Industrirobotar och fördelarna med deras implementering i produktionen, vikten av robotik

Världen blir allt mer digital och progressiv. Detta kan till exempel bedömas av att antalet installerade robotar i industrin runt om i världen har mer än tredubblats under de senaste tio åren.

Robotics är ett nytt verktyg för komplex mekanisering och automatisering av produktion, teknologi av de senaste generationerna, som ger högsta effektivitet.

Robotik är en ny komplex vetenskaplig och teknisk riktning, inklusive utveckling, skapande och användning manipulatorer, robotar och robottekniska komplex, liksom de relaterade organisatoriska, socioekonomiska och psykologiska aspekterna som kräver ett nytt vetenskapligt förhållningssätt. Att framgångsrikt arbeta inom olika områden bevisar gradvis sina fördelar.

Robotautomation för produktivitet, flexibilitet och säkerhet

Tanken på att ersätta mänskligt arbete med maskiner har varit känd sedan urminnes tider.Industriroboten är ytterligare ett steg i utvecklingen av flexibel automation för att optimera produktionen, med möjlighet att inte bara kontinuerligt upprepa samma operationer med garanterad noggrannhet, utan även med möjlighet till enkel omprogrammering vid ändring av användarens produktionsprogram .

Konceptet börjar med enkla arbetsstationer, där roboten är utrustad med en lägesställare för att placera kroppar och positionera delar i två eller flera stationer, till hela robotens produktionslinje, där kropparnas funktion inklusive lastning och lossning av delar styrs av robotar.

Viktiga medhjälpare i den moderna automationsvärlden idag är allmänt använda hjälpmedel som bildsystem eller kameror som låter robotar ta bort och manipulera stora delar.

Tillförlitligheten hos robotar, deras mjukvara, höga prestanda och användarvänlighet är dock väsentliga förutsättningar för att dessa enheter och system ska fungera korrekt.

Nivån och metoderna för produktionsautomatisering beror avsevärt på dess typ och skala, och om i mass- och storskalig produktion är användningen av automatiska linjer mest motiverad, då i medelserier och små serier och enstaka produktioner komplex automation möjliggjort med tillkomsten av datorer, CNC-maskiner och industrirobotar.

På basen teknisk utrustning med digital styrning och montera industrirobotar, multiproduktlinjer, sektioner, verkstäder som kallas flexibel automatiserad tillverkning.

Huvudprincipen för att bygga sådana flexibla produktionsanläggningar är modularitet.Agile tillverkningsautomation har utvecklats från enkel till komplex – ursprungligen designad och implementerad flexibla tillverkningsmoduler (PMM), är byggda på deras grund flexibla produktionskomplex (HPC) och slutligen flexibel automatiserad tillverkning (HAP).

Ny generation robotar är lättare att installera och programmera och samtidigt lättare för dem att kommunicera med varandra

Deras vidareutveckling är skapandet av nästan övergiven automatisk produktion, där flexibel automatiserad produktion kompletteras med datordesignad produktion av tillverkade produkter (CAD) och teknisk beredning av deras produktion, planering och leveranskontroll (ACS).

Den huvudsakliga strukturella enheten av flexibla produktionsmoduler av någon komplexitet är robotteknikkomplex (RTC), som kan formas på basis av en industrirobot som tillhandahåller individuellt eller gruppunderhåll av ansluten utrustning eller en komplett produktbearbetningscykel (till exempel svetsning), eller på basis av flera industrirobotar som utför sammankopplade operationer.

Mångsidigheten hos de flesta industrirobotar möjliggör deras breda användning som en del av robotteknologiska komplex för olika typer av produktion.

Framsteg inom robotteknik driver den växande användningen av robotar

Den intensiva användningen av industriell robotik nu och i framtiden beror på ett antal skäl.

Först och främst skapande och omfattande introduktion av industrirobotar och manipulatorer, som gör det möjligt att intensifiera olika tekniska processer och operationer, för att utesluta användningen av manuell lågkvalificerad och monoton arbetskraft, särskilt under svåra, farliga och skadliga förhållanden för människor .

Under de kommande åren bör industrin säkerställa en betydande ökning av produktionen genom introduktion av nya typer av utrustning och progressiv teknologi. Även om andelen manuellt arbete inom industrin har minskat, finns det fortfarande en miljon människor som arbetar manuellt i världen idag.

Många studier av arbetsförhållanden visar att cirka 30 % av arbetarna påverkas negativt av buller, 30 % måste arbeta enligt en strikt reglerad regim, 25 % utsätts för fukt, värme eller kyla, 20 % arbetar i fysiskt obekväma arbetsställningar eller under rök- och rökförhållanden. 20 % tvingas göra stora fysiska ansträngningar och 15 % jobbar natt.

Dessa stressfaktorer verkar ofta i kombination; därför påverkas cirka 40 % av arbetarna samtidigt av två och cirka 25 % av tre eller flera faktorer. Följaktligen ger införandet av robotik en betydande minskning av andelen manuellt, tungt, skadligt och tråkigt arbete. (social faktor).

Industrirobotar kan utföra uppgifter som tidigare bara kunde utföras av människor

Dessutom har produktionens karaktär förändrats — cirka 80 % av produkterna produceras i små partier. Därför blir produktionsautomatisering en av de väsentliga hävstångarna för att öka arbetsproduktiviteten i småskalig produktion. (ekonomisk faktor).

Robotik låter dig lösa problemen med två- och treskiftsarbete, öka belastningsfaktorn för utrustningen och rytmen i dess arbete, förbättra kvaliteten på produkterna och minska deras kostnader, främst i småskalig produktion.

Det skapar förutsättningar för att gå till en kvalitativt ny nivå — skapande av flexibla automatiserade produktionssystem som möjliggör snabb omkonfigurering för att utföra operationer med olika sekvenser och karaktär av handlingar och arbeta med minimal mänsklig inblandning.

Det finns ett ännu större närmande mellan människa och maskin: de arbetar allt mer hand i hand och utan skyddsstängsel.

De huvudsakliga tekniska egenskaperna hos industrirobotar bestäms av användningsområdet och de produktionsförhållanden som de är avsedda för.

Beskrivning och egenskaper hos moderna industrirobotar finns i artiklarna: Industrirobotar i modern produktion och Klassificering av industrirobotar

Studier visar att när den används i vissa operationer, ersätter en industrirobot, beroende på arbetspass, 1-3 arbetare, ökar arbetsproduktiviteten med 60-80% och minskar produktionsförberedelsekostnaderna med 45-50%.

När de används i grupper ökar effektiviteten hos industrirobotar kraftigt: produktiviteten ökar med minst 3 till 5 gånger, och i vissa fall med 8 till 10 gånger, kapitalinvesteringar och underhållskostnader reduceras relativt, intensiteten och rytmen i produktionen förändras , ökad produktkvalitet, minskas antalet avslag.

Bilindustrin leder vägen: använder intelligenta tillverkningslösningar och industrirobotar istället för de löpande banden som har dominerat traditionell tillverkning i mer än 100 år.

Bland områdena för att minska manuellt och tungt fysiskt arbete, förutom robotar, tilldelas en viktig plats också de enklaste enheterna - manipulatorersom ett medel för komplex mekanisering av produktionen.

I produktionen, där det inte finns något behov av att skydda en person från miljön och frekvent lastning och lossning av utrustning, har kommandostyrda manipulatorer blivit utbredda, kännetecknade av det faktum att den mänskliga operatören sekventiellt slår på drivningarna för varje länk separat.

Sådana robotmanipulatorer är de enklaste i design, relativt billiga, och deras användning leder inte till en förändring i den tekniska processen, eftersom de lätt passar in i den befintliga tekniken. Mångsidighet, låg kostnad och hög effektivitet vid lastning och lossning är deras utmärkande egenskaper.

Moderna robotmanipulatorer ger nya möjligheter i arbetslivet

Många typer av arbeten, i synnerhet mekanisk montering, konstruktion och efterbehandling, lyft och transport, lagring och reparation kan mekaniseras inom en snar framtid uteslutande med hjälp av manipulatorer.

Enligt beräkningar kommer att uppfylla de industriella behoven hos robotmanipulatorer att minska antalet manuella arbetare i mer än 30 yrken: låssmeder med 4 %, reparatörer med 3, packare med 5, lagerhållare med 2,5, transportörer med 3 och lastare - med 5 %

Som ett resultat av nätverksinnovation dyker fler och fler robotar upp i tillverkningssektorer som först nyligen har upptäckt automatisering. Exempel på detta är livsmedelsindustrin, textilindustrin, träbearbetningsindustrin och plastindustrin.

Fram till nyligen åtföljdes användningen av standardtyper av industrirobotar av ett antal säkerhets- och olycksförebyggande åtgärder. I detta avseende är en ny typ av robotar (samarbetsrobotar), ibland kallade "cobots", en helt revolutionerande lösning.

Forskning och utveckling av kollaborativa robotar har från början fokuserat på säkerhet och samtidigt på möjligheten att integrera den i arbetslinjer med mänskliga operatörer.

Även under det senaste decenniet stod industrirobotar på stängslet. Men så dök det upp samarbetsrobotar... Kärnan i termen "samarbete" betyder att han kan arbeta tillsammans med människor.

Hur kan detta se ut och varför är det inte farligt? Robotens design är sådan att den har begränsad effekt och effekt, inklusive en funktion som omedelbart stoppar roboten när en kollision upptäcks, vilket kan göras på flera sätt. I många applikationer kan denna robot användas utan säkerhetsskydd.

Idag kan robottillverkare erbjuda sina kunder en typ av robot som uppfyller de strängaste kraven vad gäller dess egenskaper och som samtidigt har en rad andra fördelar som kan lyftas fram:

• Samtidig drift med en mänsklig operatör,
• utrymmes sparande,
• enkel installation,
• hög prestanda,
• noggrannhet,
• pålitlighet.

Samarbetsrobotar är fortfarande nya. Möjligheterna med deras tillämpning har ännu inte helt avslöjats.För närvarande används cobots mest inom elektronikindustrin, men deras kapacitet har också framgångsrikt tillämpats på andra industrier. Tack vare sin flexibilitet och användarvänlighet kommer de även att hitta sin plats inom logistik- och tjänstebranschen. Vår forskning visar att dessa icke-tillverkande områden kommer att stå för 21,3% av cobotförsäljningen till 2024. Våra vänliga små cobots har potential att växa avsevärt jämfört med andra typer av robotar!

— Jan Zhang, VD för Interact Analysis

Om en arbetare utför en repetitiv uppgift många timmar om dagen är det ofta relativt enkelt att byta ut en samarbetsrobot på relativt kort tid, tack vare enkel programmering och konfiguration och utan alla säkerhetsåtgärder som krävs för traditionella industrirobotar.

Av samma skäl är den kollaborativa roboten också mycket mer överkomlig (inte bara kostnaden för roboten är lägre, utan också installationskostnaden genom att eliminera tiden som krävs för att underhålla och konfigurera robotcellsutrustningen) och därför är det lättare att motivera ekonomiskt.

De bästa exemplen på framgångsrik implementering av sådana robotar finns i produktionsanläggningar där det finns flera stationer som utför samma typ av processer, till exempel tekniska processer med flera CNC-maskiner.

För närvarande bör skapandet och implementeringen av robotteknik erkännas som ett av de prioriterade områdena för industriell utveckling.

Mer än tusen företag är engagerade i utveckling och produktion av industrirobotar. Alla större företag börjar investera i industrirobotar.Nya företag som specialiserar sig på dessa produkter skapas, liksom mellanhandsföretag för introduktion av industrirobotar.

I alla utvecklade länder har nationella sammanslutningar för industriell robotik etablerats, och i vissa länder har arbetet inom detta område höjts till ett statligt program.

I Ryssland etablerades National Association of Robotics Market Participants (NAURR), vars syfte är att utveckla robotmarknaden, utöka internationella relationer och popularisera robotik.