Źródło: Unsplash
An przemysłowe ramię robota ma wiele części. Każdy pełni określoną funkcję, która uzupełnia pozostałe części. W przypadku pojazdów mobilnych opony przemieszczają się z miejsca na miejsce. Inni mają szybowce, które pozwalają im poruszać się po samolotach nad głowami. Ale najważniejszą częścią robota przemysłowego jest ramię robota.
Ramię robota wykonuje wszystkie ważne i delikatne prace: od spawania, podnoszenia i układania, sortowania i wielu innych. Kiedy ramię robota ulegnie uszkodzeniu, koniec z robotem; do czasu naprawy niewiele da się zrobić.
Przyjrzymy się, jak to zrobić ramiona robotów są wykorzystywane w produkcji, ich historię, rodzaje, jakie istnieją, dlaczego są preferowane, zagrożenia związane z ich użyciem oraz producentów ramion robotycznych które aktywnie produkują je masowo na całym świecie.
Historia ramion robotycznych w produkcji
Oficjalnie pierwsze funkcjonalne ramię robota przypisuje się George'owi Devolowi, który we współpracy z Josephem Engelbergerem zaprojektował pierwsze programowalne ramię w 1954 roku. Obaj później założyli Unimation, pierwszą firma zajmująca się robotami przemysłowymi na świecie dwa lata później w Ameryce.
To był początek szybkiego rozwoju, kiedy ludzie zaczęli interesować się robotyką. Jako pierwszy zdecydował się General Motors, gdy w 1962 roku po raz pierwszy zastosował ramię robota Unimate na linii montażowej samochodów. Do roku 1969 działało już ramię robota, w pełni kontrolowane przez komputer.
Do walki dołączyło więcej firm i krajów, a do 1973 roku na świecie istniały już różne wersje reklam Ramię 6-osiowe roboty w Japonii i Niemczech.
Produkcja we współczesnym świecie jest obsługiwana niemal wyłącznie przez roboty przemysłowe i oczekuje się, że w przyszłości liczba ta będzie jeszcze rosła.
Parametry definiujące ramiona robotyczne w produkcji
Ramiona robotyczne stosowane w produkcji są definiowane przez około osiem parametrów, które obejmują:
Liczba osi: Osie to części odpowiedzialne za elastyczny ruch ramienia robota. Większość ramion robota ma osie od 2 wzwyż. Im więcej osi, tym więcej funkcjonalności.
Obszar roboczy: Jest to obszar przestrzeni, który zajmuje robot i który może objąć przy pełnym rozciągnięciu.
Przestrzeń robocza: Przestrzeń robocza to przestrzeń, z którą ramię robota może w pełni współdziałać, nie uderzając w żaden inny obiekt.
Ładunek: Ładunek odnosi się do maksymalnej masy ładunku, jaką może unieść duże ramię robota może podnosić bez załamywania się.
Powtarzalność: Zdolność ramienia robota do wielokrotnego wykonywania tych samych zadań bez utraty szybkości i dokładności.
Kontrola ruchu: Są to ruchy, które są skonfigurowane do działania w określonym obszarze w przestrzeni roboczej. Kontrola ruchu może być dostosowywana w zależności od zadania.
Podatność: Miara całkowitej odległości lub kąta, jaki pokona staw robota, gdy zostanie poddany działaniu siły.
Napęd: Odnosi się do mocy dostarczanej przez silnik do tworzenia ruchów w ramieniu robota. Zazwyczaj jest on skonfigurowany w wyrafinowany sposób, przy użyciu przekładni, aby stworzyć harmonijny system, w którym jeden ruch wyzwala następny.
Rodzaje ramion robotycznych
Mówiąc ogólnie, istnieje około czterech typów ramion robotycznych, które są szeroko stosowane w branżach, które wykorzystują roboty w produkcji. Obejmują one następujące.
Ramię robota bramowego
Źródło: Pinterest
Osie tego ramienia robota pokrywają się z układem współrzędnych kartezjańskich i są używane jako robot typu pick and place, robot do nakładania uszczelniaczy, robot do obsługi maszyn i Robot spawalniczy MIG. Ramię robota bramowego jest zwykle wyposażone w trzy przeguby pryzmatyczne.
Cylindryczne ramię robota
W tego typu ramieniu robota osie tworzą cylindryczny układ współrzędnych. Najczęściej używane jest cylindryczne ramię robota montaż robotyczny zadania takie jak obsługa obrabiarek, spawanie i obsługa maszyn odlewniczych.
Przegubowe ramię robota
Przegubowe ramię robota ma co najmniej 3 przeguby obrotowe. Stosowany jest głównie w zakładach montażowych maszyn do oczyszczania. Jest również używany jako robota do spawania łukowego, do malowania natryskowego i odlewania ciśnieniowego.
Sferyczne ramiona robotyczne
Nie mylić z cylindrycznymi ramionami robota. Sferyczne ramiona robota to typ, którego osie tworzą biegunowy układ współrzędnych. Znajduje zastosowanie jako roboty zgrzewające punktowo, roboty do transportu materiałów, roboty do obsługi maszyn, odlewy ciśnieniowe, w maszynach do fettingu i spawanie gazowe.
Główne zastosowania ramion robotycznych w produkcji
Źródło: Pinterest
Ramiona robotyczne pełnią różne funkcje w produkcji, które obejmują następujące.
Robotic Vision
Wizja robotyczna odnosi się do świadomości, jaką posiada robot przemysłowy podczas pracy. Musi być w stanie wybrać to, co ma wychwycić i uniknąć wpadania na inne obiekty w pobliżu. Wizja robotyczna to technologia, która umożliwia to wszystko dzięki wykorzystaniu bardzo wyrafinowanych czujników, które są w stanie ocenić odległości i prędkość poruszających się obiektów, aby odpowiednio ponownie skalibrować ruchy ramienia robota.
W przypadku braku wizji robota, ramię robota jest niczym innym jak sztywnym elementem maszyny, który porusza się po ustalonej z góry ścieżce.
Zautomatyzowane procesy spawalnicze
Spawanie punktowe i łukowe to najważniejsze procesy w produkcji samochodów i samolotów. W ten sposób utrzymywane są na miejscu samochody i inne poruszające się maszyny. Zrobotyzowane systemy spawalnicze same w sobie stanowią ponad 50% wszystkich ról, do jakich zaprojektowano ramiona robotyczne w sektorze produkcyjnym. Praca wiąże się z dużą ilością ciepła, które może nie być bezpieczne dla pracowników, dlatego preferowane są do tej roli roboty.
Montaż
Branże montażowe, takie jak przemysł lotniczy, motoryzacyjny i elektroniczny, wymagają wielu elementów składania w całość. W większości przypadków dane części są zwykle zbyt ciężkie, a gdy polega się na pracy ludzkiej, nieuchronnie zdarzają się błędy.
Roboty linii montażowych są zaprojektowane tak, aby poradzić sobie z ciężarem podczas łączenia rzeczy z bardzo małym marginesem błędu. Systemy montażu robotów wymagają szybkości i dokładności, szczególnie gdy zaangażowane elementy mają wiele wspólnego z dobrem ludzi, jak samochody i sprzęt medyczny.
Automatyczny robot malarski
Ludzkie ręce nie są w stanie wytworzyć gładkich i jednolitych tekstur, jakie może uzyskać ramię robota w przypadku malowania. Na przykład warstwa farby na samochodzie nie tylko dodaje atrakcyjności estetycznej; chroni także samochód przed słońcem i innymi czynnikami mogącymi powodować rdzewienie części mechanicznych. Dlatego praca malarska musi zostać dokończona i na tym właśnie polega a robot malarski wchodzi w grę.
Konserwacja maszyn i transfer części
Jeśli wziąć pod uwagę czas, ludzie muszą rozładować surowce do przetworzenia przed załadowaniem ich na linię montażową, zanim produkt końcowy pojawi się na drugim końcu, marnuje się dużo czasu. A robot do obsługi maszyn obsłuży cały proces znacznie szybciej i z większą dokładnością. Aby proces produkcyjny przebiegał sprawnie, wszystko musi znaleźć się we właściwym miejscu i czasie.
Magazynowanie
Automatyzacja pick and place jest częścią produkcji. Materiały, których to dotyczy, mogą być ciężkie i stanowić fizyczne zagrożenie dla ludzi. Powtarzalny charakter pracy oraz szybkość wymagana do wykonania zadania sprawia, że roboty przemysłowe doskonale sprawdzają się w tej pracy. Nierzadko można spotkać roboty, które z łatwością przenoszą po fabryce ładunki ważące ponad tonę. Jest to coś, co wymagałoby zaangażowania wielu osób.
Dlaczego ramiona robotyczne są preferowane w produkcji
Z biegiem lat wykorzystanie robotycznych ramion rośnie i nie jest to przypadek. Choć powoduje to utratę pracy przez wiele osób, korzyści, jakie producenci osiągają w wyniku automatyzacji swoich fabryk, przewyższają wszelkie konsekwencje, jakie mogą się z nimi spotkać w postaci procesów sądowych i tym podobnych.
Poniżej przedstawiono główne powody, dla których w produkcji preferowane są ramiona robotyczne.
Bezpieczeństwo
Źródło: Pinterest
W obszarze produkcyjnym występuje mniej wypadków dzięki ograniczeniu liczby pracowników ludzkich i obecności robotów przemysłowych wyposażonych w robotyczną wizję. Od dnia, w którym rewolucja przemysłowa stała się motorem współczesnego świata, zdarzają się przypadki pozywania firm i zmuszania ich do zapłacenia poszkodowanym pracownikowi ogromnych sum pieniędzy.
Oczekuje się, że bezpieczeństwo w zakładach montażowych ulegnie dalszej poprawie wraz z pojawieniem się w przyszłości bardziej zaawansowanych ramion robotycznych.
Prędkość
Zaspokojenie popytu na produkty jest trudne. Wskaźniki zużycia na całym świecie przewyższają podaż, co zmusiło wielu producentów do rozważenia nowych sposobów przyspieszenia produkcji bez utraty jakości. A szybkie ramię robota jest najlepszym rozwiązaniem tego problemu. Ich zdolność do znacznie szybszego wykonywania zadań, do których zostały zaprojektowane, sprawia, że są tak cennym uzupełnieniem siły roboczej.
Jest to jedna z wielu cech, z którymi człowiek nie może konkurować.
Konsystencja:
Źródło: Pinterest
Kontrola jakości jest istotną częścią produkcji. Surowce mogą się zmieniać z dnia na dzień, ale dobry producent powinien być w stanie wyrównać wahania i wyprodukować produkty, które konsekwentnie uzyskują wysokie wyniki na skali jakości. Ramiona robotyczne nie mają problemu z wykonywaniem powtarzalnych czynności i to jest główny powód, dla którego mogą działać konsekwentnie bez zauważalnych różnic w jakości produktów końcowych.
Dokładność
Tam, gdzie w produkcji biorą udział roboty, nie ma miejsca na błędy lub jest ich niewiele. Ramiona robotyczne są zaprogramowane do ciągłego wykonywania tego samego zadania, przy użyciu tych samych procedur i tych samych kroków. Ten poziom dokładności i skupienia jest przyczyną wytwarzania produktów o identycznej wadze, opakowaniu i jakości. Coś, co konsumenci naprawdę doceniają.
Zwiększona produktywność
Źródło: Pinterest
Łącząc bezpieczeństwo, szybkość, spójność i dokładność, uzyskujesz większą produktywność. Ramiona robotyczne, w przeciwieństwie do pracowników ludzkich, którzy potrzebują przerw i snu, mogą pracować bez zwalniania tempa przez wiele dni bez nadzoru. Potrafią w ciągu kilku godzin zlecić pracę dla większej liczby osób na kilka dni. Dzięki temu wielu producentów jest w stanie sprostać wymaganiom.
Delikatne role
Źródło: Pinterest
Jeśli chodzi o elektronikę czy tzw branży medycznej i farmaceutycznejproducentów nie stać na wytwarzanie wadliwych produktów, co stanowiłoby zagrożenie dla ich reputacji, a życie ludzi, którzy mają używać tych produktów, jest zagrożone. Delikatne części, takie jak czujniki w częściach elektrycznych lub zminiaturyzowane instrumenty medyczne, nie mogą być wykonane ludzką ręką. Tylko wysoce wyspecjalizowane ramiona robotyczne mogą wykonać to zadanie.
Elastyczność
Źródło: Pinterest
Największą korzyścią, jaką fabryki czerpią z robotów, jest ich elastyczność. Niezależnie od specjalizacji nic nie stoi na przeszkodzie, aby producenci przeprogramowali i wykorzystali robota do innej roli. Oznacza to, że nie wiąże się to z redundancją, a robot może być używany do wszystkich zadań w fabryce, zanim osiągnie kres swojej żywotności, a to może zająć wiele lat.
Są współpracujący
Źródło: robots.com
W obszarach, które nadal wymagają pracy ludzkiej, znaleziono sposoby umożliwiające ludziom pracę obok robotów. Roboty przemysłowe należące do tej kategorii nazywane są roboty współpracujące, i stwierdzono, że znacząco poprawiają one tempo pracy pracowników. Roboty współpracujące są rozwiązaniem rosnącego strachu wśród społeczeństwa, że roboty odbiorą im pracę. Ludzie nadal mają do odegrania rolę w zautomatyzowanym świecie.
Producenci nie mają wyboru
Źródło: Pixabay
Tak jak półtora wieku temu świat nie miał innego wyjścia, jak tylko przejść z koni na samochody, tak dzisiaj producenci nie mają innego wyjścia, jak tylko przyjąć zrobotyzowane systemy automatyki. Nieautomatyzacja produkcji, ponieważ nie będziesz w stanie dotrzymać kroku konkurencji, jest w rzeczywistości ekonomicznym samobójstwem.
Top 5 producentów ramion robotycznych
Wyścig o dominację w sektorze robotyki przemysłowej dopiero nabiera tempa. To nie tylko zwiększyło ich produkcję, ale także możliwości tych robotycznych ramion są z każdym dniem poszerzane. Niektóre producentów ramion robotycznych u podstaw tego wzrostu znajdują się następujące elementy.
EVS
EVS to chiński producent robotów przemysłowych, który specjalizuje się w tworzeniu szerokiej gamy robotów przemysłowych używanych na całym świecie w różnych sektorach. Ich ramiona robotów przemysłowych mogą obsługiwać ładunki o wadze od 3 kg do 800 kg i obejmują Roboty 6-osiowe jak SCARA, delta, roboty przeciwwybuchowe i wiele innych typów.
Ich typowe ramiona robotyczne służą m.in ramię robota paletyzującegodo spawania, dziurkowania, cięcia, paletyzowania, pobierania i układania, obsługi maszyn i przenoszenia.
Korporacja FANUC
Źródło: fanuc.co.jp
Firma FANUC znajduje się wśród gigantów robotyki na świecie. Firma tworzy rozwiązania automatyzacyjne od 1956 roku w Japonii i była jednym z pierwszych producentów robotów, któremu z sukcesem zaprojektowano mechanizm SERVO. Część ich linii montażowej obejmuje Robot SCARA, Delta, Gentry i roboty współpracujące. Roboty FANUC są wysoko oceniane w sektorze produkcyjnym i są najbardziej znane ze swoich żółtych elementów zewnętrznych.
WĄTEK
Źródło: global.abb
W momencie pisania tego tekstu ABB ukończyło ponad 400,000 XNUMX instalacji robotów na całym świecie w przemyśle wytwórczym. Firma ma jeden z najbardziej obszernych katalogów robotów, a także specjalny dział zajmujący się dostosowywaniem. Jako marka, ABB istnieje od ponad wieku, dzięki czemu udało się jej zawęzić produkcję do najbardziej zaawansowanych fabrycznych ramion robotów, jakie kiedykolwiek spotkasz.
Roboty EPSON
Źródło: epson.com
Firma EPSON jest zwykle kojarzona z elektroniką, a na całym świecie słynie przede wszystkim ze swoich drukarek. Marka zajmuje się jednak także bardzo zaawansowanymi robotami przemysłowymi i robi to już od dłuższego czasu. Oddział robotyki firmy EPSON powstał w związku z tym, że Seiko potrzebowała robotów do swoich fabryk zegarków. Zamiast zlecać to firmie zewnętrznej, Seiko zdecydowała się zainwestować we własne siły i tak narodziła się robotyka EPSON.
Tanie roboty SCARA firmy EPSON należą do najlepszych w branży. Produkują również roboty przegubowe i kartezjańskie.
KUKA
Źródło: kuka.com
Firma KUKA z siedzibą w Augsburgu jest jednym z największych producentów w Europie, którego łączna sprzedaż wynosi ponad 3.2 miliarda euro. Firma zatrudnia ponad 14,000 XNUMX osób w wielu oddziałach rozmieszczonych w różnych częściach planety. Roboty KUKA są jednymi z intensywnie używanych robotyka w produkcji samochodów, największy przemysł w Niemczech.
Zagrożenia związane z robotami przemysłowymi: jak zapewnić ludziom bezpieczeństwo
Mimo że liczba wypadków drastycznie spadła dzięki zastosowaniu zaawansowanych robotów w produkcji, zagrożenie nadal istnieje. Roboty to nie ludzie i jeszcze długa droga przed nimi, zanim uzna się je za w pełni autonomiczne.
Aby jeszcze bardziej poprawić dobre warunki pracy, poniżej przedstawiono sposoby minimalizacji zagrożeń związanych z robotami przemysłowymi.
Wykorzystaj roboty samouczące się
Roboty samouczące się są typem, który stale się doskonali, zamiast trzymać się zaprogramowanego kodu, który je uruchamia. Potrafią obserwować otoczenie i organicznie dostosowywać się do nowej pracy i sytuacji. Dzięki temu monitorowaniu otoczenia są bezpieczniejsi w pobliżu innych robotów i ludzi, ponieważ bezpieczeństwo stawiają na pierwszym miejscu.
Rozwój tego typu robotów jest obecnie kosztowny, ale z czasem będą mogły stać się standardowymi opcjami działania w sektorze produkcyjnym.
Regularne inspekcje
Regularna kontrola ramion robotycznych i innych części jest niezbędna, ponieważ tylko w ten sposób można wcześnie wykryć wszelkie uszkodzenia, które mogą powodować szkody i wypadki. Roboty przemysłowe nie posiadają jeszcze możliwości samodiagnostyki. Dlatego ich utrzymanie zależy od ludzi; w przeciwnym razie kontynuowaliby pracę, aż się zepsują. Wadliwe ramię robota niesie ze sobą ryzyko nie tylko zakłócenia pracy, ale także naraża osobę pracującą w jego pobliżu na ryzyko odniesienia obrażeń fizycznych.
Aktualizacja oprogramowania
Sprawdzanie konieczności naprawy i wymiana uszkodzonych części powinna być połączona z aktualizacjami oprogramowania. Kiedy ludzie mówią o postępie robotycznym, mają na myśli raczej aktualizacje oprogramowania. Kiedy ulepszysz program uruchamiający robota, poprawisz wszystko inne. Sprawnie działający program niesie ze sobą mniejsze ryzyko korupcji lub awarii, co może spowodować, że robot stanie się nieuczciwy i skrzywdzi inne osoby.
Edukacja w zakresie bezpieczeństwa
Współpraca ludzi i robotów nie jest trudna, ale edukacja w zakresie bezpieczeństwa jest ważna. Pracownicy muszą zostać odpowiednio przeszkoleni, aby mieć pewność, że ich bezpieczeństwo nie zostanie zagrożone w trakcie pracy. W przeciwieństwie do robotów ludzie rzeczywiście się męczą, co może wpływać na ich koncentrację. Dlatego też wiele fabryk ma bardzo rygorystyczne wytyczne wywieszone na ścianach, które mają na celu ciągłe przypomnienie ludziom, aby przez cały czas zachowywali czujność.
Projektowanie stanowisk pracy dla robotów
Najbardziej efektywnym sposobem zapewnienia bezpieczeństwa jest zaprojektowanie specjalnych stanowisk pracy dla robotów, oddzielonych od miejsc, w których przebywają ludzie. To nie tylko odetnie kontakt między obiema stronami, ale zapewni robotowi przestrzeń potrzebną do wykonywania swojej pracy bez konieczności ciągłego unikania kolizji.
Zapobiegaj nieautoryzowanemu dostępowi
Roboty przemysłowe to wyrafinowane maszyny, które mają wiele ruchomych części i kosztowną technologię. Z tego powodu powinni być obsługiwani wyłącznie przez wykwalifikowanych techników. Pozwolenie niemal każdemu na majstrowanie przy robotach może zmienić ich sposób działania, a to nie jest bezpieczne dla środowiska pracy. Osoby niezaangażowane w bezpośrednią instalację i konserwację robotów nie powinny nigdy przebywać w ich pobliżu.
Pojawiające się problemy w zastosowaniu ramion robotycznych w produkcji
Automatyzacja produkcji wiąże się z wyzwaniami, które spowalniają pełną integrację robotów w miejscu pracy. Niektóre z wyzwań są następujące.
Koszt
Źródło: epson.com
Kilkakrotnie wspomniano, że automatyzacja pomaga obniżyć koszty produkcji, ale jest to ocena długoterminowa. Początkowy koszt automatyzacji produkcji może doprowadzić firmę do bankructwa jeszcze przed rozpoczęciem działalności. Roboty przemysłowe nie są tanie, koszt pojedynczego robota spawalniczego na sprzedaż wynosi około 40,000 XNUMX USD, to jest przed doliczeniem kosztów ich utrzymania. To zdecydowanie za dużo dla większości firm.
Luki w umiejętnościach
Źródło: Pixabay
Brak ekspertów w dziedzinie robotyki w tej dziedzinie ma negatywny wpływ na zautomatyzowaną produkcję. Mimo że roboty są stosowane w starych fabrykach, nigdy w wystarczającym stopniu nie rozwiązano problemu niedoboru techników i programistów, a w miarę jak coraz więcej zakładów zwraca się w stronę robotów, w końcu utkną one w sytuacji, w której brakuje bardzo niewielu pracowników posiadających wystarczające kwalifikacje do obsługi i konserwacji maszyn. Może to spowodować, że niektóre fabryki tymczasowo zaprzestaną produkcji.
Ich ustawienie wymaga czasu
Źródło: Pixabay
Przygotowanie robotów do pracy to jedno; zapewnienie ich optymalnego poziomu to kolejna góra. W przeciwieństwie do innych maszyn, roboty przemysłowe wymagają kalibracji i dostosowania do zadania, do jakiego zostały zaprojektowane. Może to zająć miesiące udoskonaleń i zmian, nie wspominając o szkolenia z robotyki przemysłowej potrzebne, aby pracownicy mogli z nim współdziałać. Na dłuższą metę może to oznaczać ogromne straty.
Sabotować
Przypadki niezadowolonych pracowników odłączających roboty w połowie są bardzo częste. Ponieważ roboty przejmują większość pracy, ludzie mają wrażenie, że za chwilę stracą jedyne źródła utrzymania. Doprowadziło to do tego, że wiele firm straciło dużo pieniędzy na naprawach spowodowanych celowym sabotażem.
Wniosek
Oczekuje się, że wykorzystanie ramion robotycznych w produkcji będzie nadal rosło na całym świecie. Jasną stroną horyzontu jest to, że wraz z dołączeniem producentów robotów do branży, koszt tych robotów spadnie na tyle, że nawet najmniejsze fabryki będą mogły sobie na nie pozwolić. Kiedyś w przyszłości łatwiej będzie znaleźć tanie ramię robota online lub nawet na rynku publicznym.
Jeśli założenie firmy zajmującej się ramionami robotów to coś, co zawsze rozważałeś, to dobrze będzie, jeśli porozmawiasz z ekspertami od robotów przemysłowych. Nie krępuj się skontaktuj się z nami, a my odpowiemy na wszystkie Twoje pytania dotyczące oferowanych przez nas robotów przemysłowych.
Przeczytaj także:
Budka Malarska | Zrobotyzowane natryskiwanie | Malowanie części samochodowych
Robot malujący Cena|Ramię robota malującego|Robot malujący natryskowo
