Industrijski robot. Roboti u proizvodnji. Automatski roboti

Danas su ti uređaji posebno traženi u nacionalnom gospodarstvu. Industrijski robot, malo poput njegovog prototipa u knjizi K.Chapek "Uspon robota" - ne doprinosi revolucionarnim idejama. Naprotiv, savjesno ispunjava i s velikom točnošću i temeljne proizvodni procesi

Korištenje takvih "pametnih" strojeva doprinosi učinkovitom rješenju tri glavna problema proizvodnje:

• sramežljivo povećanje produktivnosti rada;
• stidljivost - poboljšanje radnih uvjeta za ljude;
• sramežljiva optimizacija korištenja ljudskih resursa.

Industrijski roboti - umijeće proizvodnje velikih razmjera

Roboti u proizvodnji masovno se širili u kasnom XX. Stoljeću zbog značajnog rasta industrijska proizvodnja. Veliki niz proizvoda zahtijevao je intenzitet i kvalitet takvog posla, čije ispunjenje premašuje objektivne ljudske sposobnosti. Umjesto da zapošljavaju tisuće kvalificiranih radnika, u modernim tehnološkim postrojenjima djeluju brojne automatske linije visokih performansi, koje rade kontinuirano ili kontinuirano.

Čelnici u razvoju takvih tehnologija, proglašavajući široku primjenu industrijskih robota, su Japan, Sjedinjene Američke Države, Njemačka, Švedska i Švicarska. Suvremeni industrijski roboti proizvedeni u gore spomenutim zemljama podijeljeni su u dvije velike skupine. Njihove vrste određene su njihovim pripadanjem dvama temeljno različitim načinima upravljanja:

• sramežljivi automatski manipulatori;
• sramežljivi uređaji na daljinu pod kontrolom ljudi.

Za što se koriste?

Počeli su se razgovarati o početku 20. stoljeća. Međutim, u to vrijeme još uvijek nije bilo elementarne osnove za provedbu plana. Danas, nakon diktata vremena, roboti se koriste u većini najnaprednijih tehnološki naprednih industrija.

Nažalost, ponovno opremanje takvih grana industrije s takvim "pametnim" strojevima ometalo je nedostatak investicija. Iako koristi od njihove upotrebe jasno prelaze početne troškove novca, jer vam dopuštaju da ne samo govorite, a ne toliko o automatizaciji, već o dubokim promjenama u proizvodnji i radu.

Uporaba industrijskih robota će učinkovito obavljati back-razbijanje čovjeka o složenosti i točnosti: utovara / istovara, slaganje, sortiranje, orijentacija detaley- kreće obradaka iz jednog robota na drugo, i gotovih proizvoda - u skladište-točkastim zavarivanjem i zavarivanje shvov- sklop mehaničkih i elektronskih detalji - polaganje kabela - rezanje praznina uz složenu konturu.

Manipulator kao sastavni dio industrijskog robota

Funkcionalno postoji takav "pametan" stroj s reprogramiziranog automatskog sustava upravljanja i radnog tijela (putni sustav i mehanički manipulator). Ako ACS obično kompaktan dovoljno vizualno skriven i ne žuriti direktno u oči, radni fluid ima tako karakterističan stav da industrijski robot često naziva kako slijedi: „robota manipulator”

Prema definiciji, manipulator je uređaj koji se kreće u prostoru radnih površina i objekata rada. Ovi uređaji sastoje se od veza dviju vrsta. Prvi osiguravaju progresivni pomak. Drugi - kutni pomak. Takve standardne veze za njihovo kretanje koriste pneumatski ili hidraulički (snažniji) pogon.

Manipulator, stvoren analogijom ljudskom rukom, opremljen je tehnickim grijanjem za rad s dijelovima. U raznim uređajima ovog tipa, držanje je najčešće izvedeno mehaničkim prstima. Kod rada s ravnim površinama objekti su bili zahvaćeni pomoću mehaničkih usisnih čaša.

Ako je manipulator morao raditi istovremeno s mnogim sličnim billets, onda je zahvat zahvaljujući posebnoj opsežnoj konstrukciji.

Umjesto naprave za hvatanje, manipulator je često opremljen mobilnom opremom za zavarivanje, posebnim tehnološkim raspršivačem ili jednostavno odvijačem.

Kako se robot kreće

Robotski roboti obično su prilagođeni dvama vrstama pomaka u prostoru (iako se neki od njih mogu nazvati stacionarni). To ovisi o uvjetima specifične proizvodnje. Ako je potrebno osigurati gibanje na glatkoj površini, onda se to ostvaruje uz pomoć usmjerene monorode. Ako želite raditi na različitim razinama, koristite "pješačke" sustave s pneumatskim usisnim čašama. Robot koji se kreće savršeno je orijentiran u oba sporedna i kutna koordinata. Suvremeni uređaji za pozicioniranje sličnih uređaja ujedinjeni su, sastoje se od tehnoloških blokova i omogućuju visoko precizno kretanje radnih komada s težinom od 250 do 4000 kg.

dizajn

Upotreba automatiziranih strojeva u multidisciplinarnim postrojenjima dovela je do određenog ujedinjenja svojih glavnih sastavnih jedinica. Moderni industrijski robotski manipulatori imaju u svom dizajnu:

• sramežljivi okvir, koji se koristi za pričvršćivanje uređaja za hvatanje (grapple), - neku vrstu "ruke", zapravo obrađuju;
• sramežljivo zgrabite s vodičem (potonji određuje položaj "ruke" u svemiru);
• sramežljivi uređaji koji voze, transformiraju i prenose energiju u obliku okretnog momenta na osi (zahvaljujući njima industrijski robot dobiva potencijal pokreta);
• sramežljivi sustav za praćenje i upravljanje izvršavanjem programa koji su mu dodijeljeni - primanje novih programa za analizu informacija koje dolaze od senzora i, prema tome, prenošenje na pružatelje;
• sramežljivi sustav za pozicioniranje radnog dijela, mjerenje položaja i kretanja duž osi manipulacije.

Zora stvaranja industrijskih robota

Vratimo se nedavnoj prošlosti i prisjetimo se povijesti stvaranja industrijskih automatskih strojeva. Prvi roboti pojavili su se u SAD-u 1962. godine, a proizvode ih tvrtke "Uniysion Incorporated" i "Versatran". Iako, da budemo precizniji, da još prije objavljena industrijski robot „Yunimeyt” stvorio je američki inženjer J. Devol, patentirao vlastiti SAU, programirati pomoću izbušenih kartica. To je bio očiti tehnički napredak: "pametni" strojevi memorirali su koordinate bodova na njihovoj ruti i obavljali posao prema programu.

Prvi industrijski robot "Unimeite" bio je opremljen s uređajem s dva prsta za zahvaćanje pneumatskog pogona i "rukom" na hidrauličnom pogonu s pet stupnjeva slobode. Njegove su karakteristike omogućile premještanje komada od 12 kilograma do točnosti od 1,25 mm.

Još jedan robot manipulator „Versatran” stvorio iste tvrtke, učitavaju i prebačena u 1200 opeke na sat u peći. Uspješno je zamijenio rad ljudi u štetnom okruženju za njihovo zdravlje uz visoku temperaturu. Ideja njegova stvaranja pokazala se vrlo uspješnom, a dizajn je toliko pouzdan da pojedini strojevi ove marke i dalje rade u našem vremenu. I to je unatoč činjenici da je njihov resurs prekoračio stotine tisuća sati.

Imajte na umu da je uređaj industrijskih robota prve generacije u vrijednostima preuzeo 75% mehanike i 25% elektronike. Ponovno podešavanje takvih uređaja zahtijevalo je vrijeme i uzrokovalo stanke u opremi. Da bi ih preusmjerio radi obavljanja novog posla, zamijenjen je program upravljanja.

Druga generacija robotskih strojeva

Uskoro je postalo jasno: unatoč svim prednostima prve generacije automobila bili su nesovershennymihellip- druga generacija preuzela bolju kontrolu industrijskih robota - Adaptive. Prvi uređaji zahtijevaju naručivanje okruženja u kojem su radili. Posljednja okolnost često je pokazala visoke dodatne troškove. To je postalo kritično za razvoj masovne proizvodnje.

Nova faza napretka obilježena je razvojem mnoštva senzora. Uz njihovu pomoć robot je dobio kvalitetu nazvanu "senzacija". Počeo je primati informacije o vanjskom okruženju i, sukladno tome, odabrati najbolju opciju za djelovanje. Na primjer, stekao sam vještine za sudjelovanje i okretanje s preprekom. Postoji takvo djelovanje zbog procesiranja mikroprocesora primljenih informacija, koje su, nadalje, ušle u varijable kontrolnih programa, stvarno upravljaju robotima.

Vrste osnovnih proizvodnih postupaka (zavarivanje, slikanje, montaža, razni tipovi strojna) također podliježu prilagodbi. To jest, pri izvođenju svake od njih, pokrenuta je multivariancija kako bi se poboljšala kvaliteta bilo kojeg od gore navedenih radova.

Upravljanje industrijskim manipulatorima uglavnom se provodi programski. Hardver upravljačke funkcije je industrijski mini PC / 104 ili MicroPC. Imajte na umu da se prilagodljiva kontrola temelji na multivarijantnom softveru. Robot je prihvatio odluku o odabiru vrste operacije programa na temelju podataka o mediju koji su opisali detektori.

Karakteristična značajka funkcioniranja robota druge generacije je preliminarna dostupnost postojećih načina rada, od kojih se svaka aktivira na određenim pokazateljima dobivenim iz vanjskog okruženja.

Treća generacija robota

Automatski roboti treće generacije mogu samostalno generirati program svojih akcija ovisno o zadatku i okolnostima okoliša. Oni nemaju "kolijevke", tj. Pisane tehnološke akcije u određenim varijantama vanjskog okruženja. Oni imaju sposobnost samostalno optimalno izgraditi algoritam za svoj rad, kao i brzo implementirati u praksi. Trošak elektronike takvog industrijskog robota deset je puta veći od njegovog mehaničkog dijela.

Najnovija robota, zahvaljujući senzorima, shvaća snimanje detalja, "zna" koliko je uspješno to učinio. Osim toga, sama sila za zahvaćanje (povratak sile) regulirana je, ovisno o lomljivosti materijala dijela. Možda je to zato što se uređaj industrijskih robota nove generacije naziva intelektualnim.

Kao što razumijete, "mozak" takvog uređaja je njegov kontrolni sustav. Najviše je obećavajuće reguliranje koje se provodi prema metodama umjetne inteligencije.

Inteligencija ovim strojevima daje se paketima aplikacijski programi, programabilni logički kontroleri, alati za modeliranje. U proizvodnji, industrijski roboti su spojeni u mrežu, osiguravajući odgovarajuću razinu interakcije između sustava "čovjek-stroj". Također, razvijeni su alati za predviđanje rada takvih uređaja u budućnosti zahvaljujući implementiranom modeliranju softvera koji omogućuje odabir optimalnih opcija za rad i konfiguraciju veze s mrežom.

Vodeće globalne tvrtke koje proizvode robote

Danas je upotreba industrijskih robota je podržan od strane vodećih tvrtki, uključujući japanskom (FANUC, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), američki (KC Roboti, Triton proizvodnju, Kaman Corporation), njemački (Kuka).

Koja su imena tih tvrtki u svijetu? Fanuc imovine - najbrži do sada, delta robota M-1iA (takvi strojevi obično koriste u pakiranju), najmoćniji robota serijskih brojeva - M-2000iA, priznat u svijetu robotski zavarivači ArcMate.

Ne manje u zahtjevnim industrijskim robotima u proizvodnji, koju je izdala Kuka. Ovi strojevi s njemačkom preciznošću obavljaju obradu, zavarivanje, montažu, pakiranje, paletiranje, utovar.

Također impresivan je model japanske i američke tvrtke Motoman (Yaskawa), koji radi na američkom tržištu: 175 modela industrijskih robota, kao i više od 40 integriranih rješenja. Industrijski roboti, koji se koriste u SAD-u za proizvodnju, uglavnom su proizvedeni od strane ove vodeće tvrtke u industriji.

Većina ostalih tvrtki koje zastupamo zauzimaju nišu stvaranjem uži izbor specijaliziranih uređaja. Na primjer, Daihen i Panasonic proizvode robote za zavarivanje.

Načini organiziranja automatizirane proizvodnje

Ako govorimo o organizaciji automatizirane proizvodnje, u početku je provedena rigidna linearna načela. Međutim, pri dovoljnoj brzini proizvodni ciklus ima značajan nedostatak - stanke zbog propusta. Alternativno, izumljena je rotacijska tehnologija. Ovom organizacijom proizvodnje, oba komada i automatska linija (roboti) kreću se u krugu. Strojevi u ovom slučaju mogu duplicirati funkcije, a kvarovi su praktički uklonjeni. Međutim, u ovom slučaju, brzina je izgubljena. Idealna opcija za organiziranje procesa je hibrid od dva gore navedena. Zove se rotaciono-transporter.

Industrijski robot kao element fleksibilne automatske proizvodnje

Moderni "pametni" uređaji brzo se preuređuju, visoko produktivno i samostalno obavljaju posao uz pomoć svoje opreme, materijala za obradu i praznine. Ovisno o specifičnostima uporabe, oni mogu funkcionirati i unutar okvira jednog programa i promjenom njihovog rada, odnosno odabirom iz fiksnog broja programa koji su predviđeni.

Industrijski robot je sastavni element fleksibilne automatizirane proizvodnje (općenito prihvaćena kratica - GAP). Potonji također uključuje:

• sramežljiv sustav, obavljanje računalno potpomognutog dizajna;
• sramežljivi kompleks automatske kontrole tehnološke opreme proizvodnje;
• sramežljivi industrijski robotski manipulatori;
• sramežljivi-automatski radni transport;
• sramežljivi uređaji koji obavljaju utovar / istovar i smještaj;
• sramežljiv sustav nadzora nad proizvodnim tehnološkim procesima;
• sramežljivo automatsko upravljanje proizvodnjom.

Više o praksi korištenja robota

Stvarne industrijske primjene su suvremeni roboti. Njihovi su tipovi različiti i osiguravaju visoku produktivnost strateški važnih industrija. Posebice, u mnogim aspektima gospodarstvo moderne Njemačke duguje svoj rastući potencijal za njihovu primjenu. U kojim sektorima radnici "željeznih radnika" rade? U obradi metala praktički rade u svim procesima: lijevanje, zavarivanje, kovanje, pružanje najviše razine kvalitete rada.

Lijevanje kao industrija s ekstremnim uvjetima za ljudski rad (što znači visoke temperature i onečišćenje) uglavnom je robotizirano. Strojevi iz Kuke montirani su čak i u ljevaonicama.

Industrija hrane također je dobila opremu iz Kuke u proizvodne svrhe. "Roboti hrane" (fotografije prikazane u članku) uglavnom zamjenjuju ljude na područjima s posebnim uvjetima. Distribuirana u proizvodnji strojeva koji pružaju toplu prostornu mikroklimu s temperaturom koja ne prelazi 30 stupnjeva Celzijusa. Roboti od nehrđajućeg čelika majstorski obrađuju meso, sudjeluju u proizvodnji mliječnih proizvoda i, naravno, stog i pakiraju proizvode na najbolji mogući način.

Teško je precijeniti doprinos takvih uređaja u automobilskoj industriji. Prema riječima stručnjaka, najmoćniji i produktivniji strojevi do sada su upravo robovi "Kukov". Fotografije takvih uređaja koji obavljaju cijeli niz automatskih montažnih operacija su impresivni. Doista je vrijeme za razgovor o automatiziranoj proizvodnji.

Obrada plastike, proizvodnja plastike, proizvodnja najsloženijih dijelova iz različitih materijala, daju roboti u proizvodnji u zagađenoj sredini, što je zaista štetno za ljudsko zdravlje.

Obrada drveta je još jedno važno područje primjene agregata "Kukovsky". I opisao kako su uređaji pružaju izvođenje pojedinih naloga i uspostavu serijsku proizvodnju velikih razmjera u svim fazama - od primarne obrade i rezanja na glodanje, bušenje, brušenje.

Cjenik

Trenutačno se roboti proizvode na tržištu Rusije i zemalja ZND-a koje proizvode tvrtke Kuka i Fanuc. Njihove cijene kreću se od 25 000 do 800 000 ruba. Ova impresivna Proširenje objasniti postojanje različitih modela: standardni light-duty (5-15 kg), posebna (specijalna rješavanje problema), specijalizirana (rad u neobičnom okruženju), teška teretna vozila (do 4000 m).

nalazi

Treba priznati da potencijal korištenja industrijskih robota još uvijek nije u potpunosti iskorišten. Istodobno, zahvaljujući naporima stručnjaka, moderne tehnologije omogućuju provođenje više i više odvažnih ideja.

Potreba za povećanjem produktivnosti svjetskog gospodarstva i povećanja udjela intelektualnog ljudskog rada služi kao snažan poticaj razvoju sve novijih tipova i modifikacija industrijskih robota.