Industrijski robot. Roboti v proizvodnji. Avtomatski roboti

Danes so te naprave še posebej v povpraševanju v nacionalnem gospodarstvu. Industrijski robot, malo podoben prototipu v knjigi K. Pogovor "Vzpon robotov" - ne hrani revolucionarnih idej. Nasprotno, vestno izpolnjuje, in z veliko natančnostjo, tako osnovno proizvodnih procesov

Uporaba takšnih "pametnih" strojev prispeva k učinkoviti rešitvi treh glavnih proizvodnih težav:

• sramota - povečanje produktivnosti dela;
• sramotno izboljšanje delovnih pogojev za ljudi;
• sramotno-optimizacijo uporabe človeških virov.

Industrijski roboti - zamisel obsežne proizvodnje

Roboti v proizvodnji so se znatno povečali v poznem XX. Stoletju zaradi znatne rasti industrijska proizvodnja. Velika serija izdelkov je zahtevala intenzivnost in kakovost takšnega dela, katerega izpolnitev presega objektivne človeške sposobnosti. Namesto da bi zaposlovali več tisoč usposobljenih delavcev, številne visoko zmogljive avtomatske linije delujejo v sodobnih tehnoloških obratih, ki delujejo v kontinuiranem ali neprekinjenem načinu cikla.

Voditelji razvoja takih tehnologij, ki razkrivajo široko uporabo industrijskih robotov, so Japonska, Združene države, Nemčija, Švedska in Švica. Sodobni industrijski roboti, proizvedeni v zgoraj navedenih državah, so razdeljeni v dve veliki skupini. Njihove vrste določajo njihova pripadnost dveh načeloma različnih načinov upravljanja:

• sramežljiv avtomatski manipulatorji;
• sramežljive naprave, ki jih daljinsko nadzirajo ljudje.

Za kaj se uporabljajo?

V začetku 20. stoletja so se začeli pogovarjati o potrebi po njihovi ustvarjanju. Vendar pa takrat še ni bilo nobene elementarne osnove za izvajanje načrta. Danes se po določenih časih roboti uporabljajo v večini najbolj tehnološko naprednih industrij.

Na žalost je oskrba teh industrijskih panog s takšnimi "pametnimi" stroji ovira pri pomanjkanju naložb. Čeprav koristi, ki izhajajo iz njihove uporabe, očitno presegajo začetne denarne stroške, ker vam omogočajo, da govorite ne le o avtomatizaciji, temveč o globokih spremembah v proizvodnji in delu.

Uporaba industrijskih robotov bo učinkovito opravljanje back-breaking človek od zahtevnosti in natančnosti: natovarjanje / raztovarjanje, zlaganje, sortiranje, usmerjenost detaley- premikanje obdelovancev iz enega robota na drugo, in gotovih izdelkov - v skladišče-točkovno varjenje je varjenje in shvov- sestavljanje mehanskih in elektronskih podrobnosti - kable za polaganje kablov na zapletenih konturah.

Manipulator kot sestavni del industrijskega robota

Funkcionalno je takšen "pameten" stroj iz reprogramiranega avtomatskega krmilnega sistema in delovnega telesa (potovalni sistem in mehanski manipulator). Če je ACS navadno dovolj kompakten, vizualno skrit in ne takoj udari oči, je delovno telo tako značilno, da se industrijski robot pogosto imenuje robotski manipulator.

Po definiciji je manipulator naprava, ki se premika v prostoru delovnih površin in predmetov dela. Te naprave so sestavljene iz dveh vrst povezav. Prvi zagotavljajo progresivno gibanje. Drugi - kotni premik. Takšne standardne povezave za njihovo gibanje uporabljajo bodisi pnevmatski ali hidravlični (močnejši) pogon.

Manipulator, ustvarjen po analogiji s človeško roko, je opremljen s tehnološko prijemalno napravo za delo z deli. V različnih napravah te vrste je oprijem najpogosteje izvajala mehanska prsta. Pri delu s ploščatimi površinami so bili predmeti z mehanskimi sesalnimi kozarci.

Če bi manipulator moral delovati hkrati z mnogimi podobnimi gredicami, je bil prijemnik izveden zaradi posebne obsežne konstrukcije.

Namesto prijemalne naprave je manipulator pogosto opremljen z mobilno varilno opremo, posebnim tehnološkim razpršilcem ali preprosto izvijačem.

Kako se robot premika

Robotski roboti so običajno prilagojeni dvema vrstama pomika v vesolju (čeprav nekateri od njih lahko imenujemo tudi stacionarni). Odvisno od pogojev specifične proizvodnje. Če je potrebno zagotoviti gibanje na gladki površini, se to uresniči s pomočjo usmerjenega monoraila. Če želite delati na različnih ravneh, uporabljajte sisteme za hojo s pnevmatskimi sesalnimi pokrovi. Premični robot je popolnoma orientiran tako v prostorskih kot v kotnih koordinatah. Moderne naprave za pozicioniranje podobnih naprav so združene, sestavljene so iz tehnoloških blokov in omogočajo zelo natančno premikanje obdelovancev s težo od 250 do 4000 kg.

Gradbeništvo

Uporaba zadevnih avtomatiziranih strojev na multidisciplinarnih napravah je privedla do določenega združevanja njihovih glavnih sestavnih enot. Sodobni industrijski robotski manipulatorji imajo v svojem oblikovanju:

• sramežljiv okvir, ki se uporablja za pritrditev prijemalne naprave (grapple), - neke vrste "roko", ki dejansko opravlja obdelavo;
• sramežljiv grab z vodnikom (slednji določa položaj "roke" v vesolju);
• senzorične naprave, ki poganjajo, pretvarjajo in prenašajo energijo v obliki navora na osi (zahvaljujoč se jim industrijski robot pridobi potencial gibanja);
• sramežljiv sistem in nadzorujejo delovanje svojih programov, ki prejme nove informacije, programe za analizo, ki prihajajo iz senzorjev, in s tem prenese na napravo, ki zagotavlja;
• sramežljiv sistem za pozicioniranje delovnega dela, merilne položaje in premike vzdolž osi manipulacije.

Dawn ustvarjanja industrijskih robotov

Naj se vrnemo v bližnjo preteklost in se spomnimo kako se je začela zgodovina ustvarjanja industrijskih avtomatov. Prvi roboti so se pojavili v ZDA leta 1962, izdelali pa so jih podjetja "Uniysion Incorporated" in "Versatran". Čeprav je, natančno, industrijski robot "Unimeite", ki ga je ustvaril ameriški inženir D. Devol, patentiral svoj lastni sistem avtomatskega krmiljenja, programiran s pikčastimi karticami, pa je bil že prej objavljen. To je bil očiten tehnični preboj: "pametni" stroji so zapomnili koordinate točk na svoji poti in opravili delo v skladu s programom.

Prvi industrijski robot "Unimeite" je bil opremljen z dvoprno napravo za prijemanje na pnevmatski pogon in "roko" na hidravlični pogon s petimi stopnjami svobode. S svojimi lastnostmi je mogoče premikati 12-kilogramski kos s točnostjo 1,25 mm.

Druga robotska manipulatorka "Versatran", ki jo je ustvarila istoimenska družba, je v pečico naložila in raztovorila 1200 opek na uro. Uspešno je nadomestil delo ljudi v škodljivem okolju za svoje zdravje z visoko temperaturo. Zamisel o njenem nastanku se je izkazala kot zelo uspešna in dizajn je tako zanesljiv, da posamezni stroji te blagovne znamke še naprej delujejo v našem času. In to je kljub dejstvu, da je njihov vir presegel več sto tisoč ur.

Upoštevajte, da je naprava industrijskih robotov prve generacije v vrednosti vrednosti prevzela 75% mehanike in 25% elektronike. Ponovna nastavitev takšnih naprav je zahtevala čas in povzročila izpad opreme. Da bi jih preusmerili za opravljanje novega dela, je bil nadomeščen program upravljanja.

Druga generacija robotskih strojev

Kmalu se je izkazalo, da so se kljub vsem prednostim prve generacije stroji izkazali za nepopolne. Druga generacija je prevzela bolj subtilno kontrolo nad industrijskimi roboti - prilagodljivimi. Prve naprave so zahtevale naročanje okolja, v katerem so delovale. Slednja okoliščina je pogosto pokazala visoke dodatne stroške. To je postalo kritično za razvoj množične proizvodnje.

Za novo stopnjo napredka je značilen razvoj množice senzorjev. S svojo pomočjo je robot prejel kakovost, imenovano "občutek". Začel je prejemati informacije o zunanjem okolju in v skladu s tem izbrati najboljšo možnost za ukrepanje. Na primer, sem pridobila spretnosti, ki so se udeležile in ovirajo oviro. Takšno ukrepanje je zaradi mikroprocesorske obdelave prejetih informacij, ki jih nadalje vnesete v spremenljivke nadzornih programov, resnično vodijo roboti.

Vrste osnovnih proizvodnih postopkov (varjenje, barvanje, montaža, razne vrste strojna obdelava) tudi prilagoditev. To pomeni, da se pri izvajanju vsake izmed njih začne multivaranca, da se izboljša kakovost katerega koli od zgornjih del.

Upravljanje industrijskih manipulatorjev se večinoma izvaja programsko. Strojna oprema nadzorne funkcije je industrijski mini PC / 104 ali MicroPC. Upoštevajte, da prilagoditveni nadzor temelji na večnamenski programski opremi. In odločitev o izbiri vrste programskega delovanja je robot sprejel na podlagi podatkov o mediju, ki so ga opisali detektorji.

Značilnost delovanja robota druge generacije je predhodna razpoložljivost uveljavljenih načinov delovanja, od katerih se vsaka aktivira pri določenih kazalnikih, pridobljenih iz zunanjega okolja.

Tretja generacija robotov

Avtomatski roboti tretje generacije lahko samostojno ustvarjajo program svojih dejanj, odvisno od naloge in okoliščin okolja. Nimajo "jaslice", to je pisni tehnološki ukrepi v nekaterih različicah zunanjega okolja. Imajo sposobnost, da samostojno optimalno gradijo algoritem za svoje delo in ga tudi hitro izvajajo v praksi. Stroški elektronike takega industrijskega robota so desetkrat višji od mehaničnega dela.

Najnovejši robot, ki se zaveda snemanja podrobnosti zahvaljujoč senzorjem, "ve" kako uspešno je to storil. Poleg tega je sila prijemalne sile (povratna sila) regulirana, odvisno od krhkosti materiala dela. Morda zato se naprava industrijskih robotov nove generacije imenuje intelektualna.

Kot veste, je "možgani" takšne naprave nadzorni sistem. Najbolj obetavna je ureditev, izvedena po metodah umetne inteligence.

Inteligenca na te stroje dajejo paketi aplikacijski programi, programabilni logični krmilniki, orodja za modeliranje. V proizvodnji so industrijski roboti združeni v omrežje, ki zagotavljajo ustrezno raven interakcije med sistemom "človek-stroj". Razvili so tudi orodja za napovedovanje delovanja takih naprav v prihodnosti, zahvaljujoč izvedenemu modeliranju programske opreme, ki omogoča izbiro optimalnih možnosti za delovanje in konfiguracijo povezave z omrežjem.

Glavna globalna podjetja, ki proizvajajo robote

Danes je uporaba industrijskih robotov podpirajo vodilna podjetja, vključno z Japonci (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC DAIHEN, Panasonic), ameriški (KC roboti, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), nemščini (Kuka).

Kakšna so imena teh podjetij na svetu? FANUC sredstvo - najhitrejši doslej, delta robot M-1iA (ti stroji se običajno uporabljajo v embalaži), najmočnejši roboti serijskih številk - M-2000iA, priznana po vsem svetu robotski varilci ArcMate.

No manj zahtevnih industrijskih robotov v proizvodnji, ki jih je izdala Kuka. Ti stroji z nemško natančnostjo opravljajo obdelavo, varjenje, montažo, pakiranje, paletiranje, nakladanje.

Prav tako je impresiven modelski obseg japonsko-ameriškega podjetja Motoman (Yaskawa), ki dela na ameriškem trgu: 175 modelov industrijskih robotov in več kot 40 integriranih rešitev. Industrijske robote, ki se uporabljajo v ZDA za proizvodnjo, večinoma proizvaja to vodilno podjetje v industriji.

Večina drugih podjetij, ki jih zastopamo, zasedajo nišo z ožjim obsegom specializiranih naprav. Na primer, Daihen in Panasonic proizvajajo varilne robote.

Načini organiziranja avtomatske proizvodnje

Če govorimo o organizaciji avtomatizirane proizvodnje, se je najprej izvajalo togo linearno načelo. Vendar pa z dovolj veliko hitrostjo proizvodni cikel ima pomembno pomanjkljivost - čas izpada zaradi glitkov. Druga možnost je bila izumljena rotacijska tehnologija. S to organizacijo proizvodnje se obdelovanca in avtomatizirana linija (roboti) premikajo v krog. Stroji v tem primeru lahko podvojene funkcije, in napake so praktično odpravljene. Vendar pa je v tem primeru hitrost izgubljena. Idealna možnost za organizacijo postopka je hibrid zgoraj. Imenuje se rotacijski transporter.

Industrijski robot kot element fleksibilne avtomatske proizvodnje

Sodobne "pametne" naprave so hitro rekonfigurirane, visoko produktivne in samostojno opravljajo delo s pomočjo svoje opreme, predelovalnih materialov in praznih delov. Odvisno od specifike uporabe lahko delujejo v okviru enega programa in spreminjajo svoje delo, torej izberejo določeno število predvidenih programov.

Industrijski robot je sestavni del prilagodljive avtomatizirane proizvodnje (splošno sprejeta okrajšava - GAP). Slednji vključuje tudi:

• sramežljiv sistem, ki izvaja računalniško podprto zasnovo;
• sramežljiv kompleks avtomatiziranega nadzora nad tehnološko opremo proizvodnje;
• sramežljivi industrijski roboti-manipulatorji;
• sramežljiv avtomatski proizvodni transport;
• sramežljive naprave, ki izvajajo nakladanje / razkladanje in umestitev;
• sramežljiv sistem nadzora proizvodnih tehnoloških procesov;
• sramežljivo avtomatsko upravljanje proizvodnje.

Več o praksi uporabe robotov

Realne industrijske aplikacije so sodobni roboti. Njihove vrste so drugačne in zagotavljajo visoko produktivnost strateško pomembnih industrij. Zlasti v mnogih pogledih gospodarstvo sodobne Nemčije dolguje naraščajočemu potencialu za njihovo uporabo. V katerih sektorjih delajo ti "železničarji"? Pri obdelavi kovin delujejo praktično v vseh procesih: litje, varjenje, kovanje, ki zagotavljajo najvišjo raven kakovosti dela.

Casting kot industrija z ekstremnimi pogoji za človeško delo (kar pomeni visoke temperature in onesnaževanje) je v veliki meri robotizirana. Stroji iz Kuke so nameščeni tudi v livarnah.

Prehrambena industrija je prejela tudi opremo Kuke za proizvodne namene. "Roboti za hrano" (fotografije predstavljene v članku) večinoma nadomestijo ljudi na območjih s posebnimi pogoji. Porazdeljeni v proizvodnjo strojev, ki zagotavljajo toplo sobno mikroklimo s temperaturo, ki ne presega 30 stopinj Celzija. Roboti iz nerjavečega jekla spretno obdelujejo meso, sodelujejo pri proizvodnji mlečnih izdelkov in seveda skladajo in pakirajo proizvode na najboljši možni način.

Težko je preceniti prispevek takšnih naprav v avtomobilsko industrijo. Po mnenju strokovnjakov so danes najmočnejši in produktivni stroji točno "Kukovovi roboti". Fotografije takšnih naprav, ki izvajajo celotno paleto postopkov samodejnega sestavljanja, so impresivne. Zelo je čas, da govorimo o avtomatizirani proizvodnji.

Obdelava plastike, proizvodnja plastike, izdelava najbolj zapletenih delov iz različnih materialov, zagotavljajo robote v proizvodnji v onesnaženem okolju, kar je resnično škodljivo za zdravje ljudi.

Lesno delo je še eno pomembno področje uporabe agregatov "Kukovsky". Poleg tega opisane naprave zagotavljajo tako izvedbo posameznih naročil kot tudi vzpostavitev obsežne proizvodnje na vseh stopnjah - od primarne predelave in žaganja do rezkanja, vrtanja, brušenja.

Cenik

Trenutno se roboti proizvajajo na trgu Rusije in držav SND, ki jih proizvajajo podjetja Kuka in Fanuc. Njihove cene segajo od 25 000 do 800 000 rub. Takšno impresivno pobeganje se razlaga z obstojem različnih modelov: standardna lahka (5-15 kg), posebna (reševanje posebnih nalog), specializirana (deluje v nekonvencionalnem okolju), težka dvigalna zmogljivost (do 4000 ton).

Sklepi

Treba je priznati, da se možnosti uporabe industrijskih robotov še vedno ne izkoriščajo v celoti. Istočasno, zaradi prizadevanj strokovnjakov, sodobne tehnologije omogočajo izvajanje bolj in bolj drznih idej.

Potreba po povečanju produktivnosti svetovnega gospodarstva in čim večjem deležu intelektualnega človeškega dela je močna spodbuda za razvoj vedno novejših vrst in sprememb industrijskih robotov.