Промишлен робот. Роботите в производството. Автоматични роботи

Днес тези устройства са особено търсени в националната икономика. Индустриалният робот, малко като неговия прототип в книгата К. Чапек "Възходът на роботите" - не подхранва революционни идеи. Напротив, тя добросъвестно изпълнява и с голяма точност, както основните производствени процеси

Използването на такива "интелигентни" машини допринася за ефективното решаване на три големи производствени проблема:

• срамежливо нарастване на производителността на труда;
• срамежливо подобряване на условията на труд за хората;
• срамежливо оптимизиране на използването на човешките ресурси.

Индустриалните роботи - мозъкът на мащабното производство

Роботите в производството се разпространяват масово в края на ХХ век поради значителен ръст промишленото производство. Големите серии продукти налагат интензивността и качеството на тази работа, изпълнението на които надхвърля обективните човешки способности. Вместо да наемат много хиляди квалифицирани работници, множество високопроизводителни автоматични линии работят в съвременни технологични предприятия, работещи в непрекъснат или непрекъснат цикъл.

Лидери в разработването на такива технологии, обявяващи широкото използване на промишлени роботи, са Япония, Съединените щати, Германия, Швеция и Швейцария. Съвременните промишлени роботи, произведени в гореспоменатите страни, са разделени на две големи групи. Типовете им се определят от принадлежността им към два фундаментално различни начина на управление:

• срамежлив-манипулатори;
• срамежливи устройства, управлявани дистанционно от хора.

За какво се използват?

Необходимостта от тяхното създаване започна да се говори в началото на 20-ти век. Въпреки това по това време все още нямаше елементарна база за изпълнението на плана. Днес, следвайки диктовката на времето, роботите се използват в повечето от най-технологично развитите индустрии.

За съжаление, преструктурирането на такива отрасли на промишлеността с подобни "умни" машини е възпрепятствано от липсата на инвестиции. Въпреки че ползите от използването им ясно надвишават първоначалните парични разходи, защото ви позволяват да говорите не само за автоматизацията, но и за дълбоките промени в производството и труда.

Използването на промишлени роботи ефективно ще изпълнява непосилен човек от сложността и точността: товарене / разтоварване, подреждане, сортиране, ориентация detaley- движи детайли от един робот в друга, и готови продукти - в заваряването на склад-място и заваряване shvov- монтаж на механични и електронни подробности - рязане на кабели по сложни контури.

Манипулатор като компонент на промишлен робот

Функционално има такава "умна" машина от препрограмируема автоматична система за управление и работно тяло (система за движение и механичен манипулатор). Ако ACS обикновено достатъчно компактен, за визуално скрит и не бързайте директно в окото, а работният флуид има такава характеристика, изглед, че промишлен робот често се нарича, както следва: ". Робот манипулатор"

По дефиниция, манипулаторът е устройство, което се движи в пространството на работните повърхности и предмети на труда. Тези устройства се състоят от връзки от два типа. Първата осигурява прогресивно движение. Второто - ъглово преместване. Такива стандартни връзки за тяхното движение използват пневматично или хидравлично (по-мощно) задвижване.

Манипулаторът, създаден по аналогия с човешката ръка, е оборудван с технологично захващащо устройство за работа с части. При различни устройства от този тип, сцеплението най-често се извършва с механични пръсти. При работа с плоски повърхности обектите се поемат с механични засмукващи чашки.

Ако манипулаторът е трябвало да работи едновременно с много подобни заготовки, тогава захващащото устройство се извършва благодарение на специална екстензивна конструкция.

Вместо приспособлението за захващане, манипулаторът често е оборудван с подвижно оборудване за заваряване, специален технологичен пулверизатор или просто отвертка.

Как се движи роботът

Роботичните роботи обикновено се приспособяват към два вида измествания в пространството (въпреки че някои от тях могат да се наричат ​​стационарни). Това зависи от условията на конкретното производство. Ако е необходимо да се осигури движение на гладка повърхност, то се реализира с помощта на насочена моноселина. Ако искате да работите на различни нива, използвайте "ходене" системи с пневматични вакуумни чашки. Преместването на робота е перфектно ориентирано както в пространствени, така и в ъглови координати. Съвременните устройства за позициониране на подобни устройства са унифицирани, те се състоят от технологични блокове и позволяват да осигурят изключително точно движение на детайли с тегло от 250 до 4000 кг.

дизайн

Използването на въпросните автоматизирани машини в мултидисциплинарни съоръжения доведе до известно унифициране на техните основни единици. Съвременните индустриални роботизирани манипулатори имат в своя дизайн:

• срамежлива рамка, използвана за закрепване на захващащото устройство (грайфер); - вид "ръка", която всъщност извършва обработката;
• срамежлив грайфер с водач (последният определя позицията на "рамото" в пространството);
• устройства за срамежливо осигуряване, които управляват, трансформират и предават енергия под формата на въртящ момент по оста (благодарение на тях индустриалният робот получава потенциала на движение);
• срамежлива система за мониторинг и управление на изпълнението на програмите, които са й възложени, получаване на нови програми за анализ на информацията, идваща от сензорите и съответно за прехвърляне на информацията към предоставящите устройства;
• срамежлива система за позициониране на работната част, измерване на позиции и движения по осите на манипулацията.

Зората на създаването на промишлени роботи

Нека да се върнем в близкото минало и да си припомним как започна историята на създаването на индустриални автомати. Първите роботи се появяват в САЩ през 1962 г. и са произведени от компаниите "Uniysion Incorporated" и "Versatran". Въпреки че, за да бъдем точни, че преди още освободен индустриален робот "Yunimeyt", създаден от американския инженер J. Девол, патентована собствена SAU, програмируеми използване перфокарти. Това е очевиден технически пробив: "интелигентните" машини запомнят координатите на точките по маршрута си и изпълняват работата по програмата.

Първият промишлен робот "Yunimeyt" е оборудван с устройство за снемане на два пръста на задвижващия механизъм и "ръката" на хидравличното задвижване с пет степени на свобода. Характеристиките му позволиха да се премести парче от 12 кг с точност до 1,25 мм.

Друг робот манипулатор "Versatran", създаден от компанията със същото име, натоварил и разтоварвал 1200 тухли на час в печка за печене. Той успешно замени работата на хората във вредна среда за тяхното здраве с висока температура. Идеята за неговото създаване се оказа много успешна и дизайнът е толкова надежден, че отделните машини на тази марка продължават да работят в наше време. И това е въпреки факта, че техният ресурс надвишава стотици хиляди часове.

Имайте предвид, че устройството на индустриалните роботи от първото поколение в стойностно отношение приема 75% от механика и 25% от електрониката. Реконструкцията на такива устройства изискваше време и причини престой на оборудването. За да ги преориентираме с цел изпълнение на нова работа, програмата за управление бе заменена.

Второто поколение роботи

Скоро се оказа: въпреки всички предимства, машините от първо поколение се оказаха несъвършени. Второто поколение пое по-фин контрол върху индустриалните роботи - адаптивно. Първите устройства изискват подреждането на средата, в която работят. Последното обстоятелство често показваше високи допълнителни разходи. Това стана критично за развитието на масовото производство.

Нов етап на прогрес се характеризира с развитието на множество сензори. С тяхна помощ роботът получава качество, наречено "усещане". Той започна да получава информация за външната среда и в съответствие с него избира най-добрия вариант за действие. Например, успях да придобия умения, за да участвам и да се справя с препятствие. Такова действие се дължи на микропроцесорна обработка на получената информация, която впрочем, въведена в променливите на програмите за управление, се ръководи от роботи.

Видове основни производствени операции (заваряване, боядисване, монтаж, различни видове агрегати) също са обект на адаптация. Това означава, че когато изпълнявате всеки един от тях, се инициира мултиварианс, за да се подобри качеството на някое от горните произведения.

Управлението на индустриалните манипулатори се извършва основно програмно. Хардуерът на контролната функция е индустриалният мини PC / 104 или MicroPC. Обърнете внимание, че адаптивният контрол се основава на многообразен софтуер. Решението за избор на типа операция на програмата се приема от робота въз основа на информация за носителя, описан от детекторите.

Характерна особеност на работата на второто поколение на робота е инсталиран предварително наличие на режима на работа, всеки от които се активират при определени стойности, получени от външната среда.

Третото поколение роботи

Автоматичните роботи от третото поколение могат самостоятелно да генерират програма за действията си в зависимост от задачата и обстоятелствата в околната среда. Те нямат "креватчета", т.е. писмени технологични действия в определени варианти на външната среда. Те имат способността самостоятелно да изграждат оптимално алгоритъм за своята работа, както и да я прилагат бързо на практика. Цената на електрониката на такъв промишлен робот е десетки пъти по-висока от механичната му част.

Най-новият робот, реализиращ улавянето на детайлите благодарение на сензорите, "знае" колко успешно е направил. В допълнение, самата сила на захващане (обратна сила) се регулира в зависимост от крехкостта на материала на частта. Може би затова устройството на индустриалните роботи от новото поколение се нарича интелектуалец.

Както разбирате, "мозъкът" на такова устройство е неговата система за управление. Най-обещаващо е регулирането, извършено по методите на изкуствения интелект.

Разузнаването на тези машини е дадено от пакетите програмите за приложения, програмируеми логически контролери, инструменти за моделиране. В производството индустриалните роботи се комбинират в мрежа, осигурявайки правилното ниво на взаимодействие между системата "човек-машина". Също така са разработени инструменти за предвиждане на работата на такива устройства в бъдеще благодарение на внедреното софтуерно моделиране, което позволява избор на оптимални опции за работа и конфигуриране на връзката към мрежата.

Водещи световни компании, които произвеждат роботи

Днес, използването на промишлени роботи се поддържа от водещи компании, включително японски (Fanuc, Kawasaki, MOTOMAN, OTC Daihen, Panasonic), американски (КС роботи, Triton производство, Kaman Corporation), немски (Kuka).

Какви са имената на тези компании в света? Активът Fanuc - най-бързият до момента, делта робот M-1iA (такива машини са често използвани в опаковката), най-мощният от роботи серийни номера - M-2000iA, признат в цял свят роботизирани заварчици ArcMate.

Не по-малко в търсенето промишлени роботи в производството, издадени от Kuka. Тези машини с немска точност извършват обработка, заваряване, монтаж, опаковане, палетизиране, товарене.

Също така впечатляващо е и моделната гама на японско-американската компания Motoman (Yaskawa), която работи на американския пазар: 175 модела промишлени роботи, както и повече от 40 интегрирани решения. Промишлени роботи, използвани в САЩ за производство, се произвеждат най-вече от тази водеща компания в индустрията.

Повечето от другите компании, които представляваме, заемат ниша, като правят по-тесен набор от специализирани устройства. Например, Daihen и Panasonic произвеждат роботи за заваряване.

Начини за организиране на автоматизираното производство

Ако говорим за организирането на автоматизирано производство, тогава първо беше приложен твърд линеен принцип. Въпреки това, при достатъчно висока скорост цикъл на производство има сериозен недостатък - престой поради грешки. Като алтернатива беше изобретана ротационна технология. С тази организация на производството, както детайлът, така и автоматизираната линия (роботите) се движат в кръг. Машините в този случай могат да дублират функции и практически са неуспешни. В този случай обаче скоростта се губи. Идеалната възможност за организиране на процеса е хибрид на двете по-горе. Нарича се ротационен конвейер.

Промишлен робот като елемент на гъвкаво автоматично производство

Съвременните "интелигентни" устройства се преконфигурират бързо, работят високопроизводими и независимо извършват работа с помощта на оборудването, обработващите материали и заготовките. В зависимост от спецификата на използването, те могат да функционират както в рамките на една програма, така и като променят работата си, т.е. избирайки от фиксирания брой предоставени програми правилната.

Индустриалният робот е съставен елемент на гъвкавата автоматизирана продукция (общоприето съкращение - GAP). Последното включва и:

• срамежлива система, извършваща компютърно проектиран дизайн;
• срамежлив комплекс от автоматизиран контрол на технологичното оборудване на производството;
• срамежливи промишлени роботи - манипулатори;
• срамежливо работещ производствен транспорт;
• срамежливи устройства, които извършват товарене / разтоварване и поставяне;
• срамежлива система за контрол върху производствените технологични процеси;
• срамежливото управление на производството.

Повече за практиката на използване на роботи

Реалните промишлени приложения са модерни роботи. Техните видове са различни и осигуряват висока производителност на стратегически важни отрасли. По-специално, в много отношения икономиката на съвременната Германия дължи своя нарастващ потенциал на тяхното приложение. В кои сектори работят тези "работници от желязото"? При металообработването те функционират практически във всички процеси: леене, заваряване, коване, осигуряване на най-високо качество на работа.

Кастинга като индустрия с екстремни условия за човешки труд (т.е. високи температури и замърсяване) е до голяма степен роботизирана. Машините от Кука се монтират дори и в леярни.

Хранителната индустрия също получи оборудване от Kuka за производствени цели. "Хранителните роботи" (снимките, представени в статията) най-често заместват хората в зони със специални условия. Разпространява се в производството на машини, които осигуряват топъл микроклимат в стая с температура не повече от 30 градуса по Целзий. Роботите, произведени от неръждаема стомана, манифестират месото, участват в производството на млечни продукти и, разбира се, натрупват и опаковат продукти по най-добрия възможен начин.

Трудно е да се надценява приноса на такива устройства за автомобилната промишленост. Според експерти, най-мощните и продуктивни машини до момента са точно роботите "Куков". Снимките на такива устройства, които извършват цялата гама от операции по монтаж на автомобил, са впечатляващи. Време е да говорим за автоматизирано производство.

Обработка на пластмаси, освобождаване пластмаси, производство на сложни изделия корпусни от различни материали осигуряват роботи в производството в много вредно за замърсяване на човешкото здраве.

Дървообработването е друга важна област на приложение на агрегатите "Kukovsky". Освен това, описаните устройства осигуряват както изпълнение на индивидуални поръчки, така и създаване на мащабно производство на всички етапи - от първична обработка и рязане до фрезоване, пробиване, смилане.

Ценоразпис

В момента роботите се произвеждат на пазара на Русия и страните от ОНД, които се произвеждат от компаниите Kuka и Fanuc. Цените им варират от 25 000 до 800 000 триене. Този впечатляващ Extension обяснява с наличието на различни модели: стандарт лекотоварния (5-15 кг), специални (специална решаване на проблеми), специализирана (работи в необичайна среда), тежкотоварни автомобили (до 4000 m).

данни

Трябва да се признае, че потенциалът за използване на промишлени роботи все още не е напълно използван. В същото време, благодарение на усилията на специалистите, съвременните технологии позволяват да се внедряват все повече и повече смели идеи.

Необходимостта от увеличаване на производителността на световната икономика и увеличаване на дела на интелектуалния човешки труд служи като мощен стимул за развитието на все по-нови типове и модификации на промишлени роботи.