Industrirobotter refererer til en type robot, der udelukkende bruges som produktionsrobotter. De er automatiserede og programmerbare med evnen til at bevæge sig langs tre eller flere akser. Kort sagt har de robotarme, der kan rotere hele vejen rundt. Det typiske arbejde, som disse industrirobotter er involveret i, omfatter svejsning, maling af andre maskiner, montering, emballering og etikettering, blandt andre opgaver.
Fra 2020 er der omkring 1.64 millioner robotter i drift verden over på tværs af forskellige industrier. Industrirobotternes historie går tilbage til 1937, hvor den første kendte form for en robot var en kranlignende enhed, der blev samlet ved hjælp af Meccano-dele og drevet af en motor.
Det anslås, at inden år 2030, vil industrirobotter have overtaget 20 millioner job fra mennesker. Robotfremstillingsvirksomheder arbejder hårdt på at komme med nye innovationer for at gøre denne drøm til virkelighed.
Hvad er en industrirobot?
Kilde: Pixabay
En industrirobot er en programmerbar mekanisk enhed med en robotarm, der kan bruges i stedet for et menneske til at udføre opgaver, der kunne anses for at være for risikable eller for gentagne, men med en meget højere grad af nøjagtighed. De er indviklet designede maskiner med bevægelige dele, der hver især er lavet til at parfumere en unik funktion.
Selvom omkostningerne ved at lave en industrirobot har været høje, er der en større fordel ved at bruge dem frem for mennesker, da de eliminerer behovet for at betale personaleløn. Oven i købet bliver de ikke trætte, hvilket betyder, at de kan køre i dagevis mellem vedligeholdelsessæsonerne en gang imellem.
Typer af industrielle robotter
Som tidligere nævnt er industrirobotter designet til specifikke roller. En robot programmeret til at håndtere svejsning ikke kan klare maleri eller emballage. Disse variationer i funktioner hjælper med at adskille industrirobotter i forskellige typer. Fra nu af kan industrirobotter opdeles i hovedtyper, der inkluderer følgende.
Artikulerede robotter
Kilde: Pinterest
Ledede robotter er de mest almindelige af industrirobottyperne. De har en fabriks robotarm udformet i form af en menneskearm forbundet i leddet med et vridende led. Leddene i armen er forbundet med hinanden gennem roterende led, der normalt varierer fra to til ti.
Leddene giver bevægelsesfrihed, så robotarmene kan dreje i enhver retning uden at gå i stykker. Sammenfattende har leddelte robotarme seks led, hvilket gør dem til de mest fleksible af alle industrirobotter. Derfor er det grunden til, at de er de mest udbredte.
FORDELE
- Den har høje hastigheder, hvilket gør den ideel til industrielt arbejde, der kræver hastighed og samtidig opretholde høj nøjagtighed.
- Det optager en begrænset mængde gulvplads.
- At justere de flere planer er meget lettere sammenlignet med andre typer.
- De er meget fleksible, takket være deres mange akser, der giver armen frihed til at bevæge sig i enhver retning.
- Leddede robotarme kan håndtere flere opgaver ud over de kernefunktioner, som de er designet til. Dette gør dem til det bedste bud på at strømline fremstillingsprocesser.
ULEMPER
- De er ikke så simple, når det kommer til stykket. De kræver en dedikeret robotcontroller.
- Deres programmering er meget kompliceret og kan til tider kun køres af en person, der har en god erfaring i deres operationer.
- Der er en masse sofistikeret kinematik involveret.
- En industrirobot koster for høje, især dens fremstilling.
Industriel anvendelse
- Mademballage
- Det er en robotsvejsearm
- Håndtering af materiale
- Maskinpleje
- Stålskæring
- Smede- og støbeanvendelse
- Montering af biler
- Fremstilling af stålbroer.
Cartesiske robotter
Kilde: Pinterest
Kartesiske robotter, også kaldet rektangulære/portalrobotter, er industrielle robottyper, der er konfigureret rektangulært. De leveres med tre prismatiske led, der leverer den lineære bevægelse, der udføres, når den glider på sine tre vinkelrette akser. Andre gange er de udstyret med et håndled for at muliggøre rotationsbevægelse. Kartesiske robotter anvendes i vid udstrækning af producenter af industriel automation, primært på grund af deres enkelhed og fleksibilitet, hvilket gør dem ideelle til unikke opgaver.
FORDELE
- Det giver høj positionsnøjagtighed.
- Dens enkelhed gør det meget nemmere at betjene. Alle med den grundlæggende viden om, hvordan de fungerer, kan sætte det op.
- Det er meget nemmere at programmere.
- Den er meget tilpasselig, hvilket gør den til den ideelle maskine, når du vil skifte til andre opgaver.
- Den kan klare tunge belastninger.
- Det er meget billigere at producere en.
ULEMPER
- På grund af dens størrelse og rækkevidden af dens bevægelser kræver den et stort betjenings- og installationsområde.
- Så meget som den er enkel at betjene, er monteringen for kompleks.
- Den kan kun bevæge sig i én retning ad gangen.
Industriel anvendelse
- På- og aflæsning af tunge læs.
- Vælg og placer robotoperationer.
- Samling og undermontage.
- Materialehåndtering.
- Påføringer af klæbemiddel.
- Håndtering af nukleart materiale.
SCARA robotter
SCARA er et akronym for Selective Compliance Assembly Robot Arm, og det er en industrirobot med en arbejdskonvolut formet som en donut. En SCARA-robotarm har to parallelle led, der giver overensstemmelse på ét sted. Dens roterende skift er lodret placeret med endeeffektoren fastgjort til armen, der bevæger sig vandret.
A SCARA robot har specialiseret sig i sidebevægelser, og af denne grund bruges de mest som en montagerobot. Sammenlignet med cylindriske og kartesiske robotter er SCARA-robotter meget hurtigere og har en lettere integration.
FORDELE
- De er ideelle til hurtige og gentagne punkt-til-punkt-bevægelser, perfekt til brug som samlebåndsrobotter til biler.
- Det har et stort arbejdsområde.
- De er meget nøjagtige.
ULEMPER
- SCARA-robotten har brug for en dedikeret industrirobotcontroller.
- Den er kun begrænset til plane overflader takket være dens design og form.
- Det er udfordrende at programmere det offline.
Industriel anvendelse
- Monteringsapplikationer.
- Håndtering af halvlederskiver.
- Biomed applikationer.
- Emballering og mærkning.
- Det er en palleterende robotarm.
- Maskinlæsning.
Delta robotter
Delta-robotter er lavet af parallelle ledforbindelser, der er forbundet med en fælles base. Også kaldet Parallel Link-robotter er de meget nemmere at kontrollere, fordi hvert led er placeret i forhold til endeeffektoren. Dette giver Delta robotter en høj hastighed i bevægelsen, hvilket gør dem ideelle til den slags arbejde, der involverer højvolumen fremstilling.
Delta-robotter har en kuppelformet skal, et design der reducerer vægten i armene, hvilket i sidste ende er årsagen til den høje hastighed. De bruges mest til pick & place-automatisering. De er programmeret til at arbejde i perfekt synkronisering med andre maskiner for at udnytte hastigheden; ellers ville det være en katastrofe, hvis noget som et transportbånd, der fører materialer til robotten, er en brøkdel langsommere.
FORDELE
- Det er højhastighedsmaskiner. Den typiske Delta-robot er 30 % hurtigere end en SCARA-robot på grund af dens design.
- De har høj operationel nøjagtighed på trods af deres høje hastigheder.
- De har en høj produktivitet. De kan behandle op til 3 dele i sekundet.
- De er en mere sikker mulighed for gentagne og højhastighedsarbejde, som kan være farlige for mennesker.
ULEMPER
- De har mange bevægelige dele, som er alt for komplicerede.
- Kræver en dedikeret robotcontroller.
Industriel anvendelse
- Fødevareindustri.
- Farmaceutisk industri.
- Elektronisk industri.
- Bilindustrien.
- Optisk fiberjustering.
Polar robotter
Kilde: blog.technavio.com
Polar robotter er lavet af et vridende led, der forbinder armen med basen og to roterende led plus et enkelt lineært led. På grund af deres sfæriske arbejdskonvolut kaldes Polar-robotter også for sfæriske robotter. En anden unik designfunktion i disse robotter er deres centralt drejelige aksel og en udvidelig, roterende robotarm. Den har også en konfiguration af pistoltårn der dækker en meget stor rummængde, når den er i drift.
FORDELE
- De har en omfattende rækkevidde, med evnen til at svinge 360 grader.
- De kan også være i stand til at række ud efter genstande direkte over og under dem.
- De kan klare en stor mængde arbejde.
- De kræver meget lidt gulvplads.
ULEMPER
- Selvom den kan række ud efter objekter over den, er den lodrette rækkevidde begrænset, og den kan ikke gøre det af sig selv uden en controller.
- Den har meget lav nøjagtighed og klarer sig ikke så godt, når det kommer til gentagne opgaver.
- Det kræver et meget sofistikeret kontrolsystem.
- Det er langsomt ved at blive udfaset.
Industriel anvendelse
- Håndtering af glas.
- Trykstøbning.
- Stabling og afstabling.
- Smedning.
- Svejserobot.
- Materialehåndtering.
- Sprøjtestøbning.
Cylindriske robotter
Kilde: industrial-electronics.com
Cylindriske robotter har et enkelt roterende led ved deres baser og et andet prismatisk led, der forbinder blækket. De har et cylindrisk arbejdsrum, deraf deres navn, der kommer med en drejelig aksel og en udtrækkelig robotarm, der bevæger sig ved at glide lodret. Denne unikke bevægelse giver robotterne både lodrette og vandrette bevægelser.
Armen er også designet til at give robotten mulighed for at nå snævre arbejdskonvolutter uden tab af hastighed eller repeterbarhed. Cylindriske robotter er ideelle til opgaver, der involverer plukning eller materialer fra jorden takket være deres avancerede vælg og placer robotarm.
FORDELE
- De er nemme at betjene og installere.
- De kræver minimal montering for at begynde at køre.
- De kan nå rundt uden problemer.
- De kræver meget lidt gulvplads.
- De kan klare store belastninger.
ULEMPER
- De har lave nøjagtighedsniveauer.
- De er for hurtigt blevet forældede.
Industriel anvendelse
- Transport af LCD-paneler.
- Robotiske samlingssystemer.
- Belægningsapplikationer.
- Trykstøbning.
- Støberi og smedning anvendelse.
cobots
Kilde: Pinterest
Der er en nyere version af industrirobotter i brug i dag, som er værd at nævne her. Samarbejdsrobotter er industrirobotter, der kan arbejde sammen med mennesker uden behov for strenge sikkerhedsbarrierer. De har et afrundet design og er udstyret med specielle sensorer, der giver dem mulighed for altid at vide, hvor mennesker er for at give dem plads til at hjælpe arbejdere.
FORDELE
- De er i stand til at arbejde side om side med menneskelige arbejdere, hvilket øger deres effektivitet
- De kan nemt genanvendes, hvilket betyder, at de hurtigt kan flyttes til et andet job.
- De koster meget mindre at bygge sammenlignet med de andre typer robotter
ULEMPER
- De er meget langsomme, fordi hastigheden er blevet ofret for menneskers sikkerhed.
- De har en lav nyttelastkapacitet, igen på grund af sikkerhedsproblemer.
Industriel anvendelse
- Maskinpleje.
- Samling af bevægelige dele.
- Emballage.
- Synssystemer.
Hvordan virker robotarme?
Robotarme er designet baseret på den menneskelige arm, og de fungerer næsten på samme måde. Hvordan en robotarm fungerer afhænger af den opgave, den er designet til. Generelt er der dog en specifik måde, hvorpå alle robotarme fungerer. De er alle afhængige af led for bevægelser og er udstyret med andre funktioner, der gør dette muligt, for eksempel sensorer.
For at få et bedre overblik over, hvordan de fungerer, skal vi kende de industrielle robotdele, der udgør robotarmen. De omfatter følgende:
Controllere
Kilde: Pinterest
Industrielle robotcontrollere er robottens hjerner. De er processorerne, der bærer det eksekverbare program, der bestemmer de bevægelser, som robotarmen foretager. De kan enten programmeres automatisk eller tillade manuelle betjeninger af en kvalificeret tekniker. Nogle steder tager de form af enorme computersystemer, og til tider er de reduceret til et simpelt joystick.
Arms
Det er den del, der udfører selve arbejdet. Den består af tre hoveddele: skulderen, albuen og håndleddet, ligesom mennesker. Alle disse tre dele er forbundet med hinanden gennem akser og led styret af den centrale processor, controlleren. Hver del skal bevæge sig i forhold til den anden for at opnå effektivitet.
Sluteffektor
Kilde: Pinterest
Dette er den del, der udfører håndens funktioner. De fleste gange, A robot sluteffektor består af to kløer, der holder genstande ved at lukke og åbne automatisk. Nogle kan spinde og lave manøvrebevægelser, når de holder eller flytter genstande.
Drev og
Kilde: Pinterest
Det er motorerne mellem leddene, der styrer manøvrerne og robotarmenes bevægelser. De bruger normalt bælter, der er kopier af dem, der findes i bilmotorer.
Hvorfor har du brug for robotarme?
Kilde: Pinterest
Industrielle robotvirksomheder har været stigende i de sidste to årtier, og som tiden skrider frem, er de teknologiske fremskridt i robotverdenen også det. Snart vil vi have robotter, der udfører alt arbejdet omkring os. Så meget som de forårsager forstyrrelser, hvad angår menneskelig arbejdskraft, er der ingen tvivl om, at robotter har gjort livet meget lettere.
Følgende er nogle af fordelene ved at bruge industrielle robotarme.
Forbedret arbejdersikkerhed
Byggeri job er arbejdskrævende, og de involverer en masse tunge maskiner, der kan udgøre en fare for menneskelige arbejdere. At blive udsat for skadelige kemikalier kan også have en skadelig indvirkning på folks helbred. Industrielle robotarme har i høj grad reduceret denne risiko, da de kan arbejde under alle forhold, da de er livløse maskiner. De kan klare gentaget arbejde uden at miste fokus selv et sekund.
Nedsatte omkostninger
Selvom startomkostningerne ved at anskaffe en robot kan være høje, langsigtede fordele er enorme. Ud over at skrotte behovet for lønninger, afspadsering og andre påløbne fordele, er robotter ikke tilbøjelige til at fejle. De tab, som fabrikkerne har lidt på grund af ødelæggelsen af maskiner og produkter på grund af menneskelig uagtsomhed, hører fortiden til.
Øget produktivitet
Det, der plejede at tage dage at opnå, kan nu nås på få timer. Det der med menneskeligt arbejde, det er tilbøjeligt til at brænde ud, og hvile er nødvendigt. Den eneste måde, du kan holde produktionen kørende i 24 timer, er gennem skift. Robotter kan på den anden side køre i dagevis uden at holde en eneste pause. An intelligent montagearbejdscelle kan sætte arbejde, der svarer til, at 4 personer arbejder på samme tid.
Bedre produktkvalitet
Mennesker kan ikke kopiere nøjagtigheden og præcisionen, der er involveret, når robotter er en del af produktionsprocessen. Robotter, der bruges i fremstillingen, styres af laserskarpe styringsteknologier, hvilket betyder, at hvert snit og hver måling, de foretager, er lige til pengene. Ledede robotter, for eksempel er legemliggørelsen af nøjagtighed i robotverdenen. Bedre nøjagtighed betyder produkter med højere kvaliteter.
Pålidelighed
Industrier, der bruger robotter i fremstillingen har set produktionen stige eksponentielt. Så længe de bliver serviceret regelmæssigt, vil de blive ved med at udføre konsekvent arbejde, uanset hvor hårde forholdene måtte være. Det samme kan ikke siges om menneskelige arbejdere, der er udsat for sygdom og træthed, hvilket i sidste ende påvirker deres produktion.
Hvilke industrier bruger industrielle robotter?
Kilde: Pixabay
Mange producenter har skiftet eller er i gang med at fuldautomatisere deres produktionsproces. Årsagerne til dette er mange, men den vigtigste er, at robotter er pålidelige, reducerer omkostningerne ved at betale løn og sparer penge, der kan omdirigeres til andre ting. Følgende er nogle af de industrier, der bruger robotarm applikationer i deres fremstillingsprocesser.
Bil industrien
Robotteknologi i bilfremstilling var blandt de allerførste, der blev vedtaget, hvad angår industriel robotteknologi. Lige nu vil du ikke finde nogen bilproducent, der ikke anvender en bilproducerende robot til over 75% af sin produktion. De bilindustrien tegner sig for omkring 30% af de samlede industrielle robotarminstallationer. Den mest brugte robot af bilproducenter er ABB IRB 6640, der er god til at svejse bilrammer på plads.
Luftfartsindustri
Ligesom bilindustrien kræver fremstillingen af fly meget robotkraft. Efterspørgslen på flyrejser stiger verden over, og for at imødekomme denne efterspørgsel er der behov for at fremstille flere fly hurtigere end før. Industrirobotter er svaret på dette behov, da de er hurtigere og kan programmeres til at klare enhver form for opgave. Applikationer som maling af motordele, tætning, boring og svejsning er nogle af de ting, der håndteres af automatiserede maskiner.
Elektronikindustrien
Elektronik er en del af vores liv, og vi kan ikke undvære dem. Deres fremstilling involverer en masse komponenter, hvis samling let kan gå tabt for mennesker. Industrielle robotter bliver nu flittigt brugt i fremstilling af elektronik da de er dygtigere til at håndtere små og følsomme dele af elektriske apparater. Brugen af renrumsrobotter har f.eks. forbedret kvaliteten af elektronik i høj grad, da de forhindrer, at støv nogensinde kommer i kontakt med de indvendige dele under monteringen.
Food Industry
Fødevareemballage håndteres nu udelukkende af robotter. Nogle steder er det endda en del af kravene at anvende robotters tjenester i et følsomt job, der er pakning og lager. Det fordele ved at bruge robotter i fødevareforarbejdning er, at der er mindre chance for forurening, da robotter er præcise og hurtige. At putte mad i de rigtige portioner og størrelser er også blevet kendetegnet for robotiseret fødevareforarbejdning.
Medicinsk og farmaceutisk industri
Sortering, aftapning, dispensering og inspektion af medicin er nu et forbehold for industrirobotter. Robotter er nu blevet programmeret til at måle den nøjagtige mængde medicin på det sidste milligram. Robotter i den medicinske og farmaceutiske industri har gjort det nemmere at håndtere stoffer på en bedre måde, der undgår overdreven spild og forurening.
Delikat medicinsk udstyr som kirurgisk værktøj fremstilles nu i de nøjagtige størrelser efter behov medicinske robotter som ændrer verden. Når medicinske værktøjer kompromitteres, gør det det sværere for læger at behandle deres patienter ordentligt.
Hvor meget koster en robotarm?
Kilde: Pixabay
Robotter plejede at koste meget mere før i tiden, end de gør lige nu. Masseproduktion har gjort det muligt for priserne at falde lidt, men de er stadig i den højere ende af budgettet. På det nuværende marked er den gennemsnitlige industrirobotpris omkring $25,000, men den kan stige til over $400,000 afhængigt af modellen og størrelsen.
Prisen på en robotarm har også en tendens til at blive højere, efterhånden som du tilføjer flere perifere enheder og ekstra funktioner. Anvendelsesspecifikke tilføjelser, som kollisionssensorer og sikkerhedsbure, som er en nødvendighed, kan fordoble startprisen for hele maskinen.
Som interesseret køber kan du enten gå efter en helt ny robot eller en billig industrirobotarm, der har været brugt før. En fordel ved at gå efter en brugt robot er, at du sparer på omkostningerne, selvom du vil opleve nogle små uheld undervejs.
De bedste programmerbare robotarme i 2020
Efterhånden som brugen af robotarme på tværs af alle industrier stiger, bliver der skabt modeller til at håndtere applikationsspecifikke opgaver for forskellige producenter. Følgende er de bedste programmerbare industrielle robotarme i 2020.
DOBOT Magician Pædagogisk Programmeringsrobot
Kilde: Pinterest
Dette er en robotarm, der er designet til multi-tasking. Det kan håndtere 3D-print, lasergravering, vælge og placere, tegne- og skrivemaskiner. Den er udstyret med over 20 kodesprog, samtidig med at den er enkel nok til at blive brugt af begyndere.
LewanSoul LeArm 6DOF Robotarm i fuld metal
Kilde: Amazon
Dette er en arm, der drives af en servo for at udføre bevægelse fleksibelt. Den har en metalklo, der er stærk nok til håndtere tunge byrder i enhver retning. Styring af robotten kan ske trådløst og kan samtidig styres via en smartphone.
QJRB800-1 Robotarm
Dette er et robotarm skabt af EVS der har en maksimal nyttelast på omkring 1700 pund. Hele robotten i sig selv med de andre dele tilsammen vejer omkring 5600 pund, hvilket giver et meget stabilt grundlag for enhver tung løft opgave, der er almindelig i de fleste fremstillingsindustrier.
Owi Robotic Arm Edge
Kilde: Pinterest
Dette er en robotarm udstyret med fem led, der styres af en kablet-5 switch-controller, der kan fjernbetjenes. D-batterier kan forsyne robotten med strøm på samme tid, som den kan drives af vekselstrøm. Den har en basisrotation på 270° og har forlænget levetid på gearkassen.
Sådan vælger du industrielle robotarme
Kilde: Pinterest
Når det kommer til at vælge en robotarm, er der ting, du skal overveje først.
Anvendelse
Bare fordi det er en robotarm, betyder det ikke nødvendigvis, at du kan bruge den til at åbne din øl, hver robotarm er designet til en specifik applikation. An arm designet til maling kan ikke bruges som en polerarm eller omvendt. Medmindre robotarmen er en multifunktionel, så sidder du fast med en funktionsrobotarm.
payload
Nyttelast refererer til den maksimale mængde belastning, som robotarmen kan håndtere. Hvis du har at gøre med en tungere belastning som industriel emballage, så skal du gå efter en stor robotarm der kan håndtere tungere belastninger med en simpel pick and place-automatisering.
Grad af frihed
Bevægelsen en robotarm kan manøvrere afhænger af antal akser. Jo flere antallet af akser, jo mere fleksibel vil armen være i forhold til bevægelse. Større robotarme kræver flere akser, da det kræver mere indsats for dem at dreje.
Speed
Hvis du har at gøre med gentagne opgaver, så vil du være bedst tjent med en højhastigheds robotarm det er så hurtigt som muligt, en leddelt robot er et eksempel på en hurtig robot, der er velegnet til sådan en opgave. Nogle robotarme kommer med de muligheder, der gør det muligt for controlleren at justere hastigheden.
Pris
Du kan kun få, hvad du har råd til. Hvis du har at gøre med højvolumenarbejde som fremstilling, skal du bruge mere end én robotarm, hvilket vil koste dig meget. Hvis alt, hvad du leder efter, er et simpelt udstyr til hjemmebrug, så er en simpel billig robotarm, hvad du skal gå efter.
Konklusion
Industriel robotteknologi bliver uundværlig som tiden går. Fremstillingsindustrien er så godt som færdig med menneskelig arbejdskraft allerede som vi taler. Den lidt tilbage af menneskelig arbejdskraft reduceres til vedligeholdelse og styring af disse robotter, når behovet opstår. En dag i fremtiden vil robotter være standardfunktionen i alle industrier rundt om i verden.