvastoin, se tunnetusti suorittaa suurella tarkkuudella sekä päätuotantoprosessit (kokoonpano, hitsaus, maalaus) että apuvälineet (lastaus purkamalla, kiinnittämällä tuote valmistuksen aikana, liikkeessä).

Tällaisten "älykkäiden" koneiden käyttö auttaa vaikuttamaan tehokkaasti kolmeen merkittävimpään tuotantovaikeuteen:

• Työn tuottavuuden kasvu;
• Ihmisten työolojen parantaminen;
• Henkilöresurssien käytön optimointi.

Teollisuusrobotit ovat laajamittaisen tuotannon aivotapa

Tuotannossa olevat robotit levittivät voimakkaasti myöhäistä XX-luvulla teollisuustuotannon merkittävän kasvun vuoksi . Suuri sarja tuotteista on edellyttänyt sellaisen työn voimakkuutta ja laatua, jonka toteutuminen ylittää objektiiviset inhimilliset valmiudet. Monien tuhansien ammattitaitoisten työntekijöiden sijaan useat erittäin tehokkaat automaattiset linjat toimivat nykyaikaisissa teknologisissa laitoksissa, jotka toimivat jatkuvana tai jatkuvana toimintana.

Tällaisten teknologioiden kehittämisessä johtajat, jotka julistavat teollisten robottien laajamittaisen käytön, ovat Japani, Yhdysvallat, Saksa, Ruotsi ja Sveitsi. Edellä mainituissa maissa valmistetut nykyaikaiset teollisuusrobotit jaetaan kahteen suureen ryhmään. Heidän tyyppejäan määrittävät heidän kuuluminen kahteen pohjimmiltaan erilaiseen hallintatapaan:

• Automaattiset manipulaattorit;
• Laitteet, joita ihminen hallitsee etähallituksella.

Mihin niitä käytetään?

Tarve niiden luomiseen alkoi puhua jo 1900-luvun alussa. Tällöin suunnitelman toteuttamiseen ei kuitenkaan vielä ollut elementaarista perustaa. Nykyään aikojen sanelemisen jälkeen robotteja käytetään useimmissa teknologisesti edistyksellisillä aloilla.

Valitettavasti koko teollisuudenalan uudelleenkäyttöä tällaisilla "älykkäillä" koneilla torjutaan investointien alijäämä. Vaikka niiden käytöstä aiheutuvat hyödyt ylittävät selkeästi alkuperäiset käteiskustannukset, koska ne antavat sinulle mahdollisuuden puhua paitsi automaation lisäksi myös syvällisistä tuotannon ja työn muutoksista.

Teollisuusrobottien käyttö mahdollisti tehokkaamman ja epäluotettavamman työn suorituskyvyn ja tarkkuuden kannalta: lastaus / purku, pinoaminen, lajittelu, osien suuntaaminen; Siirrä aihioita robotista toiseen ja valmiita tuotteita - varastolle; Saumojen pistehitsaus ja hitsaus; Mekaanisten ja elektronisten osien asennus; Kaapelointi; Aihion leikkaaminen monimutkaisella ääriviivalla.

Manipulaattori teollisuusrobotin osana

Toiminnallisesti tämä "älykäs" kone koostuu uudelleenohjelmoittavasta automaattisesta ohjausjärjestelmästä (ACS) ja työkappaleesta (matkajärjestelmästä ja mekaanisesta manipulaattorista). Jos ACS on yleensä tarpeeksi kompakti, visuaalisesti piilotettu eikä välittömästi iske silmään, työkappale on niin tyypillinen, että teollisuusrobottia kutsutaan usein robotin manipulaattoriksi.

Määritelmän mukaan manipulaattori on laite, joka liikkuu työpintojen ja työn kohteiden tilassa. Nämä laitteet koostuvat kahden tyyppisistä linkkeistä. Ensin tarjotaan progressiivinen liike. Toinen - kulma-siirtymä. Tällaiset vakiolenkit niiden liikuttamiseksi käyttävät joko pneumaattista tai hydraulista (voimakkaampaa) käyttövoimaa.

Manuaalisen analogisen ihmisen käden luoma manipulaattori on varustettu teknologisella tartuntalaitteella, jolla voidaan käsitellä osia. Useissa tämäntyyppisissä laitteissa pitoa käytettiin useimmiten mekaanisilla sormilla. Kun työstettiin tasaisilla pinnoilla, esineitä tarttui mekaanisilla imukupilla.

Jos manipulaattorin oli työskenneltävä samanaikaisesti monien samanlaisten aihioiden kanssa, tartunta tehtiin erityisen laajan suunnittelun ansiosta.

Tartuntaelimen sijaan manipulaattori on usein varustettu liikkuvalla hitsaustarvikkeella, erityisellä teknisellä sumuttimella tai yksinkertaisesti ruuvimeisselillä.

Miten robotti liikkuu

Robot automaattiset koneet sopivat yleensä kahdenlaisiin siirtymiseen avaruudessa (vaikka joitain niistä voidaan kutsua stationaarisiksi). Se riippuu tietyn tuotannon olosuhteista. Jos on välttämätöntä varmistaa liikkuvuus sileällä pinnalla, se toteutetaan suunnatun monorailin avulla. Jos haluat työskennellä eri tasoilla, käytä "kävely" -järjestelmiä pneumaattisilla imukupilla. Liikkuva robotti soveltuu täydellisesti sekä alue- että kulma-koordinaatistoihin. Samankaltaisten laitteiden nykyaikaiset paikoituslaitteet ovat yhtenäisiä, ne koostuvat teknisistä lohkoista ja mahdollistavat erittäin tarkat työkappaleiden siirtomäärät painoltaan 250 - 4000 kg.

suunnittelu

Kyseisten automatisoitujen koneiden käyttö monitieteellisissä laitoksissa on johtanut siihen, että niiden tärkeimmät osatekijät on yhdistetty tiiviisti. Modernit teollisuusrobotin manipulaattorit ovat suunnittelussaan:

• Tartuntaelimen (koura) kiinnittämiseen tarkoitettu runko on eräänlainen "käsi", joka todella suorittaa käsittelyn;
• Koura ohjaimella (jälkimmäinen määrittelee "käden" sijainnin avaruudessa);
• Syöttölaitteet, jotka ajaa, muuntavat ja lähettävät energiaa vääntömomentin muodossa akselilla (kiitos heistä, teollisuusrobotti saa liikkeen mahdollisuudet);
• Järjestelmä, jolla hallinnoidaan sen hallinnoimien ohjelmien täytäntöönpanoa ja hallinnointia. Uusien ohjelmien vastaanotto; Analysoidaan antureilta tulevia tietoja ja siirretään sen mukaisesti antureille;
• Järjestelmä työkappaleen sijoittamiseksi, mittausasennot ja liikkeitä manipulaation akseleilla.

Teollisuuden robottien luomisen kynnyksellä

Palataan viimeaikaisiin tapahtumiin ja muistetaan, kuinka teollisten automaattisten koneiden luomisen historia alkoi. Ensimmäiset robotit ilmestyivät Yhdysvalloissa vuonna 1962, ja ne tuotettiin yhtiöt "Unimission Incorporated" ja "Versatran". Vaikka tarkemmin sanottuna, amerikkalaisen insinööri D. Devolin luoma teollisuusrobotti "Unimeite", joka on patentoitu omalla automaattisella ohjausjärjestelmällä, joka on ohjelmoitu reikattujen korttien kanssa, vapautettiin ennen kaikkea. Tämä oli ilmeinen tekninen läpimurto: "älykkäät" koneet tallensivat pisteiden koordinaatit reitillään ja suorittivat työtä ohjelman mukaan.

Ensimmäinen teollisuusrobotti "Unimeite" oli varustettu kahdella sormella varustetulla laitteella pneumaattisen käyttölaitteen tarttumiselle ja "kädelle" hydraulisella käyttölaitteella, jossa on viisi vapausastetta. Ominaisuuksien ansiosta voit siirtää 12 kilon kappaleen tarkkuudella 1,25 mm.

Toinen samannimisen yrityksen luoma "Versatran" -robotti manipulaattori, joka latautti ja purettiin 1200 tiiliä tunnissa leivinuuniin. Hän onnistui korvaamaan ihmisten työn haitallisessa ympäristössä terveydestään korkealla lämpötilalla. Idea sen luomisesta osoittautui erittäin onnistuneeksi, ja malli on niin luotettava, että tämän tuotemerkin yksittäiset koneet toimivat edelleen aikamme. Ja tämä huolimatta siitä, että niiden resurssi ylitti satoja tuhansia tunteja.

Huomaa, että ensimmäisen sukupolven teollisuusrobottien arvo arvossa oli 75% mekaniikasta ja 25% elektroniikasta. Tällaisten laitteiden uudelleensäätö vaatii aikaa ja aiheutti laitteiden seisokkeja. Ohjausohjelmaa korvattiin uudelleensuuntaamisella uusien tehtävien suorittamiseksi.

Robottikoneiden toinen sukupolvi

Pian saatiin selville: huolimatta kaikista plusseista ensimmäisen sukupolven koneiden osoittautui epätäydelliseksi ... Toinen sukupolvi otti teollisuusrobottien hienovaraisemman hallinnan - sopeutuvaksi. Ensimmäiset laitteet vaativat niiden ympäristötyön tilaamista. Jälkimmäisessä tapauksessa ilmoitettiin usein suuria lisäkustannuksia. Tämä tuli kriittiseksi massatuotannon kehittämiseksi.

Uusi edistysaskeleelle luotiin lukuisten antureiden kehittäminen. Heidän avustuksellaan robotti sai laadun nimeltä "tunne". Hän alkoi saada tietoa ulkoisesta ympäristöstä ja sen mukaisesti valita paras toimintatapa. Esimerkiksi saavuin osaaminen osuuteen ja törmännyt siihen esteellä. Tällainen toiminta johtuu vastaanotetun informaation mikroprosessorin käsittelystä, joka lisäksi ohjaa ohjausohjelmien muuttujia, robotit todella ohjaavat.

Perus tuotantotoimintojen tyypit (hitsaus, maalaus, kokoonpano, erilaiset työstöt) ovat myös mukautettavissa. Toisin sanoen, kun suoritat kukin niistä, aloitetaan monivarianssi, jolla parannetaan jonkin edellä mainitun teoksen laatua.

Teollisten manipulaattorien hallinta toteutetaan pääasiassa ohjelmallisesti. Ohjaustoiminnon laitteisto on teollinen mini PC / 104 tai MicroPC. Huomaa, että adaptiivinen hallinta perustuu monimuuttujaviestintään. Robotti hyväksyy päätöksen ohjelman tyypin valitsemiseksi ilmaisimien kuvaamien ympäristötietojen perusteella.

Toisen sukupolven robottin toiminnan ominaispiirre on vakiintuneiden toimintatapojen alustava saatavuus, joista jokainen aktivoituu tietyissä ulkolämpötilan indikaattoreissa.

Kolmannen sukupolven robotteja

Kolmannen sukupolven automaattiset robottit pystyvät itsenäisesti tuottamaan toimintansa ohjelman riippuen tehtävistään ja ympäristön olosuhteista. Heillä ei ole "virvoitusjuomia" eli kirjallisia teknisiä toimia tietyissä ulkoisen ympäristön muunnelmissa. Heillä on kyky kehittää itsenäisesti algoritmi työstään sekä toteuttaa se nopeasti käytännössä. Tällaisen teollisuusrobotin elektroniikan hinta on kymmeniä kertaa suurempi kuin sen mekaaninen osa.

Uusin robotti, joka tuntee yksityiskohdat sensoreiden ansiosta, "tietää", kuinka hyvin hän teki sen. Lisäksi itse tarttumisvoima (voima-palautetta) säädetään, riippuen osan materiaalin hauraudesta. Ehkä siksi uuden sukupolven teollisuusrobottien laitetta kutsutaan henkiseksi.

Kuten ymmärrät, tällaisen laitteen "aivot" on sen ohjausjärjestelmä. Lupaavin on säädös, joka toteutetaan keinotekoisen älykkyyden menetelmien mukaisesti.

Näiden koneiden älykkyys asetetaan sovelluspaketeilla, ohjelmoitavilla logiikkaohjaimilla, mallinnustyökaluilla. Tuotannossa teollisuusrobotit yhdistyvät verkkoon varmistaen ihmisen ja koneen välisen vuorovaikutuksen asianmukainen taso. Myös työkaluja tällaisten laitteiden tulevaisuuden ennustamiseen on kehitetty toteutetun ohjelmistomallinnuksen ansiosta, joka mahdollistaa optimaaliset vaihtoehdot toiminnan ja verkkoyhteyden konfiguroinnin.

Johtavat globaalit yritykset, jotka tuottavat robotteja

Tänään teollisuusrobottien käyttö tarjoaa johtavat yritykset, muun muassa japanilaiset (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), amerikkalaiset (KC Robotit, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), saksalainen (Kuka).

Mitä tunnetaan näiden yritysten maailmassa? Fanucissa - nopein delta-robotti M-1iA (tällaisia koneita käytetään tavallisesti pakkaamiseen), joka on voimakkain robottisarja-M-2000iA, joka on maailmanlaajuisesti tunnustettu Robot-hitsaajia ArcMate.

Kukan valmistamat teollisuusrobotit eivät ole vähemmän kysyttyjä. Nämä koneet Saksan tarkkuudella tekevät käsittelyä, hitsausta, kokoamista, pakkaamista, lastausta, lastausta.

Myös vaikuttava japanilais-amerikkalainen Motoman (Yaskawa), Amerikan markkinoilla työskentelevä malli: 175 teollisuusrobottien malleja sekä yli 40 integroitua ratkaisua. Teollisuustuotantorobotit, joita käytetään Yhdysvalloissa valmistukseen, valmistetaan pääasiassa tämän alan johtavan yrityksen toimesta.

Useimmat muut edustamamme yritykset ovat omassa kapeimmassa asemassa tekemällä suppeamman valikoiman erikoislaitteita. Esimerkiksi Daihen ja Panasonic tuottavat hitsausrobotteja.

Miten automatisoida tuotanto?

Jos puhumme automatisoidun tuotannon organisoinnista, aluksi toteutettiin jäykkä lineaariperiaate. Tuotantokauden riittävän suurella nopeudella on kuitenkin epäonnistumisen takia huomattava haittapuoli - seisokkeja. Vaihtoehtoisesti keksittiin pyörivä tekniikka. Tämän tuotannon organisoinnin avulla työkappale ja automaattinen linja (robotit) liikkuvat ympyrässä. Koneet voivat tässä tapauksessa kopioida toimintoja ja epäonnistumiset poistetaan käytännössä. Tällöin kuitenkin nopeus menetetään. Ihanteellinen vaihtoehto prosessin järjestämisessä on edellä mainittujen kahden hybridi. Se on nimeltään pyörivä kuljetin.

Teollinen robotti joustavan automaattisen tuotannon osana

Moderni "älykkäät" laitteet muunnetaan nopeasti, tuottavat tehokkaasti ja toimivat itsenäisesti laitteidensa, jalostusmateriaaliensa ja aihionsa avulla. Riippuen käyttötarkoituksen yksityiskohdista, ne voivat toimia sekä yhden ohjelman puitteissa että vaihtamalla niiden työtä, eli valitsemalla kiinteästä määrästä tarjolla olevia ohjelmia oikein.

Teollinen robotti on osa joustavaa automaattista tuotantoa (yleisesti hyväksytty lyhenne - GAP). Jälkimmäinen sisältää myös:

• Tietokoneavusteinen suunnittelu;
• Tuotannon teknisten laitteiden automaattinen hallinta monimutkainen;
• Teollisuusrobottien manipulaattorit;
• Automaattisesti tuotannon tuotanto;
• Laitteet, jotka suorittavat lastauksen / purkamisen ja sijoittamisen;
• Tuotantoteknisten prosessien valvontajärjestelmä;
• Automaattinen tuotannonohjaus.

Lisätietoja robottien käyttämisestä

Todelliset teolliset sovellukset ovat moderneja robotteja. Niiden tyypit ovat erilaisia, ja ne takaavat strategisesti tärkeiden alojen korkean tuottavuuden. Erityisesti monissa suhteissa nykyajan Saksan talous on kasvanut mahdollisuutensa soveltamiseen. Millä aloilla nämä "rautaiset työntekijät" työskentelevät? Metallintyöstössä ne toimivat käytännössä kaikissa prosesseissa: valu, hitsaus, taonta, joka tarjoaa korkeimman työn laadun.

Casting teollisuudeksi äärimmäisissä olosuhteissa ihmisen työhön (eli korkeisiin lämpötiloihin ja pilaantumiseen) on pitkälti robotoitu. Kukan koneet asennetaan myös valimoihin.

Elintarviketeollisuus sai myös Kukan laitteita tuotantotarkoituksiin. "Ruokarobotit" (artikkelissa kuvatut kuvat) korvaavat lähinnä alueet, joilla on erityisiä olosuhteita. Jaettu koneiden valmistukseen, jotka tarjoavat lämpimän huoneen mikroilmaston, jonka lämpötila ei ylitä 30 celsiusastetta. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut robottit mestarillisesti jalostavat lihaa, osallistuvat maitotuotteiden tuotantoon ja tietenkin pinoavat ja pakkaavat tuotteita parhaalla mahdollisella tavalla.

On vaikea yliarvioida osuutta tällaisten laitteiden autoteollisuudessa. Asiantuntijat myöntävät, että tehokkain ja tuottavia koneita nykyään juuri "Cook" robotteja. Kuvia laitteista tarjoaa täyden valikoiman autojen kokoonpanotoimia, vaikuttava. Tässä tapauksessa on aika todella puhua automatisoidun tuotannon.

muoviteollisuuden, muovia julkaisu, valmistus monimutkaisten hanat on valmistettu eri materiaaleista tarjota robottien tuotannossa todella haitallista ihmisten terveydelle pilaantumista.

Toinen tärkeä soveltamisalue "Cook" yksiköissä on puuta. Ja kuvataan laitteet tarjoavat suorituskyvyn yksittäisiä tilauksia ja perustamalla laajamittaiseen sarjatuotantoon tuotannon kaikissa vaiheissa - ensisijainen käsittely ja leikkaamalla jyrsintä, poraus, hionta.

hintoja

Tällä hetkellä Venäjän ja IVY markkinakysynnän syntyy yritysten Kuka ja Fanuc robotteja. Hinnat ne vaihtelevat 25 000-800 000 ruplaa. Tämä vaikuttava laajennus selittää olemassaolon eri malleja: vakio kevyiden (5-15 kg), erityistä (erityisiä ongelmanratkaisu), erikoistunut (työskentely epätavallinen ympäristössä), raskaiden ajoneuvojen (jopa 4000 m).

tulokset

On tunnustettava, että mahdollisuudet käyttää teollisuusrobottien vielä ole mukana kokonaisuudessaan. Samalla ponnistelut ammattilaisia, nykyaikaisen tekniikan avulla voidaan ymmärtää yhä rohkeampia ideoita.

Tarve lisätä tuottavuutta globaalin talouden ja maksimoida osuus henkisen ihmistyövoimaa ovat vahvoja kannustimia yhä enemmän uudenlaisia ja muutoksia teollisuuden robotteja.