Industrijski roboti se nanašajo na vrsto robotov, ki se uporabljajo izključno kot proizvodni roboti. So avtomatizirani in programabilni z možnostjo gibanja vzdolž treh ali več osi. Skratka, imajo robotske roke, ki se lahko vrtijo naokoli. Tipična dela, s katerimi se ukvarjajo ti industrijski roboti, vključujejo varjenje, barvanje drugih strojev, montažo, pakiranje in označevanje, med drugim.
Od leta 2020 po vsem svetu v različnih panogah deluje približno 1.64 milijona robotov. Zgodovina industrijskih robotov sega v leto 1937, ko je bila prva znana oblika robota žerjavu podobna naprava, ki je bila sestavljena z deli Meccano in jo je poganjal motor.
Ocenjuje se, da do leta 2030, bodo industrijski roboti ljudem prevzeli več kot 20 milijonov delovnih mest. Robotska proizvodna podjetja trdo delajo in pripravljajo nove inovacije, da bi uresničile te sanje.
Kaj je industrijski robot?
Vir: Pixabay
Industrijski robot je programabilna mehanska naprava z robotsko roko, ki jo je mogoče uporabiti namesto človeka za opravljanje nalog, ki bi se lahko štele za preveč tvegane ali preveč ponavljajoče, vendar z veliko večjo stopnjo natančnosti. So zapleteno zasnovani stroji z gibljivimi deli, od katerih je vsak narejen za edinstveno funkcijo.
Čeprav so stroški izdelave industrijskega robota visoki, je njihova uporaba večja kot pri ljudeh, saj odpravljajo potrebo po plačevanju osebja. Poleg tega se ne utrudijo, kar pomeni, da med vzdrževalnimi sezonami lahko tečejo več dni.
Vrste industrijskih robotov
Kot smo že omenili, so industrijski roboti zasnovani za posebne vloge. Robot, programiran za upravljanje varjenje ne more obvladati Slika ali pakiranje. Te razlike v funkcijah pomagajo ločiti industrijske robote v različne vrste. Zdaj lahko industrijske robote razdelimo na glavne vrste, ki vključujejo naslednje.
Zgibni roboti
Vir: Pinterest
Zgibni roboti so najpogostejši tipi industrijskih robotov. Imajo a tovarniška robotska roka zasnovan v obliki človeške roke, povezane v sklepu z zasučnim sklepom. Povezave v roki so med seboj povezane z rotacijskimi sklepi, ki se običajno gibljejo od dva do deset.
Spoji zagotavljajo svobodo gibanja, kar omogoča, da se roke robota obračajo v katero koli smer, ne da bi zaskočile. Če povzamemo, imajo zgibne robotske roke šest sklepov, zaradi česar so najbolj prilagodljivi od vseh industrijskih robotov. Zato so najpogosteje uporabljeni.
Prednosti
- Ima visoke hitrosti, zaradi česar je idealen za industrijsko delo, ki zahteva hitrost ob ohranjanju visoke natančnosti.
- Zavzema omejeno količino talne površine.
- Poravnava več ravnin je veliko lažja v primerjavi z drugimi vrstami.
- So zelo prilagodljivi, zahvaljujoč številnim osem, ki dajejo roki svobodo gibanja v katero koli smer.
- Zgibne robotske roke lahko opravljajo številne naloge, ki presegajo osnovne funkcije, za katere so bile zasnovane. Zaradi tega so najboljša izbira za racionalizacijo proizvodnih procesov.
Proti
- Niso tako preprosti, ko gre za to. Potrebujejo namenski robotski krmilnik.
- Njihovo programiranje je zelo zapleteno in včasih ga lahko vodi le nekdo, ki ima dobre izkušnje z njihovim delovanjem.
- Vključenih je veliko sofisticirane kinematike.
- Stroški industrijskega robota so previsoki, še posebej njegova izdelava.
Industrijska uporaba
- Pakiranje hrane
- To je robotska varilna roka
- Ravnanje z materialom
- Nega stroja
- Rezanje jekla
- Uporaba v kovanju in livarstvu
- Avtomobilska montaža
- Izdelava jeklenih mostov.
Kartezijanski roboti
Vir: Pinterest
Kartezični roboti, imenovani tudi pravokotni/portalni roboti, so industrijski roboti, ki so pravokotno konfigurirani. Imajo tri prizmatične sklepe, ki omogočajo linearno gibanje, ki se pojavi pri drsenju po treh pravokotnih oseh. Včasih so opremljeni z zapestjem, ki omogoča rotacijsko gibanje. Kartezični roboti se pogosto uporabljajo pri proizvajalcih industrijske avtomatizacije, predvsem zaradi njihove preprostosti in prilagodljivosti, zaradi česar so idealni za edinstvene naloge.
Prednosti
- Ponuja visoko pozicijsko natančnost.
- Njegova preprostost omogoča veliko lažje upravljanje. Postavi ga lahko vsak, ki ima osnovno znanje o njihovem delovanju.
- Veliko lažje je programirati.
- Je zelo prilagodljiv, zaradi česar je idealen stroj, ko želite preklopiti na druge naloge.
- Zdrži velike obremenitve.
- Izdelava enega je veliko cenejša.
Proti
- Zaradi svoje velikosti in obsega gibanja zahteva veliko delovno in namestitveno površino.
- Čeprav je upravljanje preprosto, je njegova montaža preveč zapletena.
- Naenkrat se lahko premika le v eno smer.
Industrijska uporaba
- Nakladanje in razkladanje težkih tovorov.
- Izberi in postavi robotske operacije.
- Sestavljanje in podsestavljanje.
- Ravnanje z materialom.
- Lepilne aplikacije.
- Ravnanje z jedrskim materialom.
Roboti SCARA
SCARA je akronim za Selective Compliance Assembly Robot Arm in je industrijski robot z delovno ovojnico v obliki krofa. Robotska roka SCARA ima dva vzporedna sklepa, ki zagotavljata skladnost na enem mestu. Njegovi rotacijski premiki so postavljeni navpično, končni efektor pa je pritrjen na roko, ki se premika vodoravno.
A SCARA robot je specializiran za stranske premike, zato se večinoma uporabljajo kot montažni roboti. V primerjavi s cilindričnimi in kartezičnimi roboti so SCARA roboti veliko hitrejši in imajo lažjo integracijo.
Prednosti
- Idealni so za hitro in ponavljajoče premikanje od točke do točke, kot nalašč za uporabo kot roboti za montažo avtomobilov.
- Ima velik delovni prostor.
- So zelo natančni.
Proti
- Robot SCARA potrebuje namenski krmilnik industrijskega robota.
- Zaradi svoje zasnove in oblike je omejen le na ravne površine.
- Programiranje brez povezave je zahtevno.
Industrijska uporaba
- Montažne aplikacije.
- Ravnanje s polprevodniškimi rezinami.
- Biomed aplikacije.
- Pakiranje in označevanje.
- To je robotska roka za paletiranje.
- Nalaganje stroja.
Delta roboti
Delta roboti so narejeni iz vzporednih zgibnih povezav, ki jih povezuje skupna osnova. Imenujejo se tudi roboti vzporedne povezave in jih je veliko lažje nadzorovati, ker je vsak sklep nameščen glede na končni efektor. To daje Delta roboti visoka hitrost gibanja, zaradi česar so idealni za vrsto dela, ki vključuje velikoserijsko proizvodnjo.
Delta roboti imajo kupolasto ovojnico, zasnovo, ki zmanjšuje težo znotraj rok, kar je navsezadnje razlog za visoko hitrost. Večinoma se uporabljajo za avtomatizacijo pobiranja in odlaganja. Programirani so tako, da delujejo v popolni sinhronizaciji z drugimi stroji, da bi izkoristili hitrost; sicer bi bila katastrofa, če bi bilo nekaj, kot je tekoči trak, ki dovaja materiale robotu, le delček počasnejše.
Prednosti
- So hitri stroji. Tipičen robot Delta je zaradi svoje zasnove 30 % hitrejši od robota SCARA.
- Imajo visoko operativno natančnost kljub visokim hitrostim.
- Imajo visoko produktivnost. Obdelajo lahko do 3 dele na sekundo.
- So varnejša možnost za ponavljajoče in hitro delo, ki je lahko nevarno za ljudi.
Proti
- Imajo veliko gibljivih delov, ki so preveč zapleteni.
- Potrebuje namenski robotski krmilnik.
Industrijska uporaba
- Prehrambena industrija.
- Farmacevtska industrija.
- Elektronska industrija.
- Avtomobilska industrija.
- Poravnava optičnih vlaken.
Polarni roboti
Vir: blog.technavio.com
Polar roboti so izdelani iz vrtljivega sklepa, ki povezuje roko z osnovo in dveh rotacijskih sklepov ter enega linearnega sklepa. Zaradi njihove sferične delovne ovojnice se roboti Polar imenujejo tudi sferični roboti. Druga edinstvena zasnova teh robotov je njihova centralno vrtljiva gred in raztegljiva, vrtljiva robotska roka. Ima tudi a konfiguracija kupole ki med delovanjem pokriva zelo veliko prostora.
Prednosti
- Imajo velik doseg, z možnostjo zasuka za 360 stopinj.
- Prav tako lahko dosežejo predmete neposredno nad in pod njimi.
- Zmorejo velik obseg dela.
- Zahtevajo zelo malo prostora.
Proti
- Čeprav lahko doseže predmete nad seboj, je navpični doseg omejen in tega ne zmore sam brez krmilnika.
- Ima zelo nizko natančnost in se ne obnese tako dobro, ko gre za ponavljajoče se naloge.
- Zahteva zelo sofisticiran nadzorni sistem.
- Počasi se opušča.
Industrijska uporaba
- Ravnanje s steklom.
- Tlačno litje.
- Zlaganje in razstavljanje.
- Kovanje.
- Varilni robot.
- Ravnanje z materialom.
- Brizganje.
Cilindrični roboti
Vir: industrial-electronics.com
Cilindrični roboti imajo en rotacijski spoj na svojih osnovah in drug prizmatični spoj, ki povezuje črnila. Imajo cilindrični delovni prostor, od tod tudi njihovo ime, ki je opremljen z vrtljivo gredjo in raztegljivo robotsko roko, ki se premika z navpičnim drsenjem. To edinstveno gibanje omogoča robotom tako vertikalno kot horizontalno gibanje.
Roka je prav tako zasnovana tako, da robotu omogoča doseganje ozkih delovnih ovojnic brez izgube hitrosti ali ponovljivosti. Cilindrični roboti so zaradi svoje naprednosti idealni za naloge, ki vključujejo pobiranje materialov s tal izberite in postavite robotsko roko.
Prednosti
- So enostavni za uporabo in namestitev.
- Za začetek delovanja potrebujejo minimalno montažo.
- Lahko dosežejo povsod brez težav.
- Zahtevajo zelo malo prostora.
- Prenesejo velike obremenitve.
Proti
- Imajo nizko stopnjo natančnosti.
- Prehitro so zastareli.
Industrijska uporaba
- Transport LCD panelov.
- Robotski montažni sistemi.
- Uporaba premazov.
- Tlačno litje.
- Uporaba v livarstvu in kovanju.
koboti
Vir: Pinterest
Danes je v uporabi novejša različica industrijskih robotov, ki jo je vredno omeniti. Sodelujoči roboti so industrijski roboti, ki lahko delajo skupaj z ljudmi brez potrebe po strogih varnostnih ovirah. Imajo zaokroženo zasnovo in so opremljeni s posebnimi senzorji, ki jim omogočajo, da vedno vedo, kje so ljudje, da jim zagotovijo prostor za pomoč delavcem.
Prednosti
- Sposobni so delati vzporedno s človeškimi delavci, kar povečuje njihovo učinkovitost
- Z lahkoto jih je mogoče preoblikovati, kar pomeni, da jih je mogoče hitro prestaviti na drugo delovno mesto.
- Njihova izdelava stane veliko manj kot druge vrste robotov
Proti
- So zelo počasni, ker je bila hitrost žrtvovana zaradi varnosti ljudi.
- Imajo nizko nosilnost, spet zaradi varnostnih težav.
Industrijska uporaba
- Nega stroja.
- Montaža premičnih delov.
- Pakiranje.
- Sistemi vida.
Kako delujejo robotske roke?
Robotske roke so zasnovane na podlagi človeške roke in delujejo skoraj na enak način. Kako a robotska roka deluje odvisno od naloge, za katero je bil zasnovan. Na splošno pa obstaja poseben način delovanja vseh robotskih rok. Vsi so odvisni od sklepov za gibanje in so opremljeni z drugimi funkcijami, ki to omogočajo, na primer senzorji.
Da bi dobili boljši vpogled v njihovo delovanje, moramo poznati dele industrijskega robota, ki sestavljajo robotsko roko. Vključujejo naslednje:
krmilniki
Vir: Pinterest
Krmilniki industrijskih robotov so možgani robota. So procesorji, ki prenašajo izvedljiv program, ki določa gibe, ki jih naredi robotska roka. Lahko se samodejno programirajo ali pa omogočajo ročno upravljanje s strani usposobljenega tehnika. Ponekod so v obliki ogromnih računalniških sistemov, na trenutke pa so zreducirani na preprosto igralno palico.
Orožje
To je del, ki opravlja dejansko delo. Sestavljen je iz treh glavnih delov: rame, komolca in zapestja, tako kot ljudje. Vsi ti trije deli so med seboj povezani preko osi in sklepi nadzira centralni procesor, krmilnik. Vsak del se mora premikati glede na drugega, da se doseže učinkovitost.
Končni efektor
Vir: Pinterest
To je del, ki opravlja funkcije roke. Največkrat je A robotski končni efektor je sestavljen iz dveh krempljev, ki držita predmete tako, da se samodejno zapirata in odpirata. Nekateri se lahko vrtijo in izvajajo manevrske gibe, ko držijo ali premikajo predmete.
Diski
Vir: Pinterest
To so motorji med sklepi, ki nadzorujejo manevre in premike robotskih rok. Običajno uporabljajo jermene, ki so replike tistih, ki jih najdemo v avtomobilskih motorjih.
Zakaj potrebujete robotske roke?
Vir: Pinterest
Podjetja za industrijsko robotiko so v zadnjih dveh desetletjih v porastu in s časom napreduje tudi tehnološki napredek v svetu robotov. Kmalu bomo imeli robote, ki bodo opravljali vse delo okoli nas. Kljub temu, da povzročajo motnje pri človeškem delu, ni mogoče zanikati, da so roboti močno olajšali življenje.
Sledi nekaj prednosti uporabe industrijske robotske roke.
Izboljšana varnost delavcev
Gradbena dela so delovno intenzivne in vključujejo veliko težkih strojev, ki lahko predstavljajo nevarnost za ljudi. Izpostavljenost škodljivim kemikalijam ima lahko tudi škodljiv vpliv na zdravje ljudi. Industrijske robotske roke so močno zmanjšale to tveganje, saj lahko delujejo v vseh pogojih, saj so neživi stroji. Lahko obvladajo ponavljajoče se delo, ne da bi izgubili fokus niti za sekundo.
Zmanjšani stroški
Čeprav so lahko začetni stroški nakupa robota visoki, dolgoročne koristi so ogromni. Poleg tega, da odpravljajo potrebo po plačah, odsotnostih in drugih ugodnostih, roboti niso nagnjeni k napakam. Izgube, ki so jih tovarne utrpele zaradi uničenja strojev in izdelkov iz človeške malomarnosti, so preteklost.
Povečana produktivnost
Kar je včasih trajalo nekaj dni, je zdaj mogoče doseči v nekaj urah. Človeško delo je nagnjeno k izgorevanju in počitek je potreben. Edini način, da lahko ohranite proizvodnjo 24 ur, so izmene. Po drugi strani pa lahko roboti tečejo več dni, ne da bi naredili en sam odmor. An inteligentna montažna delovna celica lahko opravi delo, ki je enakovredno delu 4 ljudi hkrati.
Boljša kakovost izdelkov
Ljudje ne morejo posnemati točnosti in natančnosti, ko so roboti del proizvodnega procesa. Roboti, ki se uporabljajo v proizvodnji, so vodeni z lasersko ostrimi tehnologijami za vodenje, kar pomeni, da je vsak njihov rez in meritev pravi za denar. Zgibni robotiso na primer utelešenje natančnosti v svetu robotov. Večja natančnost pomeni izdelke višje kakovosti.
Zanesljivost
Industrije, ki uporabljajo robote v proizvodnji proizvodnja eksponentno naraščala. Dokler jih redno servisiramo, bodo še naprej opravljali dosledno delo, ne glede na to, kako težki so lahko pogoji. Tega ne moremo reči za delavce, ki so nagnjeni k boleznim in utrujenosti, kar na koncu vpliva na njihovo proizvodnjo.
Katere industrije uporabljajo industrijske robote?
Vir: Pixabay
Številni proizvajalci so zamenjali ali so v procesu popolne avtomatizacije proizvodnega procesa. Razlogov za to je veliko, glavni pa je, da so roboti zanesljivi, zmanjšajo stroške izplačila plač in prihranijo denar, ki ga je mogoče preusmeriti v druge stvari. Sledi nekaj industrij, ki uporabljajo aplikacije robotske roke v njihovih proizvodnih procesih.
avtomobilska industrija
Robotika v avtomobilski proizvodnji je bila med prvimi, ki so jo sprejeli kar zadeva industrijsko robotiko. Trenutno ne boste našli nobenega proizvajalca avtomobilov, ki ne bi uporabljal robotov za proizvodnjo avtomobilov za več kot 75 % svoje proizvodnje. The avtomobilska industrija predstavlja približno 30 % vseh industrijskih naprav robotske roke. Proizvajalci avtomobilov najpogosteje uporabljajo robota ABB IRB 6640, ki je primeren za varjenje avtomobilskih okvirjev na svoje mesto.
Vesoljska industrija
Tako kot avtomobilska industrija tudi izdelava letal zahteva veliko robotske moči. Povpraševanje po letalskih prevozih narašča po vsem svetu in da bi zadovoljili to povpraševanje, je treba izdelati več letal hitreje kot prej. Industrijski roboti so odgovor na to potrebo, saj so hitrejši in jih je mogoče programirati za opravljanje vseh nalog. Aplikacije, kot so barvanje delov motorja, tesnjenje, vrtanje in varjenje so nekatere stvari, s katerimi se ukvarjajo avtomatizirani stroji.
Elektronska industrija
Elektronika je del našega življenja in brez nje ne moremo. Njihova izdelava vključuje veliko sestavnih delov, katerih sestavljanje lahko človek zlahka izgubi. Industrijski roboti se zdaj močno uporabljajo v proizvodnja elektronike saj so bolj spretni pri ravnanju z drobnimi in občutljivimi deli električnih naprav. Uporaba robotov za čiste prostore je na primer močno izboljšala kakovost elektronike, saj preprečujejo, da bi prah sploh prišel v stik z notranjimi deli med sestavljanjem.
Živilska industrija
Z embalažo živil zdaj skrbijo izključno roboti. Ponekod je celo del zahtev za uporabo storitev robotov na občutljivem delovnem mestu pakiranje in skladiščenje. prednosti uporabe robotov pri predelavi hrane je manjša možnost kontaminacije, saj so roboti natančni in hitri. Zlaganje hrane v prave porcije in velikosti je postalo tudi značilnost robotska predelava hrane.
Medicinska in farmacevtska industrija
Razvrščanje, polnjenje, razdeljevanje in pregledovanje zdravil je zdaj v pristojnosti industrijskih robotov. Roboti so zdaj programirani tako, da izmerijo natančno količino zdravila na zadnji miligram. Roboti v medicinski in farmacevtski industriji so olajšali ravnanje z zdravili na boljši način, ki preprečuje pretirano izgubo in kontaminacijo.
Občutljivi medicinski pripomočki, kot so kirurška orodja, se zdaj izdelujejo v natančnih velikostih, kot jih potrebujete medicinski roboti ki spreminjajo svet. Ko so medicinska orodja ogrožena, zdravniki težje pravilno zdravijo svoje bolnike.
Koliko stane robotska roka?
Vir: Pixabay
Roboti so v preteklosti stali veliko več kot zdaj. Masovna proizvodnja je omogočila, da so se cene nekoliko znižale, vendar so še vedno na višji meji proračuna. Na sedanjem trgu je povprečna cena industrijskega robota približno 25,000 USD, vendar lahko naraste na več kot 400,000 USD, odvisno od modela in velikosti.
Tudi cena robotske roke se ponavadi zviša, ko dodate več perifernih naprav in dodatnih funkcij. Dodatki za posamezne aplikacije, kot so senzorji trka in varnostne kletke, ki so nujni, lahko podvojijo začetno ceno celotnega stroja.
Kot zainteresirani kupec se lahko odločite za popolnoma novega robota ali poceni industrijsko robotsko roko, ki je bila že uporabljena. Ena od prednosti nakupa rabljenega robota je ta, da prihranite pri stroških, čeprav boste na poti doživeli nekaj manjših nezgod.
Najboljše programabilne robotske roke leta 2020
Ker se uporaba robotskih rok v vseh panogah povečuje, se ustvarjajo modeli za reševanje aplikacijskih nalog za različne proizvajalce. Sledijo najboljše programabilne industrijske robotske roke leta 2020.
DOBOT Magician izobraževalni robot za programiranje
Vir: Pinterest
To je robotska roka, ki je zasnovana za večopravilnost. Omogoča 3D tiskanje, lasersko graviranje, izberite in postavite, risalni in pisalni stroji. Opremljen je z več kot 20 kodirnimi jeziki, hkrati pa je dovolj preprost, da ga lahko uporablja začetnik.
Polna kovinska robotska roka LewanSoul LeArm 6DOF
Vir: Amazon
To je roka, ki jo poganja servo, da omogoča prožno gibanje. Ima kovinsko krempelj, ki je dovolj močan, da prenašati težka bremena v katero koli smer. Upravljanje robota je možno brezžično, hkrati pa ga je mogoče upravljati preko pametnega telefona.
QJRB800-1 robotska roka
To je robotska roka, ki jo je ustvaril EVS ki ima največjo nosilnost približno 1700 funtov. Celoten robot sam skupaj z drugimi deli tehta približno 5600 funtov, kar daje zelo stabilno osnovo za kakršno koli težko dviganje, ki je običajno v večini proizvodnih industrij.
Robotska roka Owi
Vir: Pinterest
To je robotska roka, opremljena s petimi sklepi, ki jih krmili žični stikalni krmilnik 5, ki ga je mogoče upravljati na daljavo. Baterije D lahko napajajo robota, hkrati pa se lahko napaja z izmeničnim tokom. Ima osnovno rotacijo 270° in ima podaljšano življenjsko dobo na menjalniku.
Kako izbrati industrijske robotske roke
Vir: Pinterest
Ko gre za izbiro robotske roke, morate najprej upoštevati nekaj stvari.
uporaba
Samo zato, ker gre za robotsko roko, ne pomeni nujno, da jo lahko uporabite za odpiranje piva, vsaka robotska roka je zasnovana za določeno uporabo. An roka, zasnovana za barvanje ni mogoče uporabiti kot a polirna roka ali obratno. Razen če je robotska roka večnamenska, potem ostanete pri robotski roki z eno funkcijo.
Obremenitev
Koristna obremenitev se nanaša na največjo količino obremenitve, ki jo lahko prenese robotska roka. Če imate opravka s težjo obremenitvijo, kot je industrijska embalaža, boste morali izbrati a velika robotska roka ki zmorejo težje obremenitve s preprosto avtomatizacijo pobiranja in postavljanja.
Stopnja svobode
Gibanje, s katerim lahko manevrira robotska roka, je odvisno od število osi. Več kot je število osi, bolj prožna bo roka v smislu gibanja. Večje robotske roke zahtevajo več osi, saj je za njihovo obračanje potrebno več truda.
Hitrost
Če imate opravka s ponavljajočimi se nalogami, vam bo najbolje služil a robotska roka visoke hitrosti ki je čim hitrejši, je zgibni robot primer hitrega robota, ki je primeren za takšno nalogo. Nekatere robotske roke imajo možnosti, ki krmilniku omogočajo prilagajanje hitrosti.
Strošek
Dobiš lahko samo tisto, kar si lahko privoščiš. Če imate opravka z velikim obsegom dela, kot je proizvodnja, boste potrebovali več kot eno robotsko roko, kar vas bo stalo veliko. Če iščete preprosto napravo za domačo uporabo, potem je preprosta poceni robotska roka tisto, kar potrebujete.
zaključek
Tehnologija industrijskih robotov s časom postaja nepogrešljiva. Proizvodna industrija je tako dobra kot narejena s človeškim delom, že ko govorimo. Še malo človeškega dela je zmanjšano na vzdrževanje in krmiljenje teh robotov, ko se pojavi potreba. Nekega dne v prihodnosti bodo roboti standardna funkcija v vseh panogah po svetu.