Източник: Pinterest
Изпълнението на индустриалните задачи преминава през преходи на подобрения във времето. Чисто ръчният труд беше подобрен от груби инструменти, които бяха допълнително усъвършенствани в машини. И все пак, повече иновации продължават да водят до нови алтернативи като роботите.
Unimate беше първият по рода си робот да се използва успешно в производството. Той е изобретен от Джордж Девол в края на 50-те години и е инсталиран за първи път в завода на General Motors. Използва се за леене под налягане и може да се движи в радиус от 12 фута. След като станаха свидетели на ползите от използването му, достатъчно скоро повече компании се опитаха да го придобият.
Оттогава експертите продължават да създават различни роботи и да изследват нови начини, по които могат да бъдат приложени в производството. В днешно време има много усъвършенствани доставчици като EVS, които имат способността да предлагат иновативни и напреднали индустриални роботизирани оръжия за продажба.
По-долу е разгледан различните видове роботи и техните характеристики.
Съдържание
SCARA роботи
Роботите SCARA, базирани на осите на движение на роботите, са по-модерни в сравнение с избиране и поставяне на индустриални роботи. И двете могат да изпълняват една и съща функция, но роботите SCARA лесно изпреварват другия категорично.
Роботът SCARA се състои от основа, която е свързана с ръката на робота в план с успоредни оси. Въртящите се съединения осигуряват съответствие в равнината XY. С други думи, ръката на робот SCARA може да се движи отляво надясно, както и напред и назад. Той обаче е твърд по Z-ос, така че може да се върти само по тета-ос.
Дизайнът осигурява 4 степени на свобода. Освен това ръката може да бъде сгъната назад или изпъната. Това е функция, която е полезна в зависимост от това каква дължина е необходима за задачата, за която се използва.
По отношение на софтуера, SCARA роботи са предназначени за автоматизиране на задачи, но под ръководството на контролера. Интерфейсът на контролера е лесен за използване и те са склонни да реагират на команди.
Като се има предвид, че идват като готово решение, не е необходимо допълнително програмиране, ако изобщо е необходимо.
Предимства
- Роботите SCARA са много бързи предвид гъвкавостта, осигурена от въртящите се стави, които държат ръката на място
- Въпреки че не заемат голямо пространство за изпълнение на задачите си, ръката покрива голяма площ, докато работи. Те могат да избират и поставят в значителен радиус
- Те са много точни
- Може да се справи с голям полезен товар
Недостатъци
- Те могат да функционират само когато са поставени върху или прикрепени към равна повърхност, като по този начин предлагат ограничена гъвкавост при поставяне
- Изисква специален контролер
индустриални приложения
Способностите за вземане и пускане на робот SCARA го правят подходящ за:
- Палетизиране
- Зареждащи машини
- Монтажни функции
- Лазерно гравиране с помощта на подходящ краен ефектор
- запояване
Делта роботи
Източник: Pinterest
Роботите Delta са изобретени от Реймънд Клавел и екип от учени в колеж във Франция. Те също са известни като паралелни роботи.
Дизайнът на робот Delta се състои от основа, монтирана отгоре, която има 3 двигателя, които задвижват ръцете, свързани към основата. Паралелните рамена имат както призматични, така и въртящи се шарнири, които не са често срещани сред другите роботи. В резултат на това той може да се движи по осите X, Y, въпреки че повечето потребители персонализират своите роботи, за да добавят допълнителни оси. Ос на въртене или наклон могат да бъдат постигнати чрез модификация, така че да изпълняват определени задачи.
Като се има предвид, че роботите Delta често се използват за автоматизация на избиране и поставяне на конвейерни системи, програмирането определя тяхната ефективност. Те също са оборудвани с камери, които заедно със специален софтуер съставляват тяхната система за зрение. Целта на визуалната система е да разграничава добрите и лошите продукти по време на бране и сортиране.
Подходящи крайни изпълнители обикновено са прикрепени към рамената, но те изискват специални дизайнерски схеми. Всяко допълнително тегло върху ръцете намалява производителността на високоскоростната ръка на робота, за която те са предпочитани. Вендузите са особено популярни при тях.
Предимства
- Те са най-бързите и дори надминават SCARA на теста за вратата
- Може да работи върху голямо работно пространство
- Модерният софтуер ги прави много точни и ефективни
Недостатъци
- Може да управлява само много леки полезни товари
- Високоскоростните повтарящи се движения водят до износване на частите
- Те са скъпи
индустриални приложения
- Полетни симулатори – това включва подобрена версия, която използва 6 допълнителни линейни задвижващи механизма и подвижна основа
- Фармацевтична индустрия
- Опаковки за храни
- Задачи за сглобяване с ниска сила
Полярни роботи
Източник: Pinterest
Структурата на полярен робот се състои от основа, към която е прикрепена ръка. Рамото се закрепва с помощта на усукваща става. Те са известни също като сферични роботи поради формата на работното пространство, свързано с тях. Те имат много общо с Unimate, който също беше сферичен.
Ръката на полярен робот може да бъде удължена, въпреки че е ограничена само до радиуса около машината. Той има три оси, които образуват това, което се нарича полярна координатна система. Това означава, че точките в обсега на ръката на робота се определят от разстоянието, което може да се простира от основата на робота под зададен ъгъл.
Предимства
- Ръката може да достига под или над препятствия
- Имат 360-градусов обхват на покритие
- Те работят върху голямо работно пространство
Недостатъци
- Те изискват много надзор и контрол
- Лоша точност
- Като се има предвид тяхното движение, те не биха били идеални за повтарящи се задачи
индустриални приложения
- Леярство
- Заваряване
- Инжекционно формоване
- Обработка на изделия от стъкло
Цилиндрични роботи
Източник: Pinterest
Има две основни части на цилиндричен робот, въртящ се и линеен задвижващ механизъм, прикрепени към цилиндричната основа. Те отговарят за вертикалните и хоризонталните движения, които може да направи ръката на робота. Въртящ се вал улеснява работата на робота в цилиндрична работна зона.
Освен това ръката може да се удължава и сгъва обратно в позиция. Неговият рационализиран дизайн му позволява да работи в ограничено пространство, в което по-обемистите рамена може да не се поберат. От друга страна, въртенето е възможно само по вертикалната ос.
Цилиндричните роботи се доставят вече сглобени, така че не се очакват проблеми при инсталирането, освен в случаите, когато персонализирането се счита за необходимо.
Предимства
- Може да управлява тежки товари
- Имат 360 градуса обхват около себе си
- Те не заемат много място в сравнение с радиуса на работното им пространство
Недостатъци
- Ограничено въртеливо движение
- Ниска точност
- Те не са толкова гъвкави, колкото другите налични опции.
индустриални приложения
- Леярски и ковашки работи
- Нанасяне на покритие
- Леярство
- Товаро-разтоварни машини
- Лабораторните и биомедицинските приложения ги предпочитат поради размера и разположението на ръката.
Картезиански роботи
Източник: Pinterest
Трите оси на декартов робот са перпендикулярни една на друга. Движенията се улесняват от:
- 3 призматични съединения, които работят в плъзгащо движение по осите XYZ.
- Линейни задвижки
- Двигатели за захранване
- Приставка за китката, където е необходимо въртене
Те обикновено идват на части и изискват сглобяване от експерти по машините на фабриката. Въпреки че тяхното сглобяване може да бъде сложно, това дава възможност за персонализиране. Всъщност това е една от причините, които го правят популярен. Прецизността, скоростта и дължината на ударите могат да се регулират в зависимост от индустрията или приложението.
Декартовите роботи се наричат също портални или праволинейни роботи. Те имат форма на кабина по отношение на работната им площ. Въпреки това, една забележителна характеристика е, че те могат да бъдат монтирани по различни начини, когато е необходимо. Те се адаптират към монтаж над главата, както и към вертикални и хоризонтални позиции.
Предимства
- Те могат да поемат голям полезен товар
- Оперативно те са доста гъвкави
- достъпни
- Може да се програмира чрез онлайн режим
- Имат добри нива на точност
Недостатъци
- В даден момент може да се случи само движение на една ос
- Те заемат много място
- Процесът на инсталиране обикновено е сложен
индустриални приложения
- Манипулиране при процеси на формоване на пластмаса
- Уплътнителни задачи
- 3D печат
- Товарене и разтоварване
Съчленени роботи/ 6-осни
Въртящите се стави на шарнирните роботи им позволяват обхват на движение, подобен на този на човешката ръка. Те са гъвкави по осите X, Y, Z, но също така могат да се търкалят, накланят и заобикалят.
Основният дизайн се състои от основа и рамо, които са свързани с помощта на въртяща се връзка. Броят на въртящите се стави може да бъде увеличен до 10 и могат да бъдат или успоредни, или ортогонални.
Предвид възможностите за движение по 6 оси, тези роботи могат да изпълняват задачи, които повечето не могат. Ръката е много чувствителна и се удължава до пълната си дължина доста бързо. По отношение на контрола, те изискват добре конфигуриран софтуер, ако искат да функционират на оптимални нива. Поради големия им обхват на движение процесът на програмиране може да бъде сложен. Въпреки това, някои производители предлагат потребителски предварително зададени контролни пакети.
Предимства
- Те могат да достигнат и да маневрират в области, които другите роботи не могат
- Покриват голям работен радиус
- Високоскоростна роботна ръка
- Представете се добре в уникални задачи на контролера, като рисуване
- Могат да се толерират тежки полезни товари
Недостатъци
- - кинематични операции може да бъде сложно
- Те изискват специален контролер
- Скъп
индустриални приложения
- Автомобилен монтаж
- Опаковки за храни
- Леярски и ковашки задачи
- Рязане на стомана
- Работа със стъкло
- Леене на метал
Коботи
Източник: Pinterest
Коботите са известни също като колаборативни роботи, тъй като са проектирани да работят съвместно с човешки същества. Традиционните роботи представляват предизвикателства като сблъсъци с работници във фабрични помещения. За да се предотвратят подобни инциденти, коботите са създадени като по-безопасна алтернатива.
Има три основни вида коботи:
Коботи с ръчно насочване
Те се програмират от техници, използващи ръчно управлявано устройство, за да обучават ръцете на робота на желаните движения.
Коботи за скорост и автоматизация
Те са основно традиционни индустриални роботи със системи за зрение. Имат предупреждение и стоп зона. Когато работник влезе в предупредителната зона, той автоматично забавя работата си. Ако се приближат до зоната на спиране, коботът спира да функционира напълно. Те възобновяват работата си, когато и двете зони са свободни от препятствия.
Коботи за ограничаване на силата и семейството
Те са способни да работят съвместно с човешки същества, но не са снабдени с никакви системи за визуализация, скенери или предпазни бариери. Вместо това, те са проектирани без открити двигатели или остри ъгли. В допълнение, те имат двигатели за сблъсък, които ги спират, когато около тях има препятствия.
Безопасно наблюдавани стоп коботи
В сравнение с други роботи те са най-малко „приятелски настроени към хората“. Те обаче имат сензори за безопасност, които спират и активират отново работа, когато открият човешко препятствие.
Фактори, които отличават роботите
Индустриалните роботи обикновено имат общи характеристики, като например ръце на роботи. Те обаче са фундаментално различни по отношение на аспекти на дизайна, като например:
Ос
Източник: Pinterest
Както в математическа графика, осите на робота се отнасят до посоките, в които може да се движи ръката на робота. Има оси X, Y и Z. Те представляват съответно напред/назад, наляво/надясно и нагоре/надолу.
Степен на свобода
Източник: Pinterest
Степента на свобода на робота е описание на диапазона от движения, които има в 3D пространство. В допълнение към трите оси свободата включва аспекти като въртене, отклонение и наклон.
Броят на осите на робота определя неговата степен на свобода.
Работно пространство
Източник: robots.com
Помислете например, че робот се използва, за да бере портокали от една количка в друга. Разстоянието, което покрива между двете колички, се нарича работно пространство. Някои роботи, въз основа на тяхната структура, могат да покриват по-големи разстояния повече от други. Освен това фактори като свобода и дължина на ръката дават на робота по-голям работен обхват.
Краен ефектор
Източник: roboticsandautomationnews.com
По отношение на дизайна, ръката на робота наистина е имитация на човешката ръка. Те могат да се различават по сръчност и способности, но основната концепция е една и съща.
Въпреки това крайният ефектор е основно „ръката“, прикрепена към края на рамото на фабричен робот. Много са видове крайни ефекти, те варират в зависимост от задачите. Някои примери включват грайфери, инструменти за заваряване и вендузи.
Стави
Източник: Pinterest
Използването на стави гарантира, че ръката на робота остава прикрепена към конструкцията, като същевременно улеснява нейните движения. Видът на ставата, която роботът има, играе голяма роля за неговата гъвкавост и обхват на движение. Те включват:
Успоредни стави – както подсказва името, те са разположени една до друга и обикновено се предпочитат за линейни движения.
Призматични съединения - те също са известни като плъзгачи, защото осигуряват линейно плъзгащо движение между две части на робот.
Въртящи се стави - те са идеални, когато се цели гъвкавост, като например многоизмерно въртене.
Ротационни стави - всяка степен на въртене би изисквала една или повече от тези стави. Въпреки това, те са по-ограничени като обхват в сравнение с революционната става.
Motors
Източник: Pinterest
За да могат ръцете на робота да се движат и изпълняват команди, те се нуждаят от източник на енергия. Двигателите преобразуват електрическата енергия, за да захранват роботизирани ръце.
Програмиране
Източник:visualcomponents.com
Това включва използването на софтуер за контрол на работата на робота. Параметри на производителност като скорост, повторяемост и дължина на хода на движенията на ръката могат да се управляват чрез програмиране.
Всеки робот има свой вид и ниво на програмиране, като някои са по-напреднали от други. Освен това, в някои случаи роботите са предварително програмирани, докато други са персонализирани. Има и интерфейси на физически контролери, които се използват за даване на инструкции на роботите.
Въздействие на роботите върху производството
Източник: Pinterest
Несъмнено производствената индустрия по целия свят нямаше да е това, което е, ако липсваха роботи. Те имат голям ефект върху:
Мащаби на производство
Източник: Pixabay
Роботите са позволили на фабриките да увеличат производството и все още да управляват по-кратки срокове за изпълнение. Работните скорости като тези на робота Delta правят възможно обработката на повече единици продукти.
Разходи за производство
Източник: Pixabay
Като се има предвид, че роботите поемат голямо натоварване, те намаляват броя на служителите, които трябва да бъдат наети. Освен това тяхната автоматизирана механична природа ги прави по-рационализирани в работата от ръчните методи. Достатъчно е да се каже, че те намаляват загубата.
Безопасност на персонала
Източник: Pixabay
От ранните дни на Unimate, роботите са използвани за поемане на трудни и опасни задачи. Леенето под налягане, заваряването и повдигането на тежки товари в рискови пространства са само няколко примера за високорискови производствени процеси. Използването на роботи като напр роботизирано заваряване на алуминий предпазва работниците от съпътстващи опасности.
Въпреки това, от друга страна, роботите също представляват опасност за работниците около тях. Например, когато скоростта им е зададена твърде висока, крайните изпълнители или рамената могат да се повредят и случайно да изпуснат товара.
Човешки ресурси
Източник: Pixabay
Едно от основните твърдения срещу роботите и автоматизацията като цяло е страхът, че те биха заместват човешкия труд. Наистина някои хора са загубили работа, след като са били съкратени от такава технология. Въпреки това, дори и с изкуствен интелект, е малко вероятно роботите някога да станат напълно интуитивни или креативни като човечеството.
Тъй като роботите поемат предвидимите повтарящи се задачи, работниците може би биха могли да се адаптират към смущенията, като поемат други сложни задачи. Креативността и дизайнът, например, винаги ще изискват нюансите на човешките емоции и мисли.
Заключение
Със сигурност няма връщане към ръчния начин на производство, автоматизацията е тук, за да остане. Тъй като все повече иновации се променят и подобряват съществуващите видове роботи, производителите ще трябва да бъдат в крак. В крайна сметка по-добрите машини водят до по-ефективни производствени линии и по-високо качество на продуктите.
Ако искате да автоматизирате бизнеса си, вече имате всички факти за всички видове роботи и техните функции. Не забравяйте да работите с реномирани експерти от индустрията за да проучи какви продуктови опции се предлагат на пазара. От друга страна, каквото и да изберете, ще направите добре информиран избор.