Industrial Robots – Den ultimata guiden

Industrirobotar är en typ av robot som uteslutande används som tillverkningsrobotar. De är automatiserade och programmerbara med förmågan att röra sig längs tre eller flera axlar. Kort sagt har de robotarmar som kan rotera runtom. Typiska arbeten som dessa industrirobotar utför inkluderar svetsning, målning av andra maskiner, montering, förpackning och etikettering, bland andra uppgifter.

Från och med 2020 finns det cirka 1.64 miljoner robotar i drift över hela världen inom olika industrier. Historien om industrirobotar går tillbaka till 1937 när den första kända formen av en robot var en kranliknande enhet som sattes ihop med hjälp av Meccano-delar och drevs av en motor.
Det uppskattas att år 2030, kommer industrirobotar att ha tagit över 20 miljoner jobb från människor. Robottillverkningsföretag arbetar hårt med att komma på nya innovationer för att förverkliga denna dröm.

Vad är en industrirobot?

Källa: Pixabay
En industrirobot är en programmerbar mekanisk anordning med en robotarm som kan användas i stället för en människa för att utföra uppgifter som kan anses vara för riskabla eller för repetitiva, men med mycket högre noggrannhet. De är intrikat designade maskiner med rörliga delar, var och en gjord för att parfymera en unik funktion.
Även om kostnaden för att tillverka en industrirobot har varit hög, finns det en större fördel när man använder dem framför människor eftersom de eliminerar behovet av att betala personallöner. Dessutom blir de inte trötta, vilket gör att de kan köra dagar i sträck mellan underhållssäsongerna då och då.

Typer av industrirobotar

Som tidigare nämnts är industrirobotar designade för specifika roller. En robot programmerad att hantera svetsning kan inte hantera målning eller förpackning. Dessa variationer i funktioner hjälper till att separera industrirobotar i olika typer. Från och med nu kan industrirobotar delas upp i huvudtyper som inkluderar följande.

Ledade robotar

Källa: Pinterest
Ledrobotar är de vanligaste av industrirobottyperna. De har en fabriksrobotarm utformad i form av en människoarm förbunden i leden med en vridande led. Länkarna i armen är sammanlänkade genom roterande leder som vanligtvis sträcker sig från två till tio.
Lederna ger rörelsefrihet, vilket gör att robotarmarna kan vridas i valfri riktning utan att knäppa. Sammanfattningsvis har ledade robotarmar sex leder, vilket gör dem till den mest flexibla av alla industrirobotar. Därav anledningen till att de är de mest använda.

Fördelar

• Den har höga hastigheter vilket gör den idealisk för industriarbete som kräver snabbhet med bibehållen hög noggrannhet.

• Den upptar en begränsad mängd golvyta.

• Att rikta in flera plan är mycket lättare jämfört med andra typer.

• De är mycket flexibla, tack vare sina många axlar som ger armen friheten att röra sig i alla riktningar.

• Ledade robotarmar kan hantera flera uppgifter utöver de kärnfunktioner som de har designats för. Detta gör dem till det bästa alternativet för att effektivisera tillverkningsprocesser.

Nackdelar

• De är inte så enkla när det kommer till kritan. De kräver en dedikerad robotkontroller.

• Deras programmering är mycket komplicerad och kan ibland bara drivas av någon som har god erfarenhet av sin verksamhet.

• Det är mycket sofistikerad kinematik inblandad.

• Kostnaden för en industrirobot är för hög, särskilt dess tillverkning.

Industriell applikation

• Matförpackning

• Det är en robotsvetsarm

• Hantering av material

• Maskinvård

• Stålskärning

• Smide och gjuteriapplikation

• Bilmontering

• Tillverkning av stålbroar.

Kartesiska robotar

Källa: Pinterest
Kartesiska robotar, även kallade rätlinjiga/portalrobotar, är industrirobotar som är rektangulärt konfigurerade. De har tre prismatiska leder som levererar den linjära rörelse som sker när den glider på sina tre vinkelräta axlar. Vid andra tillfällen är de utrustade med en handled för att möjliggöra rotationsrörelser. Kartesiska robotar används ofta av tillverkare av industriell automation, främst på grund av deras enkelhet och flexibilitet, vilket gör dem idealiska för unika uppgifter.

Fördelar

• Den erbjuder hög positionsnoggrannhet.

• Dess enkelhet gör det mycket lättare att använda. Alla som har grundläggande kunskap om hur de fungerar kan ställa in det.

• Det är mycket lättare att programmera.

• Den är mycket anpassningsbar, vilket gör den till den perfekta maskinen när du vill byta till andra uppgifter.

• Den klarar tunga belastningar.

• Det är mycket billigare att tillverka en.

Nackdelar

• På grund av sin storlek och omfånget av dess rörelser kräver den ett stort drift- och installationsområde.

• Så mycket som den är enkel att använda är monteringen för komplex.

• Den kan bara röra sig i en riktning åt gången.

Industriell applikation

• Lastning och lossning av tunga laster.

• Välj och placera robotoperationer.

• Montering och undermontering.

• Materialhantering.

• Limapplikationer.

• Hantering av kärnämne.

SCARA robotar

SCARA är en akronym för Selective Compliance Assembly Robot Arm, och det är en industrirobot med ett arbetskuvert format som en munk. En SCARA-robotarm har två parallella leder som ger följsamhet på ett ställe. Dess roterande växlingar är vertikalt placerade med ändeffektorn fäst på armen som rör sig horisontellt.
A SCARA robot är specialiserade på sidorörelser, och av denna anledning används de mest som en monteringsrobot. Jämfört med cylindriska och kartesiska robotar är SCARA-robotar mycket snabbare och har en enklare integration.

Fördelar

• De är idealiska för snabba och repetitiva punkt-till-punkt-rörelser, perfekta för användning som bilrobotar.

• Den har en stor arbetsyta.

• De är mycket exakta.

Nackdelar

• SCARA-roboten behöver en dedikerad industrirobotkontroller.

• Den är endast begränsad till plana ytor tack vare dess design och form.

• Det är utmanande att programmera det offline.

Industriell applikation

• Monteringsapplikationer.

• Hantering av halvledarskivor.

• Biomed applikationer.

• Förpackning och märkning.

• Det är en palleterande robotarm.

• Maskinlastning.

Delta robotar

Deltarobotar är gjorda av parallella kopplingar som är sammankopplade med en gemensam bas. Även kallade Parallel Link-robotar är de mycket lättare att kontrollera eftersom varje led är placerad i förhållande till ändeffektorn. Detta ger Deltarobotar en hög hastighet i rörelse, vilket gör dem idealiska för den typ av arbete som involverar tillverkning i stora volymer.
Deltarobotar har ett kupolformat hölje, en design som minskar vikten i armarna, vilket i slutändan är anledningen till den höga hastigheten. De används mest för pick & place-automation. De är programmerade att arbeta i perfekt synkronisering med andra maskiner för att utnyttja hastigheten; annars vore det en katastrof om något som ett transportband som matar material till roboten är en bråkdel långsammare.

Fördelar

• De är höghastighetsmaskiner. Den typiska Delta-roboten är 30 % snabbare än en SCARA-robot på grund av sin design.

• De har hög driftnoggrannhet trots sina höga hastigheter.

• De har en hög produktivitet. De kan bearbeta upp till 3 delar per sekund.

• De är ett säkrare alternativ för repetitivt och höghastighetsarbete, vilket kan vara farligt för människor.

Nackdelar

• De har många rörliga delar, som är alldeles för komplicerade.

• Kräver en dedikerad robotstyrenhet.

Industriell applikation

• Livsmedelsindustrin.

• Läkemedelsindustri.

• Elektronisk industri.

• Bilindustri.

• Optisk fiberuppriktning.

Polarrobotar

Källa: blog.technavio.com
Polarrobotar är gjorda av en vridled som förbinder armen med basen och två roterande leder plus en enda linjär led. På grund av sitt sfäriska arbetshölje kallas Polarrobotar även för sfäriska robotar. En annan unik designfunktion i dessa robotar är deras centralt svängbara axel och en utdragbar, roterande robotarm. Den har också en konfiguration av pistoltorn som täcker en mycket stor utrymmesvolym när den är i drift.

Fördelar

• De har en stor räckvidd, med förmågan att svänga 360 grader.

• De kan också nå föremål direkt ovanför och under dem.

• De kan hantera en stor mängd arbete.

• De kräver väldigt lite golvyta.

Nackdelar

• Även om den kan sträcka sig efter föremål ovanför den, är den vertikala räckvidden begränsad, och den kan inte göra det själv utan en kontrollenhet.

• Den har väldigt låg noggrannhet och klarar sig inte så bra när det kommer till repetitiva uppgifter.

• Det kräver ett mycket sofistikerat kontrollsystem.

• Det håller sakta på att fasas ut.

Industriell applikation

• Hantering av glas.

• Pressgjutning.

• Stapling och avstapling.

• Smide.

• Svetsrobot.

• Materialhantering.

• Formsprutning.

Cylindriska robotar

Källa: industrial-electronics.com
Cylindriska robotar har en enda roterande led vid sina baser och en annan prismatisk led som förbinder bläcken. De har ett cylindriskt arbetsutrymme, därav deras namn, som kommer med en svängbar axel och en utdragbar robotarm som rör sig genom att glida vertikalt. Denna unika rörelse ger robotarna både vertikala och horisontella rörelser.
Armen är också utformad för att låta roboten nå snäva arbetskuvert utan förlust av hastighet eller repeterbarhet. Cylindriska robotar är idealiska för uppgifter som involverar plockning eller material från marken tack vare deras avancerade välj och placera robotarm.

Fördelar

• De är enkla att använda och installera.

• De kräver minimal montering för att börja köra.

• De kan nå överallt utan problem.

• De kräver väldigt lite golvyta.

• De klarar stora belastningar.

Nackdelar

• De har låga noggrannhetsnivåer.

• De har blivit föråldrade för snabbt.

Industriell applikation

• Transport av LCD-paneler.

• Robotsammansättningssystem.

• Beläggningsapplikationer.

• Pressgjutning.

• Gjuteri- och smidesapplikation.

• 
  Maskinlastning och lossning.
  

cobots

Källa: Pinterest
Det finns en nyare version av industrirobotar som används idag som är värd att nämna här. Samarbetsrobotar är industrirobotar som kan arbeta tillsammans med människor utan behov av stränga säkerhetsbarriärer. De har en rundad design och är utrustade med speciella sensorer som ger dem möjlighet att alltid veta var människor är för att ge dem utrymme att hjälpa arbetare.

Fördelar

• De kan arbeta sida vid sida med mänskliga arbetare som ökar deras effektivitet

• De kan enkelt återanvändas vilket innebär att de snabbt kan flyttas till ett annat jobb.

• De kostar mycket mindre att bygga jämfört med andra typer av robotar

Nackdelar

• De är väldigt långsamma eftersom hastigheten har offrats för människors säkerhet.

• De har en låg lastkapacitet, återigen på grund av säkerhetsproblem.

Industriell applikation

• Maskinvård.

• Montering av rörliga delar.

• Förpackning.

• Vision system.

Hur fungerar robotarmar?

Robotarmar är designade utifrån den mänskliga armen, och de fungerar nästan på samma sätt. Hur a robotarm fungerar beror på uppgiften den har designats för. I allmänhet finns det dock ett specifikt sätt att alla robotarmar fungerar. De är alla beroende av leder för rörelser och är utrustade med andra funktioner som gör detta möjligt, till exempel sensorer.
För att få en bättre bild av hur de fungerar måste vi känna till industrirobotens delar som utgör robotarmen. De inkluderar följande:

controllers

Källa: Pinterest
Industrirobotkontroller är robotens hjärna. De är processorerna som bär det körbara programmet som bestämmer rörelserna som robotarmen gör. De kan antingen programmeras automatiskt eller möjliggöra manuella operationer av en kvalificerad tekniker. På vissa ställen tar de formen av enorma datorsystem, och ibland reduceras de till en enkel joystick.

Arms

Det är den delen som gör själva arbetet. Den består av tre huvuddelar: axeln, armbågen och handleden, precis som människor. Alla dessa tre delar är kopplade till varandra genom axlar och leder styrs av den centrala processorn, styrenheten. Varje del måste röra sig i förhållande till den andra för att effektiviteten ska uppnås.

Sluteffektor

Källa: Pinterest
Detta är den del som utför handens funktioner. De flesta gånger, A robot sluteffektor består av två klor som håller fast föremål genom att stängas och öppnas automatiskt. Vissa kan snurra och göra manövrerande rörelser när de håller eller flyttar föremål.

Enheter

Källa: Pinterest
Dessa är motorerna mellan lederna som styr manövrarna och robotarmarnas rörelser. De använder vanligtvis bälten som är kopior av de som finns i bilmotorer.

Varför behöver du robotarmar?

Källa: Pinterest
Industrirobotföretag har varit på frammarsch under de senaste två decennierna, och allteftersom tiden går, så är det också de tekniska framstegen i robotvärlden. Snart kommer vi att ha robotar som utför allt arbete omkring oss. Så mycket som de orsakar störningar när det gäller mänskligt arbete, det går inte att förneka att robotar har gjort livet mycket lättare.
Följande är några av fördelarna med att använda industriella robotarmar.

Förbättrad arbetarsäkerhet

Byggjobb är arbetskrävande, och de involverar en hel del tunga maskiner som kan utgöra en fara för mänskliga arbetare. Att utsättas för skadliga kemikalier kan också ha en skadlig inverkan på människors hälsa. Industriella robotarmar har kraftigt minskat denna risk eftersom de kan fungera i alla förhållanden eftersom de är livlösa maskiner. De kan hantera repetitivt arbete utan att tappa fokus ens för en sekund.

Minskade kostnader

Även om den initiala kostnaden för att skaffa en robot kan vara hög långsiktiga fördelar är enorma. Utöver att skrota behovet av löner, ledighet och andra upplupna förmåner, är robotar inte benägna att göra fel. De förluster som fabriker har lidit på grund av förstörelse av maskiner och produkter av mänsklig vårdslöshet tillhör det förgångna.

Ökad produktivitet

Det som tidigare tog dagar att uppnå kan nu uppnås inom några timmar. Det där med mänskligt arbete, det är benäget att brinna ut, och vila är nödvändig. Det enda sättet du kan hålla igång produktionen i 24 timmar är genom skift. Robotar, å andra sidan, kan köra i dagar utan att ta en enda paus. En intelligent monteringsarbetscell kan lägga ett arbete som motsvarar att 4 personer arbetar samtidigt.

Bättre produktkvalitet

Människor kan inte replikera noggrannheten och precisionen när robotar är en del av produktionsprocessen. Robotar som används i tillverkningen styrs av laserskarpa styrtekniker, vilket innebär att varje snitt och mätning de gör är rätt för pengarna. Ledstyrda robotar, till exempel, är förkroppsligandet av noggrannhet i robotvärlden. Bättre noggrannhet leder till produkter med högre kvalitet.

Pålitlighet

Branscher som använder robotar i tillverkningen har sett produktionen öka exponentiellt. Så länge de servas regelbundet kommer de att fortsätta göra konsekvent arbete oavsett hur tuffa förhållanden kan vara. Samma sak kan inte sägas om mänskliga arbetare som är benägna att drabbas av sjukdom och trötthet, vilket i slutändan påverkar deras produktion.

Vilka industrier använder industrirobotar?

Källa: Pixabay
Många tillverkare har bytt eller håller på att helt automatisera sin produktionsprocess. Anledningarna till detta är många, men den främsta är att robotar är pålitliga, minskar kostnaden för att betala ut löner och sparar pengar som kan omdirigeras till andra saker. Följande är några av de branscher som använder robotarmsapplikationer i sina tillverkningsprocesser.

Bilindustrin

Robotik inom biltillverkning var bland de allra första som antogs när det gäller industriell robotik. För närvarande kommer du inte att hitta någon biltillverkare som inte använder en biltillverkningsrobot för över 75 % av sin produktion. De bilindustrin står för cirka 30 % av de totala industrirobotarmsinstallationerna. Den mest använda roboten av biltillverkarna är ABB IRB 6640 som är bra för att svetsa bilramar på plats.

Flygindustrin

Precis som bilindustrin kräver tillverkningen av flygplan mycket robotkraft. Efterfrågan på flygresor ökar världen över, och för att möta denna efterfrågan finns ett behov av att tillverka fler flygplan snabbare än tidigare. Industrirobotar är svaret på detta behov eftersom de är snabbare och kan programmeras för att hantera alla typer av uppgifter. Applikationer som målning av motordelar, tätning, borrning och svetsning är några av de saker som hanteras av automatiserade maskiner.

Elektronikindustrin

Elektronik är en del av våra liv, och vi kan inte klara oss utan dem. Deras tillverkning involverar många komponenter vars montering lätt kan förloras för människor. Industrirobotar används nu flitigt i tillverkning av elektronik eftersom de är mer skickliga på att hantera små och känsliga delar av elektriska apparater. Användningen av renrumsrobotar har till exempel förbättrat kvaliteten på elektroniken avsevärt eftersom de förhindrar att damm någonsin kommer i kontakt med de inre delarna under monteringen.

Livsmedelsindustrin

Livsmedelsförpackningar hanteras numera uteslutande av robotar. På vissa ställen är det till och med en del av kraven att använda robotars tjänster i ett känsligt jobb som är förpackning och lagerhållning. De fördelarna med att använda robotar inom livsmedelsförädling är att det är mindre risk för kontaminering eftersom robotar är exakta och snabba. Att lägga mat i rätt portioner och storlekar har också blivit kännetecknet för robotiserad livsmedelsbearbetning.

Medicinsk och läkemedelsindustri

Sortering, tappning, dispensering och inspektion av läkemedel är nu ett förbehåll för industrirobotar. Robotar har nu programmerats för att mäta den exakta mängden läkemedel på det sista milligrammet. Robotar inom medicin- och läkemedelsindustrin har gjort det lättare att hantera droger på ett bättre sätt som undviker alltför stort slöseri och kontaminering.
Ömtåliga medicinska apparater som kirurgiska verktyg tillverkas nu till exakta storlekar efter behov medicinska robotar som förändrar världen. När medicinska verktyg äventyras gör det det svårare för läkare att behandla sina patienter ordentligt.

Hur mycket kostar en robotarm?

Källa: Pixabay
Robotar kostade mycket mer tidigare än vad de gör just nu. Massproduktion har gjort det möjligt för priserna att sjunka lite, men de ligger fortfarande i den högre delen av budgeten. På den nuvarande marknaden är det genomsnittliga industrirobotpriset cirka 25,000 400,000 USD, men det kan stiga till över XNUMX XNUMX USD beroende på modell och storlek.
Priset på en robotarm tenderar också att gå högre när du lägger till fler kringutrustning och extra funktioner. Applikationsspecifika tillägg, som kollisionssensorer och säkerhetsburar, som är en nödvändighet, kan fördubbla initialpriset för hela maskinen.
Som intresserad köpare kan du antingen gå efter en helt ny robot eller en billig industrirobotarm som har använts tidigare. En fördel med att gå för en begagnad robot är att du sparar på kostnaden, även om du kommer att uppleva några små missöden på vägen.

De bästa programmerbara robotarmarna 2020

I takt med att användningen av robotarmar inom alla branscher ökar, skapas modeller för att hantera applikationsspecifika uppgifter för olika tillverkare. Följande är de bästa programmerbara industriella robotarmarna 2020.

DOBOT magiker pedagogisk programmeringsrobot

Källa: Pinterest
Detta är en robotarm som är designad för multi-tasking. Den kan hantera 3D-utskrift, lasergravering, ta och placera, rit- och skrivmaskiner. Den är utrustad med över 20 kodspråk, samtidigt som den är enkel nog att användas av en individ på nybörjarnivå.

LewanSoul LeArm 6DOF Robotarm i helmetall

Källa: Amazon
Detta är en arm som drivs av ett servo för att utföra rörelser flexibelt. Den har en metallklo som är stark nog att hantera tunga laster åt vilket håll som helst. Styrning av roboten kan göras trådlöst och kan samtidigt styras via en smartphone.

QJRB800-1 Robotarm

Detta är en robotarm skapad av EVS som har en maximal nyttolast på cirka 1700 pund. Hela roboten i sig med de övriga delarna tillsammans väger cirka 5600 pund vilket ger en mycket stabil grund för alla tunga lyftuppgifter som är vanliga i de flesta tillverkningsindustrier.

Owi Robotic Arm Edge

Källa: Pinterest
Detta är en robotarm utrustad med fem leder som styrs av en 5-kopplad styrenhet som kan fjärrmanövreras. D-batterier kan driva roboten samtidigt som den kan drivas med växelström. Den har en basrotation på 270° och har förlängd livslängd på växellådan.

Hur man väljer industriella robotarmar

Källa: Pinterest
När det kommer till att välja en robotarm finns det saker du måste tänka på först.

Ansökan

Bara för att det är en robotarm betyder det inte nödvändigtvis att du kan använda den för att öppna din öl, varje robotarm är designad för en specifik applikation. En arm designad för målning kan inte användas som en polerarm eller tvärtom. Såvida inte robotarmen är en multifunktionsarm, har du fastnat med en funktionsrobotarm.

nyttolast

Nyttolast hänvisar till den maximala mängden belastning som robotarmen kan hantera. Om du har att göra med en tyngre belastning som industriförpackningar, måste du satsa på en stor robotarm som klarar tyngre laster med en enkel plockautomation.

Grad av frihet

Rörelsen en robotarm kan manövrera beror på antal axlar. Ju fler axlar, desto mer flexibel blir armen vad gäller rörelse. Större robotarmar kräver fler yxor eftersom det tar mer ansträngning för dem att vända.

Fart

Om du har att göra med repetitiva uppgifter, kommer du att vara bäst betjänad med en höghastighetsrobotarm det vill säga så snabbt som möjligt, en ledad robot är ett exempel på en snabb robot som är lämplig för en sådan uppgift. Vissa robotarmar kommer med alternativen som gör att kontrollern kan justera hastigheten.

Pris

Du kan bara få vad du har råd med. Om du har att göra med högvolymarbete som tillverkning, behöver du mer än en robotarm, vilket kommer att kosta dig mycket. Om allt du letar efter är en enkel grej för hemmabruk, så är en enkel robotarm till låg kostnad vad du bör gå efter.

Slutsats

Industriell robotteknik blir oumbärlig med tiden. Tillverkningsindustrin är så gott som klar med mänskligt arbete redan när vi talar. Det lilla som finns kvar av mänskligt arbete reduceras till underhåll och kontroll av dessa robotar när behovet uppstår. En dag, i framtiden, kommer robotar att vara standardfunktionen i alla industrier runt om i världen.