Robot industrial. Roboții în producție. Roboți automați

Astăzi aceste dispozitive sunt în special în cerere în economia națională. Robotul industrial, puțin asemănător cu prototipul său din cartea K.Chapek "Răsăritul robotului" - nu creează idei revoluționare. Dimpotrivă, ea îndeplinește conștiincios și cu mare precizie atât principiile de bază procesele de producție

Utilizarea unor astfel de mașini "inteligente" contribuie la soluționarea eficientă a trei mari probleme de producție:

• creșterea timidă a productivității muncii;
• timid - îmbunătățirea condițiilor de muncă pentru oameni;
• optimizarea timidă a utilizării resurselor umane.

Roboții industriali - creația de producție la scară largă

Roboții din producție s-au răspândit masiv la sfârșitul secolului XX, datorită creșterii semnificative producția industrială. Serii mari de produse au necesitat intensitatea și calitatea unei astfel de activități, a cărei îndeplinire depășește capacitățile umane obiective. În loc să utilizeze multe mii de muncitori calificați, numeroase linii automate de înaltă performanță funcționează în fabrici tehnologice moderne, funcționând într-un mod ciclu continuu sau continuu.

Liderii în dezvoltarea unor astfel de tehnologii, care declară utilizarea pe scară largă a roboților industriali, sunt Japonia, Statele Unite, Germania, Suedia și Elveția. Roboții industriali moderni fabricați în țările menționate mai sus sunt împărțiți în două grupe mari. Tipurile lor sunt determinate de apartenența lor la două moduri fundamentale diferite de gestionare:

• manipulatoare automate timide;
• Dispozitivele timid controlate de la distanță de oameni.

Pentru ce sunt folosite?

Necesitatea creării lor a început să fie discutată la începutul secolului XX. Cu toate acestea, în acel moment, nu exista încă o bază elementară pentru punerea în aplicare a planului. Astăzi, în conformitate cu dictatele vremii, roboții sunt utilizați în majoritatea industriilor avansate din punct de vedere tehnologic.

Din nefericire, retehnologizarea unor astfel de ramuri ale industriei cu astfel de mașini "inteligente" este împiedicată de lipsa de investiții. Deși beneficiile utilizării lor depășesc în mod clar costurile inițiale de numerar, pentru că vă permit să vorbiți nu numai despre automatizare, ci și despre schimbări profunde ale producției și muncii.

Utilizarea de roboți industriali va efectua în mod eficient om back-rupere de complexitatea și acuratețea: încărcare / descărcare, stivuire, sortare, orientare detaley- mutarea pieselor de la un robot de la altul, și produse finite - în sudare antrepozitarul la fața locului și sudare asamblare shvov- de electronice si mecanice detalii - decuparea prin cablu a bucăților de un contur complex.

Manipulator ca o componentă a robotului industrial

Funcțional există o mașină "inteligentă" dintr-un sistem de control automat reprogramabil și dintr-un corp de lucru (un sistem de deplasare și un manipulator mecanic). Dacă ACS este de obicei suficient de compactă, ascunsă vizual și nu lovește imediat ochiul, atunci corpul de lucru este atât de caracteristic încât robotul industrial este adesea denumit manipulator de robot.

Prin definiție, un manipulator este un dispozitiv care se mișcă în spațiul de lucru și obiectele de muncă. Aceste dispozitive constau din legături de două tipuri. Primul furnizează o mișcare progresivă. Al doilea deplasare unghiulară. Astfel de legături standard pentru mișcarea lor utilizează fie unitate pneumatică sau hidraulică (mai puternică).

Manipulatorul, creat prin analogie cu mâna umană, este echipat cu un dispozitiv tehnologic de prindere pentru lucrul cu piese. În diverse dispozitive de acest tip, aderența a fost efectuată cel mai adesea de degetele mecanice. Când lucrați cu suprafețe plane, obiectele au fost prinse cu ajutorul unor cupe de aspirație mecanice.

Dacă manipulatorul a trebuit să lucreze simultan cu multe tăblițe similare, atunci dispozitivul de prindere a fost realizat datorită unei construcții extinse speciale.

În locul dispozitivului de prindere, manipulatorul este adesea echipat cu echipament mobil de sudare, un atomizor tehnologic special sau pur și simplu o șurubelniță.

Cum se mișcă robotul

Roboții roboți sunt de obicei adaptați la două tipuri de deplasări în spațiu (deși unele dintre ele pot fi numite staționare). Depinde de condițiile producției specifice. Dacă este necesar să se asigure mișcarea pe o suprafață netedă, atunci este realizată cu ajutorul unui monorail direcțional. Dacă doriți să lucrați la diferite nivele, utilizați sisteme de mers pe jos cu ventuze pneumatice. Robotul de mișcare este orientat perfect atât în ​​coordonate spațiale, cât și în unghiuri. Dispozitivele moderne de poziționare a dispozitivelor similare sunt unificate, constau din blocuri tehnologice și permit o mișcare foarte precisă a pieselor cu greutate de la 250 până la 4000 kg.

desen

Utilizarea mașinilor automate în cauză în instalații multidisciplinare a condus la o anumită unificare a principalelor lor unități constituente. Manipulatoarele industriale rapide industriale au în design:

• timbrul timid, folosit pentru a fixa dispozitivul de prindere (grapple), - un fel de "mână", care face efectiv prelucrarea;
• timbrul apuca cu un ghid (acesta din urmă determină poziția "brațului" în spațiu);
• Dispozitivele de provocare dispusoare care conduc, transformă și transmit energie sub formă de cuplu pe axă (datorită lor robotul industrial primește potențialul de mișcare);
• sistem timid pentru monitorizarea și gestionarea execuției programelor care îi sunt atribuite - recepționarea de programe noi pentru analizarea informațiilor provenite de la senzori și, prin urmare, transferarea acestora către dispozitivele furnizoare;
• sistem timid pentru poziționarea piesei de lucru, măsurarea pozițiilor și mișcărilor de-a lungul axelor de manipulare.

Zorii creării de roboți industriali

Să ne întoarcem la trecutul recent și să ne reamintim cum a început istoria creării mașinilor automate industriale. Primele roboți au apărut în SUA în 1962 și au fost produse de companiile "Uniysion Incorporated" și "Versatran". Cu toate că, pentru a fi precis, că înainte de încă lansat un robot industrial „Yunimeyt“, creat de inginerul american J. Devol, patentat proprii SAU, programabile folosind cartele perforate. Acesta a fost un progres evident tehnic: mașinile "inteligente" au memorat coordonatele punctelor de pe traseul lor și au efectuat lucrări conform programului.

Primul robot industrial "Unimeite" a fost echipat cu un dispozitiv cu două degete pentru prinderea transmisiei pneumatice și "mâna" pe o transmisie hidraulică cu cinci grade de libertate. Caracteristicile sale au făcut posibilă mutarea unei bucăți de 12 kilograme la o precizie de 1,25 mm.

Un alt robot de manipulator „Versatran“, creat de aceeași companie, sunt încărcate și descărcate în 1200 cărămizi pe oră în cuptor. El a înlocuit cu succes munca oamenilor într-un mediu dăunător pentru sănătatea lor cu o temperatură ridicată. Ideea creării sale sa dovedit a fi foarte reușită, iar designul este atât de fiabil încât mașinile individuale ale acestui brand continuă să funcționeze în timpul nostru. Și aceasta este în ciuda faptului că resursele lor au depășit sute de mii de ore.

Rețineți că dispozitivul de roboți industriali din prima generație în termeni de valoare a asumat 75% din mecanică și 25% din electronică. Re-ajustarea unor astfel de dispozitive a necesitat timp și a cauzat o perioadă de nefuncționare a echipamentului. Pentru a le reorienta în scopul efectuării unui nou loc de muncă, programul de gestionare a fost înlocuit.

A doua generație de mașini robot

În curând sa dovedit: în ciuda tuturor avantajelor, mașinile de prima generație s-au dovedit a fi imperfecthellip. A doua generație a asumat un control mai subtil al roboților industriali - adaptabil. Primele dispozitive au necesitat ordonarea mediului în care au lucrat. Ultima circumstanță a indicat adesea costuri suplimentare ridicate. Acest lucru a devenit critic pentru dezvoltarea producției în masă.

O nouă etapă de progres a fost caracterizată de dezvoltarea unei multitudini de senzori. Cu ajutorul lor, robotul a primit o calitate numită "senzație". El a început să primească informații despre mediul extern și, în conformitate cu acesta, alege cea mai bună opțiune de acțiune. De exemplu, am câștigat aptitudinile necesare pentru a lua parte și a obține un obstacol. Există o astfel de acțiune datorită prelucrării de către microprocesor a informațiilor primite, care ulterior, introduse în variabilele programelor de control, sunt într-adevăr ghidate de roboți.

Tipuri de operațiuni de producție de bază (sudare, vopsire, asamblare, diverse tipuri prelucrare) sunt, de asemenea, supuse adaptării. Adică, atunci când realizează fiecare dintre ele, este inițiată o multivariantă pentru a îmbunătăți calitatea oricărei dintre lucrările de mai sus.

Managementul manipulatoarelor industriale se desfășoară în principal în mod programatic. Hardware-ul funcției de control este mini PC-ul industrial / 104 sau MicroPC. Rețineți că controlul adaptiv se bazează pe un software multivariat. De asemenea, decizia privind alegerea tipului de operare a programului este acceptată de robot pe baza informațiilor despre mediul descris de detectori.

O caracteristică caracteristică a funcționării robotului de a doua generație este disponibilitatea preliminară a modurilor de funcționare stabilite, fiecare fiind activată la anumiți indicatori obținuți din mediul extern.

A treia generație de roboți

Roboții automați ai celei de-a treia generații sunt capabili să genereze în mod independent un program al acțiunilor lor, în funcție de sarcini și de circumstanțele mediului. Ei nu au "paturi", adică acțiuni tehnologice scrise în anumite variante ale mediului extern. Ei au capacitatea de a construi în mod optim un algoritm optim pentru munca lor, precum și de ao implementa rapid în practică. Costul electronicii unui astfel de robot industrial este de zeci de ori mai mare decât partea sa mecanică.

Cel mai nou robot, realizând captarea detaliilor datorită senzorilor, "știe" cât de mult a reușit. În plus, forța de prindere însăși (reacția forței) este reglată, în funcție de fragilitatea materialului piesei. Poate de aceea dispozitivul de roboți industriali din noua generație se numește intelectual.

După cum înțelegeți, "creierul" unui astfel de dispozitiv este sistemul său de control. Cea mai promițătoare este reglementarea, efectuată în conformitate cu metodele de inteligență artificială.

Inteligența acestor mașini este dată de pachete programe de aplicații, programatoare de control logic, instrumente de modelare. În producție, roboții industriali sunt combinați într-o rețea, asigurând un nivel adecvat de interacțiune între sistemul "om-mașină". Prognozarea funcționarea acestor dispozitive, în viitor, de asemenea, instrumentele dezvoltate datorită software de simulare implementat care vă permite să alegeți cele mai bune opțiuni de acțiune și configurarea conexiunii la rețea.

Conduce companiile globale care produc roboți

Astăzi, utilizarea de roboți industriali este susținută de companii de top, inclusiv japoneză (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), American (KC Roboți, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), germană (Kuka).

Care sunt numele acestor companii din lume? FANUC activ - cel mai rapid până în prezent, delta robotul M-1iA (astfel de mașini sunt utilizate în mod obișnuit în ambalaj), cel mai puternic dintre roboți numere de serie - M-2000iA, recunoscut la nivel mondial de roboți de sudare ArcMate.

Nu mai puțin în cererea de roboți industriali în producție, emis de Kuka. Aceste mașini cu precizie germană de prelucrare, sudare, asamblare, ambalare, paletizare, încărcare.

De asemenea, este impresionantă gama de modele a companiei japonez-americane Motoman (Yaskawa), care lucrează pe piața americană: 175 de modele de roboți industriali, precum și peste 40 de soluții integrate. Roboții industriali, utilizați în SUA pentru producție, sunt fabricați în cea mai mare parte de această companie lider în industrie.

Cele mai multe dintre celelalte companii pe care le reprezentăm ocupă o nișă, făcând o gamă restrânsă de dispozitive specializate. De exemplu, Daihen și Panasonic produc roboți de sudură.

Modalități de organizare a producției automate

Dacă vorbim despre organizarea producției automate, atunci la început a fost implementat un principiu liniar rigid. Cu toate acestea, la o viteză suficient de mare ciclu de producție are un dezavantaj semnificativ - perioadele de nefuncționare datorate unor erori. Alternativ, a fost inventată o tehnologie rotativă. Cu această organizare de producție, atât piesa de prelucrat, cât și linia automată (roboții) se mișcă într-un cerc. În acest caz, mașinile pot duplica funcții, iar eșecurile sunt practic eliminate. Cu toate acestea, în acest caz, viteza este pierdută. Opțiunea ideală pentru organizarea procesului este un hibrid al celor de mai sus. Se numește transportor rotativ.

Robot industrial ca element de producție automată flexibilă

Dispozitivele moderne "inteligente" sunt reconfigurate repede, sunt extrem de productive și lucrează independent cu ajutorul echipamentelor, materialelor de procesare și a semifabricatelor. În funcție de specificul utilizării, acestea pot funcționa atât în ​​cadrul unui program, cât și prin variația muncii lor, adică alegerea din numărul fix al programelor furnizate cel corect.

Robotul industrial este un element constitutiv al producției automatizate flexibile (abrevierea general acceptată - GAP). Acesta include și:

• sistem timid, realizarea de proiectare asistată de calculator;
• complexul timid al controlului automatizat al echipamentelor tehnologice de producție;
• timbre industriale robotizate-manipulatoare;
• transport de producție timid și automat;
• Dispozitivele timid care efectuează încărcarea / descărcarea și plasarea;
• sistem timid de control al proceselor tehnologice de producție;
• producția automată timidă a producției.

Mai multe despre practica de utilizare a roboților

Aplicațiile industriale reale sunt roboți moderni. Tipurile lor sunt diferite și asigură o productivitate ridicată a industriilor importante din punct de vedere strategic. În special, în multe privințe, economia Germaniei moderne își datorează potențialul în creștere al aplicării lor. În ce sectoare lucrează acești "lucrători de fier"? În prelucrarea metalelor acestea funcționează practic în toate procesele: turnarea, sudarea, forjarea, oferind cel mai înalt nivel de calitate a muncii.

Turnarea ca industrie cu condiții extreme pentru munca umană (adică temperaturi ridicate și poluare) este în mare măsură robotizată. Mașinile din Kuka sunt montate chiar și în turnătorii.

Industria alimentară a primit, de asemenea, echipamente de la Kuka în scopuri de producție. "Roboții alimentari" (fotografiile prezentate în articol) înlocuiesc în cea mai mare parte persoanele din zonele cu condiții speciale. Distribuite în producția de mașini care asigură un microclimat de cameră caldă cu o temperatură care nu depășește 30 de grade Celsius. Roboții din oțel inoxidabil se ocupă de carne, participă la producția de produse lactate și, bineînțeles, stochează și împachetează produsele în cel mai bun mod posibil.

Este dificil să se supraestimeze contribuția unor astfel de dispozitive la industria automobilelor. Potrivit experților, cele mai puternice și productive mașini până în prezent sunt exact "robotul" Kukov. Fotografiile unor astfel de dispozitive care realizează întreaga gamă de operațiuni de asamblare automată sunt impresionante. Este timpul să vorbim despre producția automată.

materiale plastice de prelucrare, eliberare materiale plastice, fabricarea de piese în formă de complexe realizate din diferite materiale oferă roboți în producție în foarte dăunătoare pentru poluarea sănătății umane.

Prelucrarea lemnului este o altă zonă importantă de aplicare a agregatelor "Kukovsky". Mai mult decât atât, dispozitivele descrise oferă atât execuția comenzilor individuale, cât și stabilirea producției pe scară largă în toate etapele - de la procesarea primară și de la tăiere la frezare, găurire, măcinare.

Lista de preturi

În prezent, roboții sunt produși pe piața din Rusia și țările CSI care sunt produse de companiile Kuka și Fanuc. Prețurile lor variază de la 25 000 la 800 000 de frecare. Această extensie impresionantă explică prin existența unor modele diferite: standard, utilitare ușoare (5-15 kg), construcții (rezolvarea problemelor speciale), specializat (de lucru într-un mediu neobișnuit), vehiculele utilitare grele (până la 4000 m).

constatări

Trebuie recunoscut faptul că potențialul de utilizare a roboților industriali nu este încă pe deplin exploatat. În același timp, datorită eforturilor specialiștilor, tehnologiile moderne permit implementarea unor idei mai îndrăznețe.

Necesitatea de a crește productivitatea economiei mondiale și pentru a maximiza ponderea muncii umane intelectuale sunt stimulente puternice de mai multe tipuri noi și modificări de roboți industriali.