Industrirobotar i modern produktion — typer och enheter

Industrirobotar används idag i stor utsträckning i mänsklig produktion. De fungerar som ett av de mest effektiva medlen för mekanisering och automatisering av transport- och lastoperationer, såväl som många tekniska processer.

Den positiva effekten av införandet av industrirobotar märks vanligtvis samtidigt från flera sidor: arbetsproduktiviteten ökar, kvaliteten på slutprodukten förbättras, produktionskostnaderna minskar, arbetsförhållandena för en person förbättras och slutligen övergången av ett företag från frisättning av en produkttyp i en annan underlättas avsevärt.

Men för att uppnå en så omfattande och mångfacetterad positiv effekt av introduktionen av industrirobotar på en redan fungerande manuell produktion är det nödvändigt att i förväg beräkna de planerade kostnaderna för själva implementeringsprocessen, för robotens pris, och också för att väga om komplexiteten i din produktion och tekniska process generellt sett är tillräcklig för att moderniseringsplanen ska hjälpa till att installera industrirobotar.

I själva verket är produktionen ibland så förenklad att det helt enkelt är opraktiskt och till och med skadligt att installera robotar. Dessutom kommer kvalificerad personal att krävas för installation, underhåll, programmering av robotar och i arbetet - hjälpanordningar etc. Det är viktigt att ta hänsyn till detta i förväg.

På ett eller annat sätt blir obemannade robotlösningar i produktionen allt mer relevanta idag, om så bara för att den skadliga påverkan på människors hälsa minimeras. Låt oss här lägga till förståelsen att hela cykeln av bearbetning och installation sker snabbare, utan avbrott för rökavbrott och utan fel som är inneboende i någon produktion där en levande person agerar istället för en robot. Den mänskliga faktorn är praktiskt taget utesluten efter att ha installerat robotarna och startat den tekniska processen.

Idag ersätts manuellt arbete i de flesta fall av en robotmanipulators arbete: verktygsgrepp, verktygsfixering, fasthållning av arbetsstycket, matning in i arbetsområdet. Begränsningar åläggs endast av: lastkapacitet, begränsat arbetsområde, förprogrammerade rörelser.

Industriroboten kan tillhandahålla:

• hög produktivitet tack vare snabb och exakt positionering; bättre effektivitet, eftersom det inte finns något behov av att betala löner till de personer han ersätter, räcker det med en operatör;

• hög kvalitet — noggrannhet i storleksordningen 0,05 mm, låg sannolikhet för äktenskap;

• säkerhet för människors hälsa, till exempel, på grund av det faktum att vid målning är mänsklig kontakt med färger och lacker nu utesluten;

• Slutligen är robotens arbetsområde strikt begränsat och kräver minimalt underhåll, även om arbetsmiljön är kemiskt aggressiv, kommer robotens material att motstå denna påverkan.

Historiskt sett släpptes den första patenterade industriroboten 1961 av Unimation Inc för General Motors fabrik i New Jersey. Sekvensen av robotens åtgärder registreras i form av en kod på en magnetisk trumma och exekveras i generaliserade koordinater. För att utföra åtgärder använder roboten hydrauliska förstärkare. Denna teknik överfördes senare till japanska Kawasaki Heavy Industries och engelska Guest, Keen och Nettlefolds.Således utökades produktionen av robotar av Unimation Inc något.

1970 hade Stanford University utvecklat den första roboten som liknade förmågan hos en mänsklig arm med 6 frihetsgrader, som styrdes av en dator och hade elektriska enheter. Samtidigt utvecklar det japanska företaget Nachi det. Tyska KUKA Robotics skulle demonstrera Famulus sexaxlig robot 1973, och schweiziska ABB Robotics skulle nu börja sälja ASEA-roboten, även den sexaxlig och elektromekaniskt driven.

1974 etablerade det japanska företaget Fanuc sin egen produktion. 1977 tillverkades den första Yaskawa-roboten.Med utvecklingen av datorteknik introduceras robotar alltmer i bilindustrin: i början av 1980-talet investerade General Motors fyrtio miljarder dollar i bildandet av ett eget fabriksautomationssystem.

1984 skulle inhemska Avtovaz förvärva en licens från KUKA Robotics och börja tillverka robotar för sina egna produktionslinjer. Nästan 70 % av alla robotar i världen, år 1995, kommer att finnas i Japan, dess hemmamarknad. På så sätt kommer industrirobotar äntligen att etablera sig i fordonsindustrin.

Hur går biltillverkningen utan svetsning? Aldrig. Så det visar sig att alla fordonsindustrier i världen är utrustade med hundratals robotsvetskomplex. Var femte industrirobot sysslar med svetsning. Nästa krav är en robotlastare, men argonbåge och punktsvetsning kommer först.

Ingen manuell svetsning kan matcha sömkvaliteten och graden av processkontroll med en specialiserad robot. Vad sägs om lasersvetsning, där den tekniska processen från ett avstånd på upp till 2 meter med hjälp av en fokuserad laser utförs med en noggrannhet på 0,2 mm — den är helt enkelt oersättlig inom flygplanskonstruktion och medicin. Lägg därtill integrationen med CAD/CAM digitala system.

Svetsroboten har tre huvuddriftenheter: en arbetskropp, en dator som styr arbetskroppen och minne. Arbetskroppen är utrustad med ett handliknande handtag. Kroppen har rörelsefrihet längs tre axlar (X, Y, Z), och griparen själv kan rotera runt dessa axlar. Roboten själv kan röra sig längs styrningarna.

Ingen modern produktionsanläggning klarar sig utan lossning och lastning, oavsett storlek och vikt på produkterna. Roboten kommer självständigt att installera arbetsstycket i maskinen, sedan lossa och placera det. En robot kan interagera med flera maskiner samtidigt. Vi kan naturligtvis inte låta bli att i detta sammanhang nämna lastningen av bagage på flygplatsen.

Robotar gör det redan nu möjligt att minska personalkostnaderna till ett minimum. Det handlar inte bara om enkla funktioner som stansning eller ugnsdrift. Robotar klarar av att lyfta mer vikter under mycket svårare förhållanden, samtidigt som de inte blir trötta och spenderar betydligt mindre tid än en levande person skulle göra.

I exempelvis gjuterier och smeder är förhållandena traditionellt sett mycket svåra för människor. Denna typ av produktion ligger på tredje plats efter lossning och lastning vad gäller robotisering. Det är ingen slump att nästan alla europeiska gjuterier nu är utrustade med automatiserade system med industrirobotar. Kostnaden för att implementera en robot kostar företaget hundratusentals dollar, men ett mycket flexibelt komplex står till dess förfogande, som mer än kompenseras.

Robotlaser och plasmaskärning förbättra traditionella linjer med plasmafackla. Tredimensionell skärning och skärning av hörn och I-balkar, förberedelse för vidare bearbetning, svetsning, borrning. Inom bilindustrin är denna teknik helt enkelt oersättlig, eftersom kanterna på produkterna måste skäras exakt och snabbt efter stämpling och formning.

En sådan robot kan kombinera både svetsning och skärning.Produktiviteten höjs genom införandet av vattenskärning, vilket eliminerar onödig exponering för värme på materialet.På två och en halv minut skärs alltså alla små hål i metallen i Renault Espace-kupéerna i Renaults robotfabrik i Frankrike.

Vid tillverkning av möbler, bilar och andra produkter är robotrörböjning som involverar ett arbetshuvud användbart när röret placeras av en robot och böjs mycket snabbt. Ett sådant rör kan nu utrustas med olika element som inte kommer att störa processen att böja domarna av roboten.

Kantning, borrning och fräsning - vad kan vara lättare för en robot, oavsett om det är metall, trä eller plast. Exakta och hållbara manipulatorer hanterar dessa uppgifter med en smäll. Arbetsområdet är inte begränsat, det räcker att installera en förlängd axel eller flera kontrollerade axlar, vilket ger utmärkt flexibilitet plus hög hastighet. Man kan inte göra detta.

Fräsverktygets rotationsfrekvenser når tiotusentals varv per minut, och slipningen av sömmar omvandlas helt till en serie enkla repetitiva rörelser. Men förr ansågs slipning och slipande ytbehandling vara något smutsigt och tungt, och dessutom mycket skadligt. Pastan matas nu automatiskt under filthjulsbearbetning efter att ha passerat slipbandet. Snabbt och säkert för operatören.

Utsikterna för industriell robotik är enorma, eftersom robotar i grunden kan introduceras i nästan alla produktionsprocesser och i obegränsade mängder.Kvaliteten på automatiskt arbete är ibland så hög att det helt enkelt är ouppnåeligt för mänskliga händer. Det finns hela stora industrier där fel och felaktigheter är oacceptabla: flygplanstillverkning, medicinsk precisionsutrustning, ultraprecisionsvapen, etc. För att inte tala om den ökade konkurrenskraften för enskilda företag och den positiva effekten på deras ekonomi.