Для чего нужны промышленные роботы
Разновидности промышленных роботов и их применение
Уже стало привычным использование производственных роботов для сварки, для укладки на паллеты или фасовки.
А ведь применение промышленных роботов значительно шире. Все что может сделать рука человека может повторить манипулятор своей механической рукой. А иногда робот может и больше. Ни один человек не поднимет груз в 1000 кг. А такие автоматизированные машины есть.
В промышленности роботы широко применяются для процессов сварки, перемещения изделий, механической обработки, окраски, сборки и т.д
Рассмотрим некоторые нестандартные применения различных типов:
Робот для тестирования:
Компания Volvo начала разработку систем безопасности, чтобы защитить людей на случай ДТП, связанных со съездом автомобиля с дороги.
Проведение необходимых тестов на реальных автомобилях было признано очень затратным и найдено альтернативное решение, совместно со шведским производителем промышленных машин АВВ.
Промышленный робот тяжелой серии был запрограммирован на движения имитирующие случаи съезда автомобиля с дороги. Что позволило проводить тесты и получить необходимые статистические данные о поведении тела человека в этот момент.
И вот аналогичный тест на автомобиле.
Компания «ДС-Роботикс» предлагает современные промышленные роботизированные системы, подходящие для самых разных производственных задач. К услугам клиентов — надежная техника для автоматизации процесса производства, направленная на решение задач, от резки, сборки, укладки, упаковки, окраски и до профессионального выполнением сварочных работ.
Зачем нужны промышленные роботы
Роботизированные помощники производственного назначения в последние годы применяются достаточно активно. И это отнюдь не удивительно. Промышленные манипуляторы работают без перерывов, отпусков и выходных и более экономично с позиции расходов. Тогда как люди устают, болеют, нуждаются в перерывах, отдыхе и заработной плате.
В большинстве случаев автоматизированные машины заменяют усилия как минимум нескольких специалистов. Они не требуют постоянного контроля за работой и делают процесс более качественным, быстрым и главное постоянным. Если человек может допустить ошибку, опоздать или уйти, то техника всегда функционирует и обеспечивает высокие показатели труда.
Таким образом, инвестиции в приобретение промышленных роботов для производства оказываются очень перспективными. Приобретение такого роботизированного помощника значительно упростит производственный процесс различным предприятиям, например, занятым в сфере производств: машиностроительного, пищевого, деревообработки, строительства, фармацевтики и металлургии.
Даже компаниям с ограниченным бюджетом следует серьезно задуматься о том, покупке промышленного робота, хотя, цена в Москве на них довольно высокая, зато в дальнейшем затраты окупятся сполна.
Большой выбор промышленных роботов
Для тех организаций, кто собирается купить промышленные роботы уже сейчас, мы предлагаем направить запрос на проработку к нашим специалистам. В большинстве случаев стандартное решение не совсем подходит, мы подготовим предложение именно для вашего производства. Наши сотрудники с удовольствием помогут выбрать технику и проконсультируют по интересующим вопросам. Компания «ДС-Роботикс» — это техника от известных производителей, брендов ABB и KUKA, преимущества которой проверены временем.
Специалисты «ДС-Роботикс» помогут провести экспертизу вашего предприятия и предложить роботизацию вашим призводственных мощностей. В конечном итоге ваша компания получит надежное оборудование, которое может работать по 24 часа и которому не требуется частое сервисное обслуживание.
Для вас — простые в управление, безопасные и максимально эффективные в использовании практически в любой промышленности роботизированные системы. Это машины, способные успешно решать любые задачи и вывести вашего производство на современный уровень.
Продуманность решений, качественная компонентная база и опыт сотрудников — вот ключевые показатели, определяющие выбор клиентов в пользу оборудования от «ДС-Роботикс». Заказчики традиционно высоко оценивают наши роботизированные комплексы и часто обращаются повторно для роботизации следующих участков.
Проектирование и производство роботизированных комплексов, пусконаладка и программирование, сервисное обслуживание и поставка запчастей — все это Вы получаете, воспользовавшись нашими услугами.
С тех пор, как промышленные машины и роботы стали неотъемлемой составляющей производственных процессов, прошло уже полвека.
Первый прототип современного промышленного роботизированного участка напоминал по своей конструкции человеческую руку, был способен выполнять лишь несколько операций. Данное техническое решение дало толчок как для развития промышленности, так и для совершенствования робототехники. За 50 лет период инженеры проделали большую работу, наделяя автоматизированных помощников новыми функциями и адаптируя их к работе в различных отраслях производства.
Сегодня благодаря видовому многообразию автоматизированных машин в промышленности их классифицируют по большому количеству признаков. Рассмотрим информацию подробнее.
По характеру выполняемых задач:
По типу управления
Промышленные роботы делятся на две крупные категории: полностью автоматизированные машины, а также системы, в управлении которыми в различной степени принимает участие оператор.
2.1. Автоматические роботы:
2.2. Биотехнические роботы:
2.3. Интерактивные роботы:
По виду производства и функционалу роботы в промышленности подразделяются: агрегаты для нанесения покрытий, штамповочные, сварочные, машины механической обработки, лазерной обработки, сборочные, транспортно-складские и др.
3. По грузоподъемности роботизированная техника бывает следующих видов:
И это еще не все признаки классификации. Дополнительно промышленные манипуляторы разделяют по скорости выполнения операций, количеству манипуляторов, типу силового привода, условиям исполнения, характеру обработки программы, дискретности перемещения и др.
Сферы применения промышленных роботов
Распространение автоматизированного оборудования позволяет мировому производству активно развиваться. Инновации не стоят на месте, они применяются во все большем количестве сфер. При этом неверно думать, что человеку ничего не остается, кроме как искать новую работу. Профессионалы занимают особенную позицию в роботизированной промышленности – они управляют процессами.
В каких же сферах используются промышленные роботы? Приведем примеры:
Данным списком количество сфер не ограничивается. Различные типы промышленных помощников могут выполнять сотни сложнейших задач. Они инспектируют трубопроводы, обезвреживают неразорвавшиеся мины, помогают в контрольно-измерительных операциях, обрабатывают крупногабаритные детали.
Как понять, какой тип роботов нужен именно вам?
Вам не нужно запоминать все виды роботизированных машин. Чтобы сэкономить самое дорогое – средства и время – обратитесь к профессионалам за консультацией! Специалисты ДС-РОБОТИКС имеют опыт в области роботизации промышленности. Они оперативно изучат потребности вашего производства и помогут принять решение по его модернизации.
Мы не только проведем комплексный анализ технологического процесса, но также посоветуем оборудование, обеспечим его установку, наладку, внедрение в работу. Наши специалисты обучат ваших сотрудников работе с новыми устройствами и всегда придут на помощь, когда она будет необходима.
Мы берем на себя ответственность за высокое качество услуг. Главная ценность компании ДС-РОБОТИКС – это высококвалифицированные инженеры, программисты и конструкторы. Благодаря их опыту мы признаны «Лучшим интегратором в России в 2016 и 2017 годах» по версии одного из мировых ведущих производителей промышленных роботов – шведской компании АВВ.
Промышленный робот
Промышленные роботы играют важную роль в автоматизированных гибких производственных системам (ГПС), позволяющих увеличить производительность труда, а также позволяющие переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда.
История появления первых промышленных роботов
С появлением станков с числовым программным управлением (ЧПУ) возникла необходимость в создании программируемых манипуляторов для разных операций по загрузке и разгрузке станков. Так в 1954 году американский инженер Д. Девол запатентовал способ управления погрузочно-разгрузочным манипулятором с помощью сменных перфокарт. Вместе с Д. Энгельбергом в 1956 г. он организовал первую в мире компанию по выпуску промышленных роботов. Компанию назвали «Unimation» (Юнимейшн), что является сокращением термина «Universal Automation» (универсальная автоматика).
Позже в 1962 году в Соединенных Штатах были созданы первые промышленные роботы названные «Юнимейт» и «Версатран». Их сходство с человеком ограничивалось наличием манипулятора, отдаленно напоминающего человеческую руку. Что интересно, некоторые из них работают до сих пор, превысив 100 тысяч часов рабочего ресурса.
«Юнимейт» имел 5 степеней подвижности с гидроприводом и двухпальцевое захватное устройство с пневмоприводом. «Юнимейт» мог перемещать объекты массой до 12 кг с точностью 1,25 мм. В качестве системы управления использовался программоноситель, имевшего вид кулачкового барабана с шаговым двигателем, рассчитанный на 200 команд управления, и кодовые датчики положения в пространстве. В режиме обучения оператор задавал последовательность точек, через которые должны пройти звенья манипулятора в течение рабочего цикла. Робот запоминал координаты точек и мог автоматически перемещаться от одной точки к другой в заданной последовательности, многократно повторяя рабочий цикл. На операции разгрузки машины для литья под давлением «Юнимейт» работал с производительностью 135 деталей в час при браке 2 %, тогда как производительность ручной разгрузки составляла 108 деталей в час при браке до 20 %.
Робот «Версатран», имевший три степени подвижности и управление от магнитной ленты, мог у обжиговой печи загружать и разгружать до 1200 раскаленных кирпичей в час. В то время соотношение затрат на электронику и механику в стоимости робота составляло 75 % и 25 %, поэтому многие задачи управления решались за счет механики. Сейчас это соотношение изменилось на противоположное, причем стоимость электроники продолжает снижаться. Предлагаются необычные кинематические схемы манипуляторов. Быстро развиваются технологические роботы, выполняющие такие операции как высокоскоростные резание, окраска, сварка.
Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.
Функциональные особенности промышленного робота
Робот состоит механической части и системы управления этой механической частью. Система управления в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота подразделяется на манипуляционную систему и систему передвижения.
Манипуляторы
Манипулятор — это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда.
Движения в звеньях могут обеспечивать электрические, гидравлический или пневматический приводы. Частью манипуляторов (но не всегда) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека — захват осуществляется с помощью механических «пальцев». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской. Для захвата же множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции. Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть пульверизатор, сварочные клещи, отвёртка и т. д.
Система передвижения
Внутри промышленных объектов для передвижения промышленных роботов используются передвижения вдоль монорельс, по напольной колее и т.д.
Для перемещения по наклонным, вертикальным плоскостям используются системы аналогичные «шагающим» конструкциям, но с пневматическими присосками.
Управление промышленными роботами
Принципы управления
Современные промышленные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом.
Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.
Области применения промышленных роботов
Производство и использование первых роботов-манипуляторов началось в производстве в начале 1960 –х годов и долгое время трудились в основном в автомобильной промышленности, оттачивая точность и гибкость. Постепенно расширялась функциональность и области применения.
Последовательное совершенствование оборудования, систем программирования и управления позволяет роботизированным системам найти применение в самых разных отраслях.
Внедрение роботизированных комплексов на базе нескольких промышленных роботов оптимизируют производственный процесс и делают его более гибким не только в автомобилестроении.
Незаменимый помощник
Современные роботы для производства могут полностью заменить ручной труд. Если машина правильно запрограммирована и настроена, то производство получит многократное увеличение производительности труда и повышение качества продукции. Промышленные роботы намного производительнее, чем люди. Они работают круглосуточно, без перерывов и простоев, поэтому хорошо отлаженное производство может работать на порядок эффективнее.
Роботы для производства позволяют снижать расходы на оплату труда. В роботизированном цехе достаточно одного оператора, который будет контролировать процесс. Производственные роботизированные системы – значительное финансовое вложение, однако оно быстро окупается, при условии правильной интеграции и оптимальной конфигурации системы.
Производственные роботизированные помощники позволяют достичь идеального качества продукции в любой отрасли промышленности.
Тысячи возможностей для применения – шанс для реализации Ваших идей.
Сегодня практически во всех обрабатывающих отраслях ведутся разработки, направленные на открытие новых рынков. Подходящие решения по автоматизации возможно подобрать почти для каждой отрасли и почти для любого случая применения.
Потенциал оптимизации роботов можно использовать на каждом этапе работы: на складе, на производстве или в отделе доставки, при загрузке и разгрузке, при транспортировке или непосредственной обработке заготовки.
Подробнее узнать о возможностях применения промышленных роботов в различных отраслях:
Сегодня области применения промышленных роботов безграничны. Они уже умеют так много, что справляются без человека. Инженеры работают над совершенствованием оборудования.
Чем дальше – тем более умными, самостоятельными, эффективными становятся манипуляторы для производства. Это вовсе не значит, что человеку нужно искать себе другое применение. Наоборот автоматизация освобождает сотрудников от рутинных, тяжелых операций, вредных для здоровья, давая возможность освоить новые, творческие, технологичные, направления.
Оператор может управлять как отдельным оборудованием, так и большим цехом роботов, он программирует машины, следит за качеством работы. Робо для производства не устает и не теряет концентрацию, в отличие от специалиста, поэтому помощь техники во многих операциях невозможно переоценить. Например, роботизированный конвейер в разы эффективнее конвейера, на котором работает персонал. Робот быстро «считывает» параметры изделия, выявляет соответствие форме, габаритам, при необходимости переориентируется на выполнение новых задач – от сортировки до укладки.
Назначение промышленных роботов
Согласно общепринятой классификации, роботы могут выполнять два типа технологических операций на предприятии. Во-первых, основные – все задачи с непосредственным участием машин в производстве: это изменение форм заготовок, сварка, обработка и т.д. Большой пласт задач промышленной робототехники связан со вспомогательными операциями – это обслуживание станков, перенос заготовок или изделий, погрузка, сортировка, то есть создание условий для производства.
Сфера применения промышленных манипуляторов в производстве постоянно растет. Перечислим лишь часть того, что уже умеют промышленные манипуляторы:
Роботизация промышленности не ограничивается данным списком. Гибкость управления и вариативность их использования дает возможность подбирать требуемый функционал именно в соответствии с задачами каждого конкретного предприятия.
Регулярно на международных выставках, форумах разработчики роботизированной промышленной техники представляют новейшие технологии, все они улучшают жизнь человека. Каждая презентация выводит индустрию роботов на новый уровень. Компании, занимающиеся их выпуском, говорят о приближении к Четвертой промышленной революции, или Индустрии 4.0, благодаря повсеместному использованию промышленных роботов.
Роботизация – не только будущее, но и настоящее, ведь чтобы использовать автоматизированных помощников последующих поколений, важно уже сегодня знакомиться с новейшими технологиями. По этой причине мы уже несколько лет наблюдаем в России увеличение интереса к робототехнике со стороны университетов из различных регионов нашей страны.
Промышленные роботизированные помощники для образования невероятно важны. В нашей стране они используются на занятиях по широкому спектру дисциплин, в основном инженерных, архитектурных, строительных. Ведущие вуза мира также внедряют роботов в образовательный процесс по творческим предметам, таким как скульптура, промышленный дизайн, цифровое искусство, даже мода.
Подобно тому, как родители покупают ребенку домашнего питомца, чтобы он приучался к ответственному обращению с животными, руководители университетов стараются познакомить студентов с новейшими технологиями, на базе которых будут строиться технологии Индустрии 4.0.
За молодыми кадрами будущее. Роботизация наращивает темпы своего развития, интеллектуальные устройства становятся сложнее, при этом удобнее. Чтобы идти в ногу с изменениями или на шаг обгонять их, необходимы профессиональные знания уже имеющихся возможностей.
Промышленные роботы для образования доступнее, чем оборудование для крупных производств. Достаточно выбрать компактный робот или оборудовать универсальную автоматизированную ячейку для демонстрации ключевых функций.
Примеры промышленных роботов
ДС-РОБОТИКС занимается комплексной роботизацией промышленных предприятий. Нам доверяют десятки международных, отечественных компаний, потому что мы помогаем им становиться эффективнее. Партнеры ДС-РОБОТИКС лучшие производители робототехники – инновационные компании KUKA, ABB. В каталоге можно просмотреть модели манипуляторов этих брендов.
KUKA – немецкий производитель робототехнических систем, производственных машин, установок. Компания убеждает в премиальном качестве того, что изготовлено в Германии. Промышленные роботы KUKA используются как известными брендами, так и небольшими предприятиями.
Группа ABB родом из Швейцарии, Швеции. ABB производит промышленных роботов, модульные производственные системы, компания также занимается цифровыми технологиями. В мире установлено уже более 300 тысяч роботов этого бренда.
Промышленные роботы применяются в различных ситуациях. Они могут выполнять задачи самостоятельно либо являться элементов сложного роботизированного комплекса. Линейка роботов насчитывает большое количество вариантов. Они отличаются:
В зависимости от производственных задач, базовую комплектацию можно дополнить новыми возможностями – системами технического зрения, инструментами рабочего органа или, например, премиальным сварочным оборудованием.
Внедрение робототехники в производство или образование важно проводить грамотно, чтобы не допустить неоправданных расходов. Обратитесь к ДС-РОБОТИКС! Мы найдем решение, отвечающее вашим требованиям и возможностям.
Промышленные роботы в РФ: кейсы внедрения, расчет окупаемости и перспективы роботизации
На производственных предприятиях России используется множество технологических операций, среди которых: сварка, литье, обработка на станках с ЧПУ, покраска, сборка разного типа и многое другое. Большинство этих операций до сих пор совершают люди.
Многие рабочие должности, особенно связанные с монотонными и опасными работами, известными как «Три «D» роботизации» (dull, dirty and dangerous — скучные, грязные, опасные), можно автоматизировать.
Один из способов автоматизации производства — применение роботов манипуляторов, промышленных и коллаборативных.
В 2019 году доля коллаборативных составила 4,8% от всех установленных в мире роботов — 355 тысяч традиционных роботов и 18 тысяч коботов за год.
Разнообразие возможных применений роботов позволяет автоматизировать большинство производственных процессов и сократить издержки на разных участках предприятия. Так, при установке всего двух роботов SCARA на пищевом производстве, затраты на штат рабочих сокращаются до 25% от исходных, а это 37 500 вместо 150 000 долларов в год, при работе в три смены в день, шесть дней в неделю, 48 недель в году, — сообщает американская компания TM Robotics.
Уровень зарплат в России ниже, но и график работы более полный — роботов можно эксплуатировать 24/7, 365 дней в году, то есть 51 или 52 недели.
Промышленные роботы — максимально быстрые и точные. Высокая скорость работы делает их опасными для человека. Поэтому им нужна специальная огражденная площадка или закрытый бокс. Эти два параметра также определяют и их главное преимущество — более высокую, по сравнению с коботами, производительность.
Коллаборативные роботы — коботы, — специально спроектированы так, чтобы не нанести травму человеку: у них, как правило, округлые формы, почти всегда — уменьшенные сила и скорость, встроенные системы безопасности. При срабатывании датчика касания кобот моментально останавливается.
Коллаборативные роботы отличаются также универсальностью и мультизадачностью, низкой ценой и быстрой окупаемостью, простотой установки и интеграции, легкостью программирования, подходят как для крупных предприятий, так и для малого бизнеса, потребляют меньше энергии, чем традиционные промышленные роботы, и занимают меньше места.
В двух словах: роботы — быстрее и точнее, коботы — безопаснее и удобней.
И промышленные, и коллаборативные роботы нужны не только для того, чтобы избавить рабочих от вредных и тяжелых видов работ, а предприятие — от излишних трат на персонал, но и для того, чтобы повысить производительность и уменьшить количество брака.
Как сообщает НАУРР (Национальная ассоциация участников рынка робототехники), во всем мире роботы используются в автопроме (30%), производстве электроники (25%), машиностроении (10%), химической и нефтегазоперерабатывающей промышленности (5%), пищевой промышленности (3%), на множестве не входящих в эти сферы предприятий (9%), а также для неизвестных целей (19%) — в том числе, видимо, аэрокосмическая отрасль и ВПК, которые так ценят секретность.
Промышленные роботы-манипуляторы программируются специалистом — для этого нужен квалифицированный робототехник и сам процесс занимает некоторое время, вызывая простой при переназначении робота с одного участка на другой. Переместить робот-манипулятор сравнительно легко, в сравнении со стационарным оборудованием.
Коботы программируются проще. При разработке в них заложена возможность обучения — когда оператор перемещает “руку” робота, а тот запоминает все действия и потом повторяет их. Это делает программирование коллаборативных аппаратов более простым, как и их переналадку при смене задачи.
Одна из наиболее перспективных областей для автоматизации ручного труда — загрузка и разгрузка станков с ЧПУ. Размещение заготовки в станке, извлечение обработанной готовой детали, замена режущего инструмента, — это простые действия, для которых не нужно инженерное образование. Их может выполнять робот вместо человека, что будет намного эффективнее и выгоднее.
Обычно роботов применяют со станками, которые выполняют такие операции:
Как правило, при работе со станками роботы загружают в станки заготовки и выгружают обработанные детали. Иногда заменяют рабочий инструмент станка — резцы, фрезы, экструдеры и т.д.
По сравнению с автоматами производственных линий, которые проектируются как единое целое с ними и выполняют одну единственную функцию, у коботов и промышленных роботов-манипуляторов масса преимуществ. Как и по сравнению с низкоквалифицированным персоналом.
Многозадачность и возможность быстрой перенастройки — робота можно поставить на любой участок производства, изменить выполняемую им операцию, т.к. конструктивно роботы обычно универсальны, и достаточно лишь изменить программу и сменить насадки. Особенно хороши в этом коботы.
Простота размещения: один кобот или робот может обслуживать несколько станков одновременно, если его разместить и запрограммировать соответствующим образом, экономя место. Коботы занимают еще меньше места и не нуждаются в специально выделенных площадках, так как могут работать вместе с персоналом.
Также сюда отнесем простоту ремонта и обслуживания: унифицированность оборудования позволяет использовать меньше персонала для работы с ним: для обслуживания роботов на разных участках производства нужны одни и те же робототехники, в отличие от обслуживания автоматических линий, для каждой из которых может быть нужен уникальный специалист для наладки и ремонта. Что еще важно: меньше видов оборудования — меньше нужно запчастей, можно иметь их на складе, что уменьшает возможное время простоя при неполадках.
Коботы не подвергают сотрудников опасности травмирования, а промышленные роботы, как правило, находятся на огороженной от людей площадке, где также не опасны. Тут можно повторно вспомнить про “Три D роботизации” (dull, dirty and dangerous) — заменяя людей на участках грязных, опасных и утомительно-скучных работ, роботы еще больше повышают безопасность, так как загрязнения и усталость снижают внимание людей, чем вызывают дополнительные риски травмирования.