Что это?
Это статья об индустриальном применении робототехники. Применение роботов в промышленности началось, по историческим меркам, не так давно — чуть больше, чем полвека назад, но сейчас уже мало какое производство можно представить себе без автоматических линий, без стальных манипуляторов и зорких стеклянных зрачков роботов — эти железные ребята прочно вошли в большинство производственных процессов и уходить не собираются.
Несмотря на такое обширное, почти повсеместное распространение роботов, лишь специалисты в полной мере представляют себе весь спектр их возможностей. В этой статье мы приоткроем дверь в мир промышленной робототехники для широкого круга читателей: опишем некоторые разновидности производственных роботов и сферы их применения. Нельзя объять необъятное в одной статье, но, если читателям будет интересно, мы обязательно продолжим.
Так какие они бывают — роботы?
По типу управления:
Управляемые роботы: требуют, чтобы каждым их движением управлял оператор. В силу узости областей применения распространены мало. Да и не совсем роботы.
Автоматы и полуавтономные роботы: действуют строго по заданной программе, зачастую не имеют сенсоров и не способны корректировать свои действия, не могут обойтись без участия рабочего.
Автономные: могут совершать запрограммированный цикл действий без участия человека, согласно заданным алгоритмам и корректируя свои действия по мере необходимости. Такие роботы способны полностью перекрыть поле деятельности на своем участке конвейера, без привлечения живой рабсилы.
По функциям и сфере применения:
Роботы разделяются по назначению и исполняемым функциям, вот лишь некоторые из них: промышленные роботы бывают универсальные, сварочные, машиностроительные, режущие, комплектовочные, сборочные, упаковочные, складские, малярные. Это далеко не полный перечень: количество всевозможных вариантов постоянно растет и все перечислить невозможно в рамках одной статьи. Можно лишь с уверенностью сказать о том, что вряд ли найдется такая область человеческой деятельности, где роботы не смогли бы сделать труд человека более творческим, взяв всю монотонную и опасную часть работы на себя.
Другие методы классификации
У каждой энциклопедии, каждого справочника и каждого производителя своя классификация и типология роботов. Что и не удивительно — зачастую она определяется сугубо специфическими нуждами и частным подходом того, кто её составляет.
Помешает ли это нам рассмотреть некоторые образцы и понять — что же они умеют? Нет конечно. Поехали.
Рассмотрим образцы
Среди промышленных роботов выделяется продукция таких известных фирм, как Kuka, Fanuc, Universal Robots, некоторые образцы которых мы рассмотрим чуть ниже.
KUKA KR QUANTEC PA Arctic
KUKA KR QUANTEC PA
FANUC M-2000iA/1200
FANUC M-2000iA/1200 — пятиосевой грузоподъемный робот поднимающий до 1200 кг и перемещающий этот груз на расстояние до 3,7 м — идеален в качестве погрузчика, так как работает без участия человека, что практически сводит к нулю опасность травматизма. Работает при температурах 0°C — +45 °C. Стабильность повторяемости — 0,03 мм.
Крайне прочный аппарат.
Universal Robots — UR10
UR10 — самый крупный из манипуляторов Universal Robots и это коллаборативный робот, проще говоря — он создан для работы с другим оборудованием и помощи в работе человеку.
Манипулятор модели UR10 имеет радиус действия 1,3 м и поднимает груз до 10 кг. Его можно использовать с сельскохозяйственным, фармацевтическим, технологическим и многим другим оборудованием. Компактно размещается на рабочем месте человека, чтобы стать ему “третьей рукой”, легко программируется и быстро настраивается.
UR10 умеет завинчивать, клеить, сваривать и паять, производить литьевые и сборочные работы.
Также роботы Universal Robots применены в проекте Voodoo Manufacturing: Project Skywalker компании Medium Corporation — это фабрика 3D-печати, многие операции на которой выполняют именно роботы-манипуляторы. Такие действия, как замена платформ для печати, сбор и складирование готовых изделий больше не требуют неустанного внимания персонала.
Особенно интересны универсальные роботы, так как именно они, в силу своего назначения, снабжены наиболее адаптивными системами управления.
Rethinkrobotics
Это такие роботы, как Baxter и Sawyer производства Rethinkrobotics.
Baxter — многофункциональный робот с двумя манипуляторами и системами обратной связи и самообучения.
Его 7-осевые манипуляторы способны почти на всё, на что способна рука человека, в том числе — имеют обратную связь и могут контролировать прилагаемые усилия. Это, плюс ещё особенности дизайна, делают Бакстера безопасным для живых рабочих — его рабочее место не нуждается в ограждении, да и вообще — места он занимает немного, что здорово экономит пространство в цеху. Пара бакстеров способна успешно работать вместе.
Бакстер интересен еще и тем, что не требует тщательного подробного программирования каждого своего действия — “учить” его можно не только через интуитивно понятное визуальное приложение, но и прямо на рабочем месте — повторяя показанные движения он запоминает их и применяет в дальнейшем.
Точность действий Сойера доходит до 0,1 мм, что позволяет использовать его в сотнях видов комплектовочных, сборочных и других конвейерных работ.
Оба робота легко переобучаются для выполнения новых функций даже без применения традиционного программирования и столь же просто перемещаются с одного рабочего места на другое.
Гибридное производство
Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator
Очень интересным представляется подход компании Stratasys, которая создала промышленный аппарат нового типа — гибрид робота и 3D-принтера.
Конечно, любой 3D-принтер обладает признаками робота, но тут — это совершенно традиционной формы роботизированный манипулятор, имеющий в том числе и функцию FDM-печати. Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator предназначен, прежде всего, для авиационного и космического производства, в котором так важна его способность производить печать на вертикальных поверхностях неограниченной площади, в соответствии с концепцией “infinite-build” — “бесконечное построение”. С работой над проектом связаны такие монстры, как аэрокосмический гигант Boeing и автоконцерн Ford, которые предоставили Stratasys спецификации по необходимым характеристикам получаемых изделий.
Восьмиосевой механизм манипулятора, обилие специально разработанных композитных материалов для печати, традиционно высокое качество изготовления — все говорит нам о том, что у этого аппарата и его потомков большое будущее.
3D Systems — Figure 4
Figure 4 компании 3D Systems — модульная робототехническаяя система для автоматизации стереолитографической 3D-печати, ни больше, ни меньше.
Кроме того, в цикл уже включены и такие этапы, как промывка, отделение поддержек и дозасветка, а не только первичная экспозиция. Все это Figure 4 делает сам, без вмешательства оператора в процесс работы.
Благодаря модульности, на основе Figure 4 можно создать достаточно крупные автоматические линии, используя стандартные компоненты.
Этот комплекс был представлен общественности в этом году, на выставке The International Dental Show в Кёльне, как и новый 3D-принтер ProJet CJP 260Plus — полноцветный 3D-принтер предназначенный для анатомического моделирования медицинских изделий и быстрого прототипирования любых промышленных образцов.
Принтер также роботизирован — снабжен системой автоматической загрузки, удаления и переработки печатного порошка.
Можно с уверенностью сказать, что комплексный подход к 3D-печати — часть производственной культуры будущего. Он даст радикально новое сочетание скорости, точности, удобства и снижения себестоимости изделий.
Carbon — Carbon SpeedCell
Carbon SpeedCell — технологическое решение от компании Carbon, которое включает в себя новый 3D-принтер The M2, работающий по технологии CLIP, и финишинговый аппарат для стереолитографических распечаток Smart Part Washer.
CLIP — технология бесслойной стереолитографической печати, обеспечивающая скорость от 25 до 100 раз быстрее обычной SLS и новый уровень качества поверхности.
Система CLIP (Continuous Liquid Interface Production) позволяет получить невозможные ранее формы изделий требующие минимальной постобработки. Точных характеристик аппаратного комплекса производитель пока не предоставил, но сам подход уже радует — это почти готовое решение для любой мастерской, в которой требуется стереолитографическая печать.
DMG MORI — LASERTEC 65 3D
Аппарат сочетающий в себе несколько разных подходов к обработке деталей: это и классический фрезерный станок с программным управлением — пятиосевой и весьма точный, и лазерный режущий инструмент с теми же степенями свободы, и печатающий металлом 3D-принтер с технологией лазерного напыления. Сложно представить себе операцию, которую не смог бы произвести этот станок с металлической деталью. Гибридный подход: фрезеровка заготовки, наплавление недостающих деталей или печать с нуля и чистовая обработка — все операции могут произведены с деталью за один подход, в рамках одной заданной программы, без прерывания технологического цикла. Размер обрабатываемой и/или печатаемой детали составляет до 600 на 400 мм, а вес может быть до 600 кг.
Такое МФУ для работы по металлу уже многое изменило в культуре производства штучных и мелкосерийных изделий, а в ближайшее время подобный подход может распространиться и на серийное производство.
EOS — Additive Manufacturing
Компания EOS создала манипуляторы, которые способны производить различные операции, где требуется захват и перемещение детали. Разработки EOS в этой области основываются на наблюдениях за поведением животных, в частности — этот манипулятор создан по примеру хобота слона.
Такой робот-манипулятор может быть использован во множестве промышленных операций, как то: в транспортировке и упаковке, в перемещении деталей из одной рабочей зоны в другую, например — из 3D-принтера в камеру пост-обработки, чтобы исключить участие человека на этом этапе.
Вот так он устроен:
Также компания спонсирует и представляет проект Roboy — это мобильный гуманоидный робот, который способен выполнять любые движения свойственные человеку и служить помощником на производстве.
Concept Laser и Swisslog — M Line Factory
Известный производитель печатающих металлом 3D-принтеров, Concept Laser заключил соглашение с компанией Swisslog, их общий проект — M Line Factory, это система перемещения металлических 3D-печатных деталей между станками Concept Laser с помощью роботов Swisslog.
Компании продолжают совершенствование аппаратных комплексов для 3D-печати металлом. Роботизированные составляющие этих машин способны провести деталь через весь цикл — от загрузки проекта в память, до выхода готового изделия на склад, — без необходимости вмешательства оператора.
Additive Industries — The MetalFAB1
Единственная в своем роде установка — единая система для печати, транспортировки из рабочей камеры и хранения готовых деталей. Фактически — готовый цех металлической 3D-печати в одном корпусе.
Существуют роботы, которые способны выполнять функции сварочных и фрезерных станков c программным управлением.
А также такие, которые обслуживают традиционные фрезерные ЧПУ-станки, увеличивая их производительность.
Например, вот так это делает упомянутый выше Sawyer:
Выводы
Роботы в современной промышленности везде. Они в любом цеху и в любой области производства. И это нормально: роботы экономят деньги работодателей, а рабочих спасают от вредной и монотонно-отупляющей работы; роботы работают круглосуточно и безостановочно; роботы намного точнее живых рабочих — они не устают, у них не “замыливается глаз”, их сенсоры и системы позиционирования способны сохранять точность до сотых долей миллиметра.
Пока мы видим их еще не везде — многие производственные процессы скрыты от рядового пользователя, да и не особо интересны обычно, — но совсем скоро невозможно будет не замечать того, что подавляющая часть всех материальных благ производится умными машинами.
»
Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?
Подписывайтесь на нас в соц. сетях:
Подписывайтесь на наш телеграм-канал с отборными кейсами роботизации и автоматизации со всего мира: https://tglink.ru/easy_robotics
В статье рассказывается о выгоде автоматизации производства, производителях роботов, а также об основных типах промышленных роботов и примерах их применения в различных отраслях.
Содержание
Перспективы применения
Одна из причин быстро нарастающей автоматизации труда — робототехника становится дешевле. За прошлое десятилетие цена роботов снизилась почти на 30%, на следующие 10 лет прогнозируется уменьшение их стоимости еще на 20—22%. Робототехника не только продолжает развиваться на крупных предприятиях, но и уверенно продвигается в область среднего и малого бизнеса.
Почти все ведущие производители робототехники теперь выпускают роботов-манипуляторов и коллаборативных роботов, предназначенных для МСП, но, что интересно, крупные промышленные компании тоже часто покупают их наряду с традиционными промышленными роботами.
Компании Changying Precision Technology, Mcdonald’s, Vanguard Plastics Corp и FANUC Robotics провели ряд практических исследований. Результаты показали, что:
- роботы успешно заменяют людей и дешевле обходятся на производстве, чем работники;
- каждый может заменить несколько десятков рабочих вместе взятых;
- за 12-15 лет эксплуатации роботы не только окупают себя, но и увеличивают норму выработки продукции во множество раз.
Расчет конечной выгоды установки и эксплуатации робота из книги: Robotics application in flexible manufacturing systems: prospects and challenges in a developing country Bello S.K.
Финансовые реалии приведены зарубежные, но в общих чертах становится приблизительно понятен порядок сроков окупаемости.
Источник: politsturm.com
Основные преимущества
- Снижение затрат на рабочую силу;
- ускорение производственных процессов;
- повышение точности и уменьшение брака;
- экономия материала;
- энергосбережение;
- пониженная стоимость обработки;
- совершенствование управления;
- более низкая стоимость инвентаря;
- гибкость при переходе на другой проект.
Производители промышленных роботов
Компаний по производству роботов очень много, рассмотрим некоторые из них.
Fanuc
Число установленных по всему миру роботов: 400 000 (данные 2018 года)
На фото: FANUC M900ia-600
Японская компания, специализирующаяся на автоматизации производства и крупнейший производитель промышленных роботов в мире, судя по количеству роботов-манипуляторов, установленных на заводах всего мира.
В прошлом году компания отметила производство своего 500-тысячного промышленного робота и расширяет ассортимент своей продукции, чтобы включать все новые типы роботов.
Ассортимент промышленных роботов FANUC очень велик: дельта-роботы, роботы для покраски, сварки, паллетирования, монтируемые сверху т. д.
Пример применения
Источник: fanuc.eu
Компания Flexlink, создающая автоматизированные конвейерные системы, использует на новой линии для фармацевтических блистерных упаковок дельта-робота FANUC M-1iA в паре с шарнирным роботом LR Mate 200iD. Первый робот выравнивает положение неправильно ориентированных изделий, а также оценивает их качество (некачественное возвращает). Если все в порядке, кладет изделие на промежуточную ленту и выравнивает перед зоной сборки. Далее LR Mate 200iD укладывает изделия в упаковку. Скорость работы 60 штук в минуту.
Видео показывает широкий спектр решений промышленной автоматизации с использованием роботов FANUC: Обслуживание станка, укладка на поддоны (паллетизация), удаление лишнего материала с детали, точечная сварка и пр.
Hanwha
Hanwha HCR-5 cobot
Hanwha является одним из крупнейших конгломератов в Южной Корее. Производство роботов — лишь небольшая часть ее деятельности.
Ее коллаборативный робот — первый в своем роде в Южной Корее. Коботы — удачное решение для мелких производителей. Такие роботы стали популярны, потому что ими легче управлять, по сравнению с обычными промышленными, получая при этом те же преимущества. К тому же они дешевле в обслуживании.
Пример применения
HYRobotics HCR-5 подает шоколад.
Видео демонстрирует, как робот забирает обработанные детали у станка ЧПУ.
Kuka
Количество установленных по всему миру роботов: 80 000
KUKA предлагает промышленных роботов в широком диапазоне, с различной грузоподъемностью и охватом. Их используют на самых разных производствах для выполнения операций по сварке, погрузке, паллетированию, упаковке, обработке, сборке и других.
Пример применения
Дуговая сварка с помощью роботов на заводе Gestamp.
Специалисты Gestamp производят рамы лестничного типа для автомобилей Volkswagen. Завод Gestamp в Билефельде использует полностью автоматическую систему дуговой сварки от KUKA Systems, чтобы обеспечить высочайшее качество, надежность процесса и высокую производительность при минимальной потребности в рабочей силе.
Universal Robots
Количество роботов, установленных по миру: 20 000
Universal Robots — это датский производитель небольших гибких промышленных коллаборативных роботов.
Компания в свое время предложила много нового, а главное — возможность использовать более мелких и недорогих роботов, которых не требовалось отделять от работников-людей. В 2008 году появился первый UR5. В 2012 году был запущен второй робот — UR10. В 2015 году анонсировали UR3.
Фантастический успех Universal, вероятно, отчасти связан с тем, что ее робот был первым коботом в его нынешнем виде — автономным и работающим в сотрудничестве с людьми. Но что еще более важно — это превосходная конструкция, которой подражают другие производители роботов.
Пример применения
Робот UR на заводе Continental работает со станком с ЧПУ.
В 2016 году компания Continental приобрела несколько роботов UR 10 для автоматизации погрузки и разгрузки печатных плат и монтажа компонентов Время перехода с одного режима обработки на другой сократилось вдвое, по сравнению с ручным трудом.
uFactory
UFactory xArm
UFactory — китайский стартап. Выпустил настольных роботов-манипуляторов для обучения и малого бизнеса, экономичных и интуитивно понятных, среди них uArm Swift Pro — модель для образования и xArm System — линейка коботов для производства.
xArm выпускается в трех версиях: 5-шарнирный xArm 5 Lite, с грузоподъемность до 2 кг, более гибкий 6-шарнирный xArm6 (5 кг) и 7-шарнирный xArm 7, который перемещает груз до 3,5 кг.
Пример применения
Видео демонстрирует использование uArm Swift Pro для 3D-печати.
Применение промышленных роботов в различных отраслях промышленности
В апреле 2019 года International Federation of Robotics предварительно оценила уровень внедрения роботов на 2018 г. по отраслям во всем мире:
Автомобильная промышленность по-прежнему лидирует по внедрению робототехники. Вместе с электротехнической/ электронной отраслью они охватывают примерно 60% рынка. Хотя количество продаж несколько снизилось по сравнению с 2017 годом, что неудивительно — в этих отраслях роботизация началась давно и проводилась бурными темпами — прогноз на будущее весьма положительный.
Нарастают темпы внедрения промышленных роботов в металлургии, химической, пищевой промышленности и др.
Промышленные роботы могут применяться везде, где требуется точность, скорость, где надо выполнять монотонные или опасные для человека операции или работать в агрессивной среде…
Ниже даны всего лишь несколько примеров использования робототехники в различных отраслях.
Автомобильная промышленность
Линия сборки Audi. Источник: fanuc.eu
AUDI Hungary — одна из компаний с крупнейшим оборотом и экспортом в Венгрии, производит автомобили при поддержке промышленных роботов FANUC
Производство электроники
Робот KR 6 R900 держит плату и паяет. Источник: kuka.com
Компания ALNEA Sp. z.o.o. специализируется производстве тестовых приборов по индивидуальному заказу. Для селективной пайки печатных плат используется робот KUKA KR 6 R900. В результате ALNEA добилась высочайшей точности пайки и снижения времени производственного процесса вдвое.
Видео
Роботы в промышленности — их типы и разновидности
Что это?
Это статья об индустриальном применении робототехники. Применение роботов в промышленности началось, по историческим меркам, не так давно — чуть больше, чем полвека назад, но сейчас уже мало какое производство можно представить себе без автоматических линий, без стальных манипуляторов и зорких стеклянных зрачков роботов — эти железные ребята прочно вошли в большинство производственных процессов и уходить не собираются.
Несмотря на такое обширное, почти повсеместное распространение роботов, лишь специалисты в полной мере представляют себе весь спектр их возможностей. В этой статье мы приоткроем дверь в мир промышленной робототехники для широкого круга читателей: опишем некоторые разновидности производственных роботов и сферы их применения. Нельзя объять необъятное в одной статье, но, если читателям будет интересно, мы обязательно продолжим.
Так какие они бывают — роботы?
Есть несколько классификаций промышленных роботов: по типу управления, по степени мобильности, по области применения и специфике совершаемых операций.
По типу управления:
Управляемые роботы: требуют, чтобы каждым их движением управлял оператор. В силу узости областей применения распространены мало. Да и не совсем роботы.
Автоматы и полуавтономные роботы: действуют строго по заданной программе, зачастую не имеют сенсоров и не способны корректировать свои действия, не могут обойтись без участия рабочего.
Автономные: могут совершать запрограммированный цикл действий без участия человека, согласно заданным алгоритмам и корректируя свои действия по мере необходимости. Такие роботы способны полностью перекрыть поле деятельности на своем участке конвейера, без привлечения живой рабсилы.
По функциям и сфере применения:
Роботы разделяются по назначению и исполняемым функциям, вот лишь некоторые из них: промышленные роботы бывают универсальные, сварочные, машиностроительные, режущие, комплектовочные, сборочные, упаковочные, складские, малярные.
Это далеко не полный перечень: количество всевозможных вариантов постоянно растет и все перечислить невозможно в рамках одной статьи. Можно лишь с уверенностью сказать о том, что вряд ли найдется такая область человеческой деятельности, где роботы не смогли бы сделать труд человека более творческим, взяв всю монотонную и опасную часть работы на себя.
Другие методы классификации
У каждой энциклопедии, каждого справочника и каждого производителя своя классификация и типология роботов. Что и не удивительно — зачастую она определяется сугубо специфическими нуждами и частным подходом того, кто её составляет.
Помешает ли это нам рассмотреть некоторые образцы и понять — что же они умеют? Нет. Начнем.
Рассмотрим образцы
Среди промышленных роботов широко известна продукция таких фирм, как Kuka, Fanuc, Universal Robots, некоторые образцы которых мы рассмотрим чуть ниже.
KUKA KR QUANTEC PA Arctic
KUKA KR QUANTEC PA — один из лучших роботов-палетоукладчиков на рынке. KUKA KR QUANTEC PA Arctic — его модификация, робот функционирующий при экстремально низких температурах. Он создан для работы преимущественно в морозильных камерах, при температурах до -30 °C. Электронные и механические части аппарата не нуждаются в защите от мороза, снега, инея, а также не выделяют излишнего тепла. Радиус действия манипулятора модификации Арктик, как и у стандартного KUKA KR QUANTEC PA, составляет 3195 мм, а полезная нагрузка — до 240 кг. Аппарат идеален для применения в пищевой промышленности и в условиях крайнего севера. Кроме составления штабелей из паллетов, робот может выполнять и другие манипуляции, ведь точность его движений, а точнее говоря — стабильность повторяемости позиционирования, составляет 0,06 мм.
FANUC M-2000iA/1200
FANUC M-2000iA/1200 — пятиосевой грузоподъемный робот поднимающий до 1200 кг и перемещающий этот груз на расстояние до 3,7 м — идеален в качестве погрузчика, так как работает без участия человека, что практически сводит к нулю опасность травматизма. Работает при температурах 0°C — +45 °C. Стабильность повторяемости — 0,03 мм.
Крайне прочный аппарат.
Universal Robots — UR10
UR10 — самый крупный из манипуляторов Universal Robots и это коллаборативный робот, проще говоря — он создан для работы с другим оборудованием и помощи в работе человеку.
Манипулятор модели UR10 имеет радиус действия 1,3 м и поднимает груз до 10 кг. Его можно использовать с сельскохозяйственным, фармацевтическим, технологическим и многим другим оборудованием. Компактно размещается на рабочем месте человека, чтобы стать ему “третьей рукой”, легко программируется и быстро настраивается.
UR10 умеет завинчивать, клеить, сваривать и паять, производить литьевые и сборочные работы.
Также роботы Universal Robots применены в проекте Voodoo Manufacturing: Project Skywalker компании Medium Corporation — это фабрика 3D-печати, многие операции на которой выполняют именно роботы-манипуляторы. Такие действия, как замена платформ для печати, сбор и складирование готовых изделий больше не требуют неустанного внимания персонала.
Особенно интересны универсальные роботы, так как именно они, в силу своего назначения, снабжены наиболее адаптивными системами управления.
Rethinkrobotics
Это такие роботы, как Baxter и Sawyer производства Rethinkrobotics.
Baxter — многофункциональный робот с двумя манипуляторами и системами обратной связи и самообучения.
Его 7-осевые манипуляторы способны почти на всё, на что способна рука человека, в том числе — имеют обратную связь и могут контролировать прилагаемые усилия. Это, плюс ещё особенности дизайна, делают Бакстера безопасным для живых рабочих — его рабочее место не нуждается в ограждении, да и вообще — места он занимает немного, что здорово экономит пространство в цеху. Пара бакстеров способна успешно работать вместе.
Бакстер интересен еще и тем, что не требует тщательного подробного программирования каждого своего действия — “учить” его можно не только через интуитивно понятное визуальное приложение, но и прямо на рабочем месте — повторяя показанные движения он запоминает их и применяет в дальнейшем.
Sawyer — “младший брат” Бакстера — удивительно компактный и легкий робот-манипулятор, Сойер весит всего 19 килограмм и может быть установлен почти где угодно, не занимая при этом много места.
Точность действий Сойера доходит до 0,1 мм, что позволяет использовать его в сотнях видов комплектовочных, сборочных и других конвейерных работ.
Оба робота легко переобучаются для выполнения новых функций даже без применения традиционного программирования и столь же просто перемещаются с одного рабочего места на другое.
Гибридное производство
Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator
Очень интересным представляется подход компании Stratasys, которая создала промышленный аппарат нового типа — гибрид робота и 3D-принтера.
Конечно, любой 3D-принтер обладает признаками робота, но тут — это совершенно традиционной формы роботизированный манипулятор, имеющий в том числе и функцию FDM-печати. Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator предназначен, прежде всего, для авиационного и космического производства, в котором так важна его способность производить печать на вертикальных поверхностях неограниченной площади, в соответствии с концепцией “infinite-build” — “бесконечное построение”. С работой над проектом связаны такие монстры, как аэрокосмический гигант Boeing и автоконцерн Ford, которые предоставили Stratasys спецификации по необходимым характеристикам получаемых изделий.
Восьмиосевой механизм манипулятора, обилие специально разработанных композитных материалов для печати, традиционно высокое качество изготовления — все говорит нам о том, что у этого аппарата и его потомков большое будущее.
3D Systems — Figure 4
Figure 4 компании 3D Systems — модульная робототехническаяя система для автоматизации стереолитографической 3D-печати, ни больше, ни меньше.
Это целый автоматический комплекс, который способен производить новые изделия каждые несколько минут — в отличие от нескольких часов на обычных SLS-принтерах.
Кроме того, в цикл уже включены и такие этапы, как промывка, отделение поддержек и дозасветка, а не только первичная экспозиция. Все это Figure 4 делает сам, без вмешательства оператора в процесс работы.
Благодаря модульности, на основе Figure 4 можно создать достаточно крупные автоматические линии, используя стандартные компоненты.
Этот комплекс был представлен общественности в этом году, на выставке The International Dental Show в Кёльне, как и новый 3D-принтер ProJet CJP 260Plus — полноцветный 3D-принтер предназначенный для анатомического моделирования медицинских изделий и быстрого прототипирования любых промышленных образцов.
Принтер также роботизирован — снабжен системой автоматической загрузки, удаления и переработки печатного порошка.
Можно с уверенностью сказать, что комплексный подход к 3D-печати — часть производственной культуры будущего. Он даст радикально новое сочетание скорости, точности, удобства и снижения себестоимости изделий.
Carbon — Carbon SpeedCell
Carbon SpeedCell — технологическое решение от компании Carbon, которое включает в себя новый 3D-принтер The M2, работающий по технологии CLIP, и финишинговый аппарат для стереолитографических распечаток Smart Part Washer.
CLIP — технология бесслойной стереолитографической печати, обеспечивающая скорость от 25 до 100 раз быстрее обычной SLS и новый уровень качества поверхности.
Система CLIP (Continuous Liquid Interface Production) позволяет получить невозможные ранее формы изделий требующие минимальной постобработки. Точных характеристик аппаратного комплекса производитель пока не предоставил, но сам подход уже радует — это почти готовое решение для любой мастерской, в которой требуется стереолитографическая печать.
DMG MORI — LASERTEC 65 3D
Аппарат сочетающий в себе несколько разных подходов к обработке деталей: это и классический фрезерный станок с программным управлением — пятиосевой и весьма точный, и лазерный режущий инструмент с теми же степенями свободы, и печатающий металлом 3D-принтер с технологией лазерного напыления. Сложно представить себе операцию, которую не смог бы произвести этот станок с металлической деталью. Гибридный подход: фрезеровка заготовки, наплавление недостающих деталей или печать с нуля и чистовая обработка — все операции могут произведены с деталью за один подход, в рамках одной заданной программы, без прерывания технологического цикла. Размер обрабатываемой и/или печатаемой детали составляет до 600 на 400 мм, а вес может быть до 600 кг.
Такое МФУ для работы по металлу уже многое изменило в культуре производства штучных и мелкосерийных изделий, а в ближайшее время подобный подход может распространиться и на серийное производство.
EOS — Additive Manufacturing
Компания EOS создала манипуляторы, которые способны производить различные операции, где требуется захват и перемещение детали. Разработки EOS в этой области основываются на наблюдениях за поведением животных, в частности — этот манипулятор создан по примеру хобота слона.
Такой робот-манипулятор может быть использован во множестве промышленных операций, как то: в транспортировке и упаковке, в перемещении деталей из одной рабочей зоны в другую, например — из 3D-принтера в камеру пост-обработки, чтобы исключить участие человека на этом этапе.
Вот так он устроен:
Также компания спонсирует и представляет проект Roboy — это мобильный гуманоидный робот, который способен выполнять любые движения свойственные человеку и служить помощником на производстве.
Concept Laser и Swisslog — M Line Factory
Известный производитель печатающих металлом 3D-принтеров, Concept Laser заключил соглашение с компанией Swisslog, их общий проект — M Line Factory, это система перемещения металлических 3D-печатных деталей между станками Concept Laser с помощью роботов Swisslog.
Компании продолжают совершенствование аппаратных комплексов для 3D-печати металлом. Роботизированные составляющие этих машин способны провести деталь через весь цикл — от загрузки проекта в память, до выхода готового изделия на склад, — без необходимости вмешательства оператора.
Additive Industries — The MetalFAB1
Единственная в своем роде установка — единая система для печати, транспортировки из рабочей камеры и хранения готовых деталей. Фактически — готовый цех металлической 3D-печати в одном корпусе.
Существуют роботы, которые способны выполнять функции сварочных и фрезерных станков c программным управлением.
А также такие, которые обслуживают традиционные фрезерные ЧПУ-станки, увеличивая их производительность.
Вот так с этим справляется упомянутый выше Sawyer:
Выводы:
Роботы в современной промышленности везде. Они в любом цеху и в любой области производства. И это нормально: роботы экономят деньги работодателей, а рабочих спасают от вредной и монотонно-отупляющей работы; роботы работают круглосуточно и безостановочно; роботы намного точнее живых рабочих — они не устают, у них не “замыливается глаз”, их сенсоры и системы позиционирования способны сохранять точность до сотых долей миллиметра.
Пока мы видим их еще не везде — многие производственные процессы скрыты от рядового пользователя, да и не особо интересны обычно, — но совсем скоро невозможно будет не замечать того, что подавляющая часть всех материальных благ производится умными машинами.
Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?
Подписывайтесь на нас в соц. сетях:
Vk
Youtube
Top 3D Shop — Ваш эксперт на рынке 3D-техники
Подписывайтесь на наш телеграм-канал с отборными кейсами роботизации и автоматизации со всего мира: https://tglink.ru/easy_robotics
Робот или человек — вот, в чем вопрос! Кто работает эффективнее: робот, на которого не влияет настроение, погода, коллектив и прочие факторы, либо человек, физическая и умственная работа которого напрямую зависит от окружающей среды?
По данному поводу до сих пор ведутся споры, но это не мешает ученым IFR сделать вывод, что продажи производственных роботов к 2020 году увеличатся на 15%, а общее количество проданных единиц достигнет 521 тысячи во всем мире. Несмотря на все «за» и «против» применение промышленных роботов только набирает обороты. Сегодня мы поговорим о самых популярных роботах и о сферах производства, в которых они используются.
Какие типы роботов существуют?
От создания первого промышленного робота прошло чуть более полвека, а сейчас изобретено множество различных моделей. Их принято различать по типу управления, функциям и области использования.
| Классификационный признак | Виды | Описание |
|---|---|---|
| Тип управления | Управляемые | Нуждаются в управлении человеком, применяются в узких областях. |
| Полуавтономные устройства и автоматы | Исполняют работу согласно заданного алгоритма. Как правило, без сенсоров, поэтому не могут исправлять свою работу. Требуют участие оператора. | |
| Автономные | Работают без присмотра человека. Выполняют запрограммированные действия с возможностью их корректировки. Они полностью заменяют человека на определенном участке конвейера. | |
| Функции и область применения | Универсальные, машиностроительные, сборочные, малярные, режущие, сварочные, складские, комплектовочные и упаковочные. | Данный перечень можно продолжать, ведь с каждым днем сфера их применения растет. |
Мы привели наиболее распространенную классификацию, хотя насчитывается еще много других видов. Но не будем останавливаться на теории — переходим к практике!
Для чего используют роботов в промышленности?
Применение промышленных роботов связано как с основной деятельностью на производстве, так и вспомогательной деятельностью (транспортировка изделий).
Самыми распространенными функциями, которые выполняют такие устройства, являются:
- Точечная и дуговая сварка.
- Удержание деталей, разгрузка/загрузка станков.
- Перенос деталей, укладка в тару, штабелирование и т.д.
- Литьё, штамповка и ковка.
- Нанесение распыления на покрытие.
- Сборка деталей.
- Шлифовка, полировка, сверление, обдирка и прочие операции обработки.
- Контроль качества изделий.
Примеры промышленных роботов
Согласно исследованиям Transparency Market Research объем мирового рынка производственных роботов к 2020 году составит 44,44 миллиарда долларов.
Среди них огромную долю занимают такие всемирно известные производители, как Kuka, Universal Robots и Fanuc. А теперь подробно об успешных разработках этих компаний.
KUKA KR QUANTEC PA Arctic
Это самая удачная модификация робота-палетоукладчика. Он способен работать даже при -30 градусах. Разработчики позаботились о том, чтобы ни мороз, ни снег не повлияли на электронные и механические части устройства. Манипулятор действует на радиусе 31,95 см, выдерживая нагрузку до 240 кг.
Робот широко применяется в пищевой отрасли в условиях крайнего севера. Высокая точность движений (0,06 мм) позволяет роботу выполнять и прочие действия, помимо стандартных — составления штабелей из паллетов.
Universal Robots — UR10
Разработчики компании создали коллаборативного робота UR10, который работает как с прочей техникой, так и помогает человеку в производственных процессах.
Причем это самый крупный среди всех манипуляторов компании, способный поднимать тяжести до 10 килограмм и имеющий радиус действия до 1,3 метров. Используется такое устройство в сельскохозяйственной, фармацевтической, технологической и прочих областях.
Рабочие предприятий, где применяется UR10, называют этого робота своей «третьей рукой». Такой помощник завинчивает, клеит, паяет, сваривает, выполняет сборку и литьё. Широкий спектр действий робота обеспечивается адаптивными системами управления.
С недавних пор UR10 стали применять в ЗD-печати. Теперь на производстве не нужен постоянный присмотр рабочего: робот-манипулятор сам заменяет платформу для печати, собирает и складирует готовые продукты.
M-2000iA/1200 от компании Fanuc
Прочный аппарат используется в качестве погрузчика и вовсе не требует участия персонала. Пятиосевой робот способен поднимать груз весом до 1,2 тонн и перемещать его на 3,7 метров. Вынослив к жаре, так как спокойно функционирует при температурном режиме от 0 до 45 градусов. Применение робота FANUC помогло снизить опасность травматизма на предприятиях почти до нуля.
Роботы-гибриды
Компании Stratasys, Carbon и 3D Systems активно занимаются гибридным производством. Сейчас рассмотрим представителя каждой из этой компании.
Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator
Аппарат представляет собой удачное сочетание 3D-принтера и робота. В роботизированный манипулятор встроена функция FDM-печати. Он использует разнообразные композитные материалы, имеет восьмиосевой механизм и высокое качество деталей.
Благодаря способности печатать вертикально и концепции «бесконечного построения», устройство широко используют при производстве самолетов и космических кораблей. Stratasys уже сотрудничает с такими всемирно известными компаниями, как Boeing и Ford.
SpeedCell от компании Carbon
Устройство состоит из 3D-принтера The M2 и финишингового аппарата под названием Smart Part Washer. Аппарат использует технологию CLIP (бесслойная стереолитографическая печать), которая обеспечивает скорость, превышающую в 25-100 раз скорость обычного SLS-принтера.
CLIP также позволяет получить новые формы изделий. Это намного упрощает жизнь мастерским, поскольку последующая обработка произведенных изделий минимальна.
3D Systems — Figure 4
Робототехническая система Figure 4 призвана автоматизировать стереолитографическую З-D печать. В отличие от стандартных SLS-принтеров, которые печатают изделия несколько часов, данная модель способна производить их всего за пару минут.
Кроме того, есть возможность создавать большие автоматические линии при помощи модульности Figure 4. Все это позволяет избавиться от необходимости оператора на производстве.
Как сообщает BCG, доля задач, которые решают промышленные роботы, возрастет к 2025 году с 8% до 26%. Крупными поставщиками таких устройств будут Япония, Китай, Южная Корея, США и Германия. На них припадет до 80% покупок роботов.
Как видим, применение промышленных роботов будет только расширять свои горизонты и внедряться в новые отрасли производства. И не зря, ведь роботы могут удвоить свою производительность каждые 4 года, а простые рабочие — только каждые 10 лет.
Роботы в промышленности — их типы и разновидности
Что это?
Это статья об индустриальном применении робототехники. Применение роботов в промышленности началось, по историческим меркам, не так давно — чуть больше, чем полвека назад, но сейчас уже мало какое производство можно представить себе без автоматических линий, без стальных манипуляторов и зорких стеклянных зрачков роботов — эти железные ребята прочно вошли в большинство производственных процессов и уходить не собираются.
Несмотря на такое обширное, почти повсеместное распространение роботов, лишь специалисты в полной мере представляют себе весь спектр их возможностей. В этой статье мы приоткроем дверь в мир промышленной робототехники для широкого круга читателей: опишем некоторые разновидности производственных роботов и сферы их применения. Нельзя объять необъятное в одной статье, но, если читателям будет интересно, мы обязательно продолжим.
Так какие они бывают — роботы?
Есть несколько классификаций промышленных роботов: по типу управления, по степени мобильности, по области применения и специфике совершаемых операций.
По типу управления:
Управляемые роботы: требуют, чтобы каждым их движением управлял оператор. В силу узости областей применения распространены мало. Да и не совсем роботы.
Автоматы и полуавтономные роботы: действуют строго по заданной программе, зачастую не имеют сенсоров и не способны корректировать свои действия, не могут обойтись без участия рабочего.
Автономные: могут совершать запрограммированный цикл действий без участия человека, согласно заданным алгоритмам и корректируя свои действия по мере необходимости. Такие роботы способны полностью перекрыть поле деятельности на своем участке конвейера, без привлечения живой рабсилы.
По функциям и сфере применения:
Роботы разделяются по назначению и исполняемым функциям, вот лишь некоторые из них: промышленные роботы бывают универсальные, сварочные, машиностроительные, режущие, комплектовочные, сборочные, упаковочные, складские, малярные.
Это далеко не полный перечень: количество всевозможных вариантов постоянно растет и все перечислить невозможно в рамках одной статьи. Можно лишь с уверенностью сказать о том, что вряд ли найдется такая область человеческой деятельности, где роботы не смогли бы сделать труд человека более творческим, взяв всю монотонную и опасную часть работы на себя.
Другие методы классификации
У каждой энциклопедии, каждого справочника и каждого производителя своя классификация и типология роботов. Что и не удивительно — зачастую она определяется сугубо специфическими нуждами и частным подходом того, кто её составляет.
Помешает ли это нам рассмотреть некоторые образцы и понять — что же они умеют? Нет. Начнем.
Рассмотрим образцы
Среди промышленных роботов широко известна продукция таких фирм, как Kuka, Fanuc, Universal Robots, некоторые образцы которых мы рассмотрим чуть ниже.
KUKA KR QUANTEC PA Arctic
KUKA KR QUANTEC PA — один из лучших роботов-палетоукладчиков на рынке. KUKA KR QUANTEC PA Arctic — его модификация, робот функционирующий при экстремально низких температурах. Он создан для работы преимущественно в морозильных камерах, при температурах до -30 °C. Электронные и механические части аппарата не нуждаются в защите от мороза, снега, инея, а также не выделяют излишнего тепла. Радиус действия манипулятора модификации Арктик, как и у стандартного KUKA KR QUANTEC PA, составляет 3195 мм, а полезная нагрузка — до 240 кг. Аппарат идеален для применения в пищевой промышленности и в условиях крайнего севера. Кроме составления штабелей из паллетов, робот может выполнять и другие манипуляции, ведь точность его движений, а точнее говоря — стабильность повторяемости позиционирования, составляет 0,06 мм.
FANUC M-2000iA/1200
FANUC M-2000iA/1200 — пятиосевой грузоподъемный робот поднимающий до 1200 кг и перемещающий этот груз на расстояние до 3,7 м — идеален в качестве погрузчика, так как работает без участия человека, что практически сводит к нулю опасность травматизма. Работает при температурах 0°C — +45 °C. Стабильность повторяемости — 0,03 мм.
Крайне прочный аппарат.
Universal Robots — UR10
UR10 — самый крупный из манипуляторов Universal Robots и это коллаборативный робот, проще говоря — он создан для работы с другим оборудованием и помощи в работе человеку.
Манипулятор модели UR10 имеет радиус действия 1,3 м и поднимает груз до 10 кг. Его можно использовать с сельскохозяйственным, фармацевтическим, технологическим и многим другим оборудованием. Компактно размещается на рабочем месте человека, чтобы стать ему “третьей рукой”, легко программируется и быстро настраивается.
UR10 умеет завинчивать, клеить, сваривать и паять, производить литьевые и сборочные работы.
Также роботы Universal Robots применены в проекте Voodoo Manufacturing: Project Skywalker компании Medium Corporation — это фабрика 3D-печати, многие операции на которой выполняют именно роботы-манипуляторы. Такие действия, как замена платформ для печати, сбор и складирование готовых изделий больше не требуют неустанного внимания персонала.
Особенно интересны универсальные роботы, так как именно они, в силу своего назначения, снабжены наиболее адаптивными системами управления.
Rethinkrobotics
Это такие роботы, как Baxter и Sawyer производства Rethinkrobotics.
Baxter — многофункциональный робот с двумя манипуляторами и системами обратной связи и самообучения.
Его 7-осевые манипуляторы способны почти на всё, на что способна рука человека, в том числе — имеют обратную связь и могут контролировать прилагаемые усилия. Это, плюс ещё особенности дизайна, делают Бакстера безопасным для живых рабочих — его рабочее место не нуждается в ограждении, да и вообще — места он занимает немного, что здорово экономит пространство в цеху. Пара бакстеров способна успешно работать вместе.
Бакстер интересен еще и тем, что не требует тщательного подробного программирования каждого своего действия — “учить” его можно не только через интуитивно понятное визуальное приложение, но и прямо на рабочем месте — повторяя показанные движения он запоминает их и применяет в дальнейшем.
Sawyer — “младший брат” Бакстера — удивительно компактный и легкий робот-манипулятор, Сойер весит всего 19 килограмм и может быть установлен почти где угодно, не занимая при этом много места.
Точность действий Сойера доходит до 0,1 мм, что позволяет использовать его в сотнях видов комплектовочных, сборочных и других конвейерных работ.
Оба робота легко переобучаются для выполнения новых функций даже без применения традиционного программирования и столь же просто перемещаются с одного рабочего места на другое.
Гибридное производство
Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator
Очень интересным представляется подход компании Stratasys, которая создала промышленный аппарат нового типа — гибрид робота и 3D-принтера.
Конечно, любой 3D-принтер обладает признаками робота, но тут — это совершенно традиционной формы роботизированный манипулятор, имеющий в том числе и функцию FDM-печати. Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator предназначен, прежде всего, для авиационного и космического производства, в котором так важна его способность производить печать на вертикальных поверхностях неограниченной площади, в соответствии с концепцией “infinite-build” — “бесконечное построение”. С работой над проектом связаны такие монстры, как аэрокосмический гигант Boeing и автоконцерн Ford, которые предоставили Stratasys спецификации по необходимым характеристикам получаемых изделий.
Восьмиосевой механизм манипулятора, обилие специально разработанных композитных материалов для печати, традиционно высокое качество изготовления — все говорит нам о том, что у этого аппарата и его потомков большое будущее.
3D Systems — Figure 4
Figure 4 компании 3D Systems — модульная робототехническаяя система для автоматизации стереолитографической 3D-печати, ни больше, ни меньше.
Это целый автоматический комплекс, который способен производить новые изделия каждые несколько минут — в отличие от нескольких часов на обычных SLS-принтерах.
Кроме того, в цикл уже включены и такие этапы, как промывка, отделение поддержек и дозасветка, а не только первичная экспозиция. Все это Figure 4 делает сам, без вмешательства оператора в процесс работы.
Промышленные роботы в современном производстве.
Широкое распространение в производственной деятельности человека получили сегодня промышленные роботы. Они служат одним из эффективнейших средств механизации и автоматизации транспортных и погрузочных работ, а также многих технологических процессов.
Положительный эффект от внедрения промышленных роботов обычно заметен одновременно с нескольких сторон: растет производительность труда, улучшается качество конечного продукта, снижаются затраты на производство, улучшаются условия труда для человека, и наконец, переход предприятия с выпуска одного вида продукции на другой значительно облегчается.
Однако для достижения столь обширного и многогранного положительного эффекта от внедрения промышленных роботов на уже работающие ручные производства, необходимо предварительно рассчитать планируемые затраты на сам процесс внедрения, на стоимость робота, а также взвесить, адекватна ли вообще сложность вашего производства и технологического процесса — плану модернизации при помощи установки промышленных роботов.
Ведь иногда производство настолько упрощено изначально, что установка роботов просто нецелесообразна и даже вредна. К тому же для наладки, обслуживания, программирования роботов — потребуются квалифицированные кадры, а в процессе работы — вспомогательные устройства и т. д. это важно учитывать заранее.
Промышленные роботы в современном производстве
Так или иначе, роботизированные безлюдные решения на производствах приобретают сегодня все большую актуальность хотя бы потому, что вредное влияние на здоровье человека сводится к минимуму. Прибавим сюда понимание того, что полный цикл обработки и монтажа осуществляется быстрее, без перерывов на перекур и без ошибок, свойственных любому производству, где вместо робота действует живой человек. Человеческий фактор, после настройки роботов и запуска технологического процесса, практически исключается.
На сегодняшний день ручной труд в большинстве случаев замещается трудом робота манипулятора: инструментальный захват, фиксация инструмента, удержание заготовки, подача ее в рабочую зону. Ограничения накладывают лишь: грузоподъемность, ограниченность рабочей зоны, предварительно запрограммированные движения.
Промышленный робот способен, тем не менее, обеспечить:
- высокую производительность, благодаря быстрому и точному позиционированию
- лучшую экономичность, так как не нужно платить зарплату людям, которых он собой заменяет, достаточно одного оператора
- высокое качество — точность порядка 0.05 мм, низкая вероятность появления брака
- безопасность для здоровья людей, например в силу того, что при покраске теперь контакт людей с лакокрасочными материалами исключается
- наконец, рабочая зона робота строго ограничена, а обслуживание ему требуется минимальное, даже если рабочая среда химически агрессивна, материал робота выдержит это воздействие.
Промышленные роботы в современном производстве
Исторически первый промышленный робот, изготовленный по патенту, был выпущен в 1961 году компанией Unimation Inc для завода General Motors в Нью-Джерси. Последовательность действий робота записывалась в виде кода на магнитный барабан и выполнялась в обобщенных координатах. Для осуществления действий робот использовал гидроусилители. Данная технология потом была передана японской Kawasaki Heavy Industries и английской Guest, Keen and Nettlefolds. Так производство роботов от Unimation Inc несколько расширилось.
К 1970 году в Стэнфордском университете был разработан первый робот, напоминающий возможностями человеческую руку с 6 степенями свободы, который управлялся с компьютера, а приводы имел электрические. Одновременно разработки ведет японская Nachi. Немецкая KUKA Robotics в 1973 году продемонстрирует шестиосевого робота Famulus, а швейцарская ABB Robotics уже начнет продавать робота ASEA, — тоже шестиосевого и на электромеханическом приводе.
В 1974 японская компания Fanuc налаживает собственное производство. В 1977 выпускается первый робот Yaskawa. С развитием компьютерной техники роботы все больше внедряются в автомобилестроение: в начале 80-х General Motors вкладывает сорок миллиардов долларов в формирование собственной системы автоматизации заводов.
В 1984 году отечественный «Автоваз» приобретет лицензию KUKA Robotics и станет производить роботов для собственных поточных линий. Почти 70% всех роботов мира, по состоянию на 1995 год, придется на Японию, на ее внутренний рынок. Так промышленные роботы окончательно укрепятся в сфере производства автомобилей.
Промышленный робот сварщик
Как автомобильное производство обойдется без сварки? Никак. Вот и выходит, что все автомобильные производства мира оснащены сотнями комплексов роботизированной сварки. Каждый пятый промышленный робот занимается сваркой. Далее по востребованности идет робот-погрузчик, но аргонодуговая и точечная сварки — на первом месте.
Никакая ручная сварка не сравнится по качеству шва и по степени контроля за процессом со специализированным роботом. Что и говорить о лазерной сварке, где с расстояния до 2 метров сфокусированным лазером технологический процесс осуществляется с точностью до 0,2 мм — это просто незаменимо в авиастроении и медицине. Прибавьте сюда интеграцию с CAD/CAM цифровыми системами.
Робот-сварщик имеет три главных действующих узла: рабочий орган, ЭВМ управляющую рабочим органом и память. Рабочий орган оснащен захватом, похожим на кисть руки. Орган имеет свободу перемещения по трем осям (X, Y, Z), а сам захват способен вращаться вокруг этих осей. Робот и сам может перемешаться по направляющим.
Промышленные роботы для автоматической загрузки и выгрузки изделий
Ни одно современное производство не обойдется без выгрузки и погрузки, независимо от габаритов и веса изделий. Робот самостоятельно установит заготовку в станок, а после — выгрузит и уложит. Один робот способен взаимодействовать сразу с несколькими станками. Конечно, нельзя не упомянуть в этом контексте погрузку багажа в аэропорту.
Роботы уже сейчас позволяют минимизировать затраты на содержание персонала. Речь не только о таких простых функциях, как работа штампом или оперировании печью. Роботы способны поднимать больший вес, в гораздо более тяжелых условиях, при этом не уставая и затрачивая существенно меньше времени, чем потребовалось бы живому человеку.
На литейном и кузнечном производствах, к примеру, условия традиционно очень тяжелы для людей. Данного рода производства находятся на третьем месте после выгрузки-загрузки по объему роботизации. Не даром уже сейчас практически все европейские литейные цеха оснащены автоматизированными системами с промышленными роботами. Стоимость внедрения робота обходится предприятию в сотню тысяч долларов, но в распоряжении появляется весьма гибкий комплекс, окупаемый с лихвой.
Промышленные роботы для лазерной и плазменной резки
Роботизированные лазерная и плазменная резки позволяют улучшить традиционные линии с плазменными горелками. Трехмерная резка и раскрой уголков и двутавров, подготовка для дальнейшей обработки, сварки, сверления. В автомобилестроении данная технология просто незаменима, ибо края изделий необходимо точно и быстро обрезать после штамповки и формовки.
Один такой робот может совмещать в себе и сварку, и резку. Производительность повышается внедрением гидроабразивной резки, исключающей ненужное тепловое воздействие на материал. Таким образом за две с половиной минуты вырезаются все мелкие отверстия в металле кузовов Renault Espace на роботизированном заводе Renault во Франции.
Промышленные роботы для гибки труб
На производствах мебели, автомобилей и прочих изделий полезна роботизированная гибка труб с участием рабочей головки, когда труба позиционируется роботом и сгибается очень быстро. Такая труба может быть уже оснащена различными элементами, что не помешает процессу бездорновой гибки роботом.
Промышленные роботы для сверления изделий
Обработка краев, сверление отверстий, а также фрезеровка — что может быть проще для робота, идет ли речь о металле, древесине или пластмассе. Точные и прочные манипуляторы справляются с данными задачами на ура. Рабочая зона не ограничена, достаточно установить протяженную ось, либо несколько управляемых осей, что даст превосходную гибкость плюс высокую скорость. Человек так не сможет.
Частоты вращения фрезеровочного инструмента достигают здесь десятков тысяч оборотов в минуту, а шлифовка швов и вовсе превращается в череду простых повторяемых движений. А ведь раньше шлифовка и абразивная обработка поверхностей считались чем-то грязным и тяжелым, к тому же очень вредным. Сейчас паста подается автоматически во время обработки войлочным кругом после прохождения абразивной ленты. Быстро и безвредно для оператора.
Перспективы промышленной робототехники огромны, ведь роботы принципиально могут быть внедрены практически в любые процессы производств, причем в неограниченном количестве. Качество автоматической работы порой настолько высоко, что для человеческих рук просто недостижимо. Есть целые крупные отрасли, где ошибки и погрешности недопустимы: авиастроение, точная медицинская техника, сверхточное оружие и т. д. Не говоря уже о повышении конкурентоспособности отдельных предприятий и о положительном эффекте на их экономику.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]
Промышленные роботы все чаще применяются на заводах и предприятиях. Их используют для осуществления функций управления, перемещения и движения в различных производственных процессах. Главная их особенность в том, что они не устают. Роботы могут работать круглосуточно без какого-либо участия человека, ведь для их функционирования нужна только заложенная программа, по которой они будут действовать. Они могут выполнять только определенные действия, но чаще всего их используют в автоматизированных производственных системах.
Благодаря использованию роботов удается создать полный цикл производства, который обеспечивает производительность и точность на весьма высоком уровне. Кроме того, практически полностью исключаются ошибки в производстве, которые так свойственны людям. Промышленная робототехника заявила о себе в 1961 году. Именно тогда был получен первый патент на робота. Однако первое серийное производство роботов началось в далеком в 1956 году. Основное развитие роботы для промышленности получили в 60-70-ых годах двадцатого века. Именно в этот период был создан прототип современного робота, который напоминал человеческую руку и имел шесть степеней свободы.
Виды
На текущий момент промышленные роботы условно можно поделить на три категории, в которых также можно выделить свои подвиды:
- Автоматические устройства. В эту категорию входят программные, адаптивные и биотехнические роботы:
— Программные представляют самую простейшую разновидность роботов, которые управляются автоматически. Эта разновидность широко применяется вследствие их не дороговизны. Они находят широкое применение на предприятиях для совершения простых операций по запланированной технологии. В большей части случаев у таких устройств нет сенсоров. При этом все действия производятся по циклической программе, которая заранее закладывается в блок памяти.
— Адаптивные. В отличие от первой разновидности такие роботы имеют сенсоры, а также ряд сопутствующих программ. Благодаря сигналам, которые идут к управляющей системе от всевозможных датчиков, происходит анализ окружающей обстановки. В результате полученных данных, робот может принимать решение, как ему действовать дальше. К примеру, он может начать выполнять другую операцию, если невозможно выполнить первую.
— Обучаемые. Подобные роботы способны учиться, то есть они выполняют действия согласно предыдущему обучению. К примеру, люди создают порядок действий, которые закладываются в блок управления робота.
— Интеллектуальные. Данные роботы имеют зачатки искусственного интеллекта, то есть они при помощи сенсорных датчиков могут без помощи людей воспринимать окружающую обстановку. То есть они создают виртуальное пространство, в котором могут ориентироваться и принимать решения о последующих действиях. То есть они могут обучаться по мере поступления опыта.
Биотехнические устройства. В эту категорию входят командные, копирующие и полуавтоматические роботы.
— Командные. Это своего рода манипуляторы, которые дистанционно управляются оператором. Оператор подает команды на движение каждому его сочленению. Если говорить прямо, то это роботы только наполовину.
— Копирующие. Это манипуляторы, которые производят копирование действия, совершаемые оператором в заданный момент времени. К примеру, человек надевает перчатку и двигает пальцами, то и копирующий робот также будет двигать своими железными пальцами.
— Полуавтоматические. Для их управления оператору необходимо лишь задавать перемещение органа манипулятора. При этом система управления устройства сама согласует все необходимые движения и при необходимости выполнит их корректировку.
- Интерактивные промышленные роботы. В эту категорию входят автоматизированные, супервизорные и диалоговые роботы.
— Автоматизированные. Это роботы, где чередуются режимы автоматического управленческого процесса с биотехническими.
— Супервизорные. Это роботы, которые выполняют работу автоматически по заданному циклу, однако перемещение от одного этапа к следующему осуществляется по командам оператора.
— Диалоговые. Это автоматические роботы различного действия, которые могут взаимодействовать с оператором, применяя язык определенного уровня. К примеру, с помощью команд голосом.
Устройство
Промышленные роботы могут иметь различное устройство, что во многом определяется задачами, которые стоят перед ними. Однако на данный момент наиболее распространенными видами подобных устройств являются роботизированные манипуляторы.
Стандартный манипулятор выполнен из семи сегментов, которые соединяются с помощью шести суставов. Каждый сегмент выполнен из металлического корпуса и проводов. В каждом сегменте присутствуют шаговые двигатели, которые заставляют суставы двигаться. Управление суставами и роботом в целом осуществляется с помощью компьютера, который заставляет вращаться конкретные шаговые двигатели. В некоторых манипуляторах вместо двигателей могут применяться пневматические или гидравлические элементы.
Главная особенность шаговых двигателей в том, что они могут обеспечивать очень точные движения. Если компьютер даст команду суставу передвинуться ровно на 15 мм, то двигатель сделает то, что от него попросят. При этом движение будет точным каждый раз при совершении одного и того же действия.
Чтобы контролировать, правильно ли робот выполняет необходимые действия, применяются датчики движения. Если происходит малейшее отклонение от заданной программы, то происходит корреляция движения. Если же наблюдается значительное отклонение и невозможность его исправления, то сигнал подается на главный компьютер. В результате робот может быть остановлен, чтобы его можно было отремонтировать.
Манипулятор также имеет устройства захвата, которые выполнены в виде человеческой руки с механическими пальцами. При необходимости захвата плоского предмета вместо механических пальцев может применяться пневматическая присоска. В случае необходимости захвата множества деталей может быть задействована конструкция в виде приспособления, специально разработанная для этого. К тому же вместо захватного устройства могут применяться и иные рабочие инструменты, к примеру, пульверизатор, отвертка и так далее.
Промышленные роботы также могут перемещаться по колее, выполненной на полу в виде монорельсов. В случае необходимости движения по неровной поверхности, используются другие конструкции, к примеру, пневматические присоски и тому подобное. Для питания роботов может использоваться аккумулятор, но чаще всего применяется промышленная электрическая сеть. Для управления используется компьютер, который командует роботом через провода или беспроводную связь. Также в самих роботах может быть установлен блок памяти, куда записывается необходимая программа.
Принцип действия
Промышленные роботы, которые имеют 6 суставов, внешне напоминают человеческую руку (плечо, локоть и запястье). В большинстве случаев плечо монтируется на неподвижной основе. В результате такой робот может иметь 6 степеней свободы, а это значит, что он способен двигаться по 6 различным направлениям.
Подобно человеческой руке манипулятор также перемещает концевой эффектор с одного места на другое. При оснащении концевого эффектора различными устройствами, у робота появляется возможность выполнять определенные технологические операции. Одним из наиболее распространенных вариантов является подобие руки, которая позволяет роботу хватать и перемещать объекты с места на место.
Довольно часто манипуляторы имеют встроенные датчики давления, благодаря чему они могут контролировать силу захвата и не ломать все подряд. К примеру, в задачу робота может входить перемещение лампочки с одного места на другое, чтобы проверить работает ли она. Если сила будет высока, то лампочка просто лопнет. Контролирование силы сжатия гарантирует, что лампочка не пострадает. При помощи других конечных эффекторов могут использоваться распылители порошка, различные дрели и так далее.
Управление такими роботами может быть выполнено:
- С помощью программы.
- Адаптивного управления. В этом случае используются сенсорные устройства. Получаемые сигналы анализируются, после чего уже выполняется необходимое действие.
- Управление осуществляется людьми, но на расстоянии.
- Своеобразным искусственным интеллектом.
Применение
Промышленные роботы могут применяться практически повсеместно. Уровень автоматизации сегодня достиг таких высот, что они могут полностью заменить человека. При этом один робот способен заменить усилия нескольких и даже десятков специалистов. Робот не будет знать отдыха и покоя, ему не нужна зарплата и отчисления в многочисленные социальные фонды, ему не нужно спать и есть. Ему не знакомы человеческие ошибки, приводящие к браку или поломке дорогостоящего инструмента и оборудования. Именно поэтому сегодня многие производства стараются автоматизировать.
Промышленные роботы часто используют для:
- Контактной сварки.
- Плазменной резки.
- Покраски.
- Литья металлов.
- Нанесения лака.
- Дуговой сварки.
- Загрузочно-погрузочных работ.
- Бесконтактной обработки.
- Транспортирования изделий.
- Обработки резанием.
- Упаковки.
- Фрезерных операций.
- Раскроя материалов.
- Контрольно-измерительных операций.
- Обработки крупногабаритных деталей.
- Раскладки уложенной продукции.
- Изготовления объемных конструкций и тому подобное.
Как выбрать
- Если решили оснастить свое производство роботами, то нужно понимать для чего их покупаете. Одни типы роботов предназначены только для выполнения определенной технологической операции, другие – могут выполнять сразу несколько. В тоже время стоимость последних может быть на порядок выше, чем первых.
- Промышленные роботы – это технически сложные устройства, которые требуют грамотного программирования, настройки и обслуживания. Поэтому важно обращаться за покупкой в компанию, которая сможет не только продать, но и обеспечить полноценное его обслуживание.
- Если не хотите думать, как вклинить промышленного робота в технологическую операцию, как его подключить и использовать, то стоит покупать робота с услугой под ключ. Специалисты продающей компании сами подберут робота под Ваши требования, привезут, установят, наладят технологический процесс, проведут обучение и обеспечат его обслуживание.
Похожие темы:
Автоматизация | Британика
Автоматизация , применение машин к задачам, которые когда-то выполнялись людьми, или, все чаще, к задачам, которые в противном случае были бы невозможны. Хотя термин «механизация» часто используется для обозначения простой замены человеческого труда машинами, автоматизация обычно подразумевает интеграцию машин в систему самоуправления. Автоматизация произвела революцию в тех областях, в которых она была внедрена, и едва ли есть аспект современной жизни, который не был бы затронут ею.
Термин «автоматизация» был придуман в автомобильной промышленности около 1946 года для описания более широкого использования автоматических устройств и средств управления в механизированных производственных линиях. Происхождение слова связано с Д.С. Хардером, инженером-менеджером Ford Motor Company в то время. Этот термин широко используется в производственном контексте, но он также применяется вне производства в связи с множеством систем, в которых существует значительная замена механического, электрического или компьютеризированного действия для человеческого усилия и интеллекта.
В общем случае автоматизация может быть определена как технология, связанная с выполнением процесса с помощью запрограммированных команд в сочетании с автоматическим контролем обратной связи для обеспечения надлежащего выполнения инструкций. Полученная система способна работать без вмешательства человека. Развитие этой технологии становится все более зависимым от использования компьютеров и компьютерных технологий. Следовательно, автоматизированные системы становятся все более сложными и сложными.Усовершенствованные системы представляют собой уровень возможностей и производительности, которые во многих отношениях превосходят способности людей выполнять те же действия.
Технология автоматизации достигла такого уровня, когда ряд других технологий развились из нее и достигли признания и статуса своих собственных. Робототехника — одна из этих технологий; это специализированная отрасль автоматизации, в которой автомат обладает определенными антропоморфическими или человеческими характеристиками.Наиболее типичной человеческой характеристикой современного промышленного робота является механическая рука с механическим приводом. Рукоятка робота может быть запрограммирована на перемещение в последовательности движений для выполнения полезных задач, таких как загрузка и выгрузка деталей на производственном станке или выполнение последовательности точечных сварных швов на деталях из листового металла кузова автомобиля во время сборки. Как показывают эти примеры, промышленные роботы, как правило, используются для замены людей, работающих на фабриках.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской.Подпишитесь сегодняВ этой статье рассматриваются основы автоматизации, включая ее историческое развитие, принципы и теорию работы, приложения в производстве и в некоторых из услуг и отраслей, важных в повседневной жизни, и влияющих на человека, а также общество в целом. В статье также рассматривается развитие и технология робототехники как важная тема в области автоматизации. Для связанных тем см. Информатику и обработку информации.
Историческое развитие автоматизации
Технология автоматизации произошла из смежной области механизации, которая началась в промышленной революции.Механизация относится к замене человеческой (или животной) силы механической силой какой-либо формы. Движущей силой механизации была склонность человечества создавать инструменты и механические устройства. Некоторые важные исторические разработки в области механизации и автоматизации, приведшие к современным автоматизированным системам, описаны здесь.
Ранние разработки
Первые инструменты из камня представляли собой попытки доисторического человека направить свою физическую силу под контроль человеческого разума.Тысячи лет, несомненно, потребовались для разработки простых механических устройств и механизмов, таких как колесо, рычаг и шкив, с помощью которых можно было бы увеличить силу человеческих мышц. Следующим расширением стала разработка силовых машин, которые не требовали человеческой силы для работы. Примеры таких машин включают водяные колеса, ветряные мельницы и простые паровые устройства. Более 2000 лет назад китайцы разработали триммеры, работающие на проточной воде и водяных колесах.Первые греки экспериментировали с простыми реактивными двигателями, приводимыми в движение паром. Механические часы, представляющие собой довольно сложную сборку с собственным встроенным источником питания (весом), были разработаны примерно в 1335 году в Европе. Ветряные мельницы с механизмами автоматического поворота паруса были разработаны в средние века в Европе и на Ближнем Востоке. Паровой двигатель явился крупным достижением в разработке силовых машин и ознаменовал начало промышленной революции. В течение двух столетий, прошедших с момента появления парового двигателя Watt, были разработаны двигатели и машины с приводом от двигателя, которые получают энергию из пара, электричества, химических, механических и ядерных источников.
Каждая новая разработка в истории машин с приводом привела к увеличению требований к устройствам управления для управления мощностью машины. Самые ранние паровые двигатели требовали, чтобы человек открывал и закрывал клапаны, сначала чтобы впустить пар в камеру поршня, а затем выпустить его. Позже был разработан механизм золотникового клапана для автоматического выполнения этих функций. Тогда единственной потребностью человека-оператора было регулировать количество пара, которое контролировало скорость и мощность двигателя.Это требование к человеческому вниманию при работе парового двигателя было устранено губернатором с шариками. Это устройство, изобретенное Джеймсом Уаттом в Англии, состояло из утяжеленного шарика на шарнирном рычаге, механически соединенного с выходным валом двигателя. По мере увеличения скорости вращения вала центробежная сила заставляла утяжеленный шар перемещаться наружу. Это движение контролировало клапан, который уменьшал подачу пара в двигатель, тем самым замедляя двигатель. Регулятор «шарик-шарик» остается элегантным ранним примером системы управления с отрицательной обратной связью, в которой увеличение производительности системы используется для снижения активности системы.
Отрицательная обратная связь широко используется в качестве средства автоматического управления для достижения постоянного рабочего уровня системы. Типичным примером системы управления с обратной связью является термостат, используемый в современных зданиях для контроля температуры в помещении. В этом устройстве снижение комнатной температуры вызывает замыкание электрического переключателя, в результате чего включается нагревательный элемент. При повышении комнатной температуры выключатель размыкается и подача тепла отключается. Термостат можно настроить так, чтобы он включал нагревательный прибор в любой заданной точке.
Еще одним важным событием в истории автоматизации стал жаккардовый станок (см. Фотографию), который продемонстрировал концепцию программируемой машины. Около 1801 года французский изобретатель Жозеф-Мари Жаккард изобрел автоматический ткацкий станок, способный производить сложные узоры в текстиле, управляя движением множества челноков из разноцветных нитей. Выбор различных образцов был определен программой, содержащейся в стальных картах, в которых были пробиты отверстия. Эти карты были предками бумажных карт и лент, которые управляют современными автоматами.Концепция программирования машины получила дальнейшее развитие в конце XIX века, когда английский математик Чарльз Бэббидж предложил сложный механический «аналитический механизм», который мог выполнять арифметику и обработку данных. Хотя Бэббидж так и не смог завершить его, это устройство было предшественником современного цифрового компьютера. Смотрите компьютеры, историю.
Жаккардовый ткацкий станок Жаккардовый ткацкий станок, гравировка, 1874 г. В верхней части машины находится стопка перфокарт, которая подается в ткацкий станок для управления рисунком ткачества.Этот метод автоматической выдачи машинных инструкций использовался компьютерами еще в 20 веке. Беттман Архив ,Как роботы используются в промышленности?
Промышленные роботы впервые появились в 1954 году, а к 1962 году они выполняли точечную сварку и литье под давлением на заводе General Motors в Нью-Джерси. С тех пор роботы забрали часть работы на фабриках, но открыли новые возможности трудоустройства на другие должности. Разнообразие задач и ситуаций, в которых могут выполнять роботы, является одной из причин, по которой робототехническая компания RobotWorx утверждает, что промышленные роботы преобразуют производственную индустрию.
Дуговая сварка
Роботы для дуговой сварки широко распространены на сталелитейных и автомобильных заводах.В то время как люди-операторы чаще всего выполняют подготовительную работу, роботы обрабатывают детали и выполняют сварку. В дополнение к улучшению стабильности сварного шва, сокращению времени цикла и повышению эффективности производства, сварочные роботы имеют явные преимущества для здоровья и безопасности. Сварка, которая включает в себя подачу интенсивного тепла для соединения двух кусков металла, подвергает людей воздействию опасных паров и риск дуговых ожогов. Замена рабочих-роботов сварочными роботами устраняет эти риски.
Сборочные линии
Сборочные роботы особенно распространены в отраслях промышленности, в которых используются экономичные производственные процессы.Согласно информации ABB Group, глобальной энергетической и технологической компании, автоматизированная сборочная линия поддерживает ряд отраслей, занимающихся экономным производством, начиная от предприятий пищевой промышленности до заводов по производству автомобилей. Роботы сокращают потери и уменьшают время ожидания и переключения, поскольку они повышают точность, согласованность и скорость конвейера. Кроме того, роботы спасают людей-операторов от утомительной работы на конвейере.
Сбор и упаковка
Чем быстрее и эффективнее вы можете собирать и упаковывать продукты, когда они сходят с конвейера, тем лучше.Тем не менее, сбор и упаковка работ требуют ловкости, согласованности и гибкости, которые со временем могут не только обременять здоровье и безопасность людей, но также снижать эффективность и скорость. Роботы-сборщики и упаковщики обеспечивают постоянную пропускную способность, меру производительности за определенный промежуток времени, поэтому роботы-сборщики и упаковщики распространены в обрабатывающей промышленности.
Другие применения
Хотя роботы для сварки, сборки, комплектации и упаковки являются наиболее распространенными типами промышленных роботов, некоторые отрасли используют роботов для выполнения других задач.Например, в отраслях электроники и оптики, которые чувствительны к загрязнению, часто используются роботы чистых помещений, которые выполняют задачи в изолированных, герметичных и изолированных средах. В аэрокосмической, автомобильной, электронной, пищевой и текстильной промышленности используются водоструйные роботы для резки, сверления и очистки различных материалов. Фрезерные, сверлильные и режущие роботы широко распространены в отраслях с ЧПУ, таких как разработка инструментов и прототипов.
Топ-21 компаний-производителей промышленной робототехники в мире 2019
Mitsubishi Electric
С 1980 года эта компания представила широкий спектр роботизированных систем, которые помогают повысить производительность при высокой скорости и точности. производительность в производстве. Mitsubishi расширила свой ассортимент компактных роботов SCARA и шарнирных рычагов, добавив эксклюзивных роботов Codian Robotics в стиле дельта.
Ключевые продукты: Серия MELFA FR, серия RV-FD, серия RP, потолочный тип RH-FRHR, SCADA MC Works64
ABB (ASEA Brown Boveri)
С момента своего появления в мире впервые Полностью электрический робот, управляемый микропроцессором, и первый в мире промышленный робот для окраски в конце 1960-х и начале 1970-х годов, компания АББ остается технологическим и лидером на рынке робототехники с более чем 300 000 роботами, проданными клиентам по всему миру.Сегодня ABB по-прежнему является одной из крупнейших в мире компаний по промышленной робототехнике.
⇒ Ознакомьтесь с последними отчетами Technavio об исследованиях отрасли с участием ABB.
Ключевые продукты: IRB 910SC SCARA, IRB 14000 YuMi, IRB 5500-22 — FlexPainter, IRB 5500-25 — Поднятый рельс, IRB 6660 для предварительной обработки, IRB 6660 для обработки прессов.
B + M Surface Systems GmbH
B + M, как ведущий мировой производитель роботов, предлагает полностью автоматизированные системы нанесения краски и окрасочные установки для поверхностей с высокими стандартами качества.От технико-экономических обоснований до проектирования, монтажа и обслуживания промышленные роботы BM помогают клиентам на каждом этапе с индивидуальным подходом.
Ключевые продукты: покрасочные роботы серии T1 X5, серия T2 X5, системы дозирования клея.
Omron Adept Technologies
Это крупнейшая в США компания по промышленной робототехнике. Его интеллектуальные продукты автоматизации включают в себя мобильные роботы, промышленные роботы и другое оборудование автоматизации, прикладное программное обеспечение, машинное зрение и системы.В 2015 году корпорация Omron приобрела Adept Technology Inc. для создания этой организации.
Ключевые продукты: Cobra, eCobra, Hornet, Quattro, Sysmac Delta, Viper.
FANUC Robotics
Охватывая широкий спектр отраслей и применений, FANUC Robotics предлагает более 100 моделей промышленных роботов, которые просты в эксплуатации и обеспечивают большую гибкость. FANUC никогда не воспринимал свое доминирование на рынке как должное и активно работал над более умными и гибкими решениями, особенно теми, которые включают в себя искусственный интеллект (ИИ).
Ключевые продукты: роботов-роботов серии Fanuc CR, роботов Fanuc серии R2000iC, роботов с шарнирно-сочлененной рамой M-20iB / 25, дельта-роботов серии M-1/2/3, серии SCARA.
Подробнее: Лучшие 12 поставщиков на мировом рынке интеллектуальных роботов
Yaskawa
Это еще один японский бренд, который возглавляет индустрию промышленной робототехники с момента первого запуска полностью электрического промышленного робота Motoman. в 1977 году.Имея более 300 000 роботов Motoman, 18 миллионов инверторных приводов и 10 миллионов сервоприводов и 18 миллионов, установленных по всему миру, Yaskawa успешно выпустила на рынок оптимальные роботы для различных применений, включая дуговую сварку, сборку, дозирование, обработку материалов, удаление материалов, резку материалов, упаковку и точечная сварка.
Жизненно важные детали: HQ: Китакюсю, Япония | Основан: 1915 | Доходы / 2017: долл. США 1,5 млрд. Долл. США
Ключевые продукты: VA1400 для дуговой сварки, HP20F для сборки, серия ES для машинной обработки, серия G для ковки и упаковки, Mh325 для точечной сварки.
Kuka
Немецкий промышленный гигант Kuka является одним из крупнейших в мире производителей робототехники, которая используется для производства автомобилей, для которой характерны фирменные ярко-оранжевые роботы, похожие на журавлей. KUKA Robotics предлагает полностью интегрированный ассортимент автоматизированной робототехники, технологий управления и индивидуальных программных решений. С 2004 года автоматизация и робототехника были в центре внимания компании, а непрофильные области были закрыты или проданы. В 2016 году Kuka, компания, чьи роботы уже украсили несколько заводских площадок, была приобретена китайской компанией Midea Group за 3 доллара США.9 миллиардов
Жизненно важные детали: HQ: Аугсбург, Германия | Основан: 1898 | Доходы / 2017: USD 1,4 млрд. Долл. США
Ключевые продукты: Серия KR AGILUS: Серия KR 30/60 F: Серия KR QUANTEC F, QUANTEC для укладки на поддоны, AGILUS (вариант машины для гигиены), устанавливаемые на полке роботы, прессы роботы.
Epson robots
Эта новаторская компания впервые вышла на рынок Северной и Южной Америки в 1984 году как EPSON Factory Automation Group.Первоначально созданная для поддержки потребностей автоматизации, EPSON быстро завоевала популярность на многих крупнейших производственных площадках мира. За последние три десятилетия EPSON Robots является лидером в области автоматизации для изделий для сборки мелких деталей и представила несколько первых в отрасли, включая компактных роботов SCARA, системы управления на базе ПК и многое другое.
Жизненно важные детали: HQ: Калифорния, США | Основана: 1984 | Доходы / 2017: долларов США 1.4 миллиарда
Ключевые продукты: роботы SCARA серий G, RS, RS, LS и T.
Kawasaki
Располагая более 160 000 робототехнических установок по всему миру, японская компания Kawasaki является ведущим поставщиком промышленных роботов и систем автоматизации с широким ассортиментом продукции. Kawasaki robotics была первой в Японии, которая коммерциализировала промышленных роботов. С тех пор компания разработала несколько роботов в качестве отечественного пионера и способствовала росту во многих отраслях промышленности с помощью систем автоматизации и экономии труда.В 2015 году компания начала продажи duAro, усовершенствованного робота SCARA с двумя руками, который может работать вместе с людьми.
Жизненно важные детали: HQ: Wixom, Мичиган, США | Основан: 1896 | Доходы / 2017: долларов США 1,3 млрд. Долл. США
Основные продукты: duAro Scara Robot, роботы серии K для покраски, серии Y для захвата и размещения, серии B для точечной сварки, RA020N для дуговой сварки, серии M для медицинских и фармацевтические препараты.
Staubli
Это глобальный поставщик решений в области мехатроники с тремя основными видами деятельности: разъемов , Robotics, и Textile .С 1892 года, когда она была основана, Staubli Group расширилась как географически, так и технологически. С приобретением Unimation — выдающегося продавца в индустрии промышленной робототехники — Staubli продолжила свой динамичный путь в самые передовые и инновационные отрасли промышленности. Компания запустила новую серию совместных роботов и инвестирует в свой программный бизнес.
Жизненно важные детали: HQ: Хорген, Швейцария | Основан: 1892 | Доходы / 2017: долларов США 1.26 миллиардов
Ключевые продукты: TS80, серия TX, серия RX, серия TX2, TP90, серия CS.
Dürr
Компания Dürr, расположенная на юге Германии, является ведущей фирмой в области машиностроения и машиностроения с выдающимися знаниями в области автоматизации. Он объединил усилия с Kuka, еще одним гигантом в области технологий автоматизации, для разработки комплексного решения для автоматизированного нанесения краски. В 2017 году, несмотря на острую конкуренцию, бизнес по производству роботов для окраски достиг новых рекордов во входящих заказах и продажах.Растущий спрос на робота Dürr можно объяснить растущей непрерывной автоматизацией технологии окраски автомобилей.
Жизненно важные детали: HQ: Битигхайм-Биссинген, Германия | Основан: 1895 | Доходы / 2017: USD 724 млн. Долл. США
Ключевые продукты: EcoRCMP для управления окраской, EcoRS 30 L 16S, EcoRS 16, EcoGun 1D.
Для получения подробной информации о мировом рынке промышленной робототехники, статистике робототехники и ведущих робототехнических компаниях запросите образец отчета о мировом рынке промышленной робототехники БЕСПЛАТНО!
Корпорация DENSO
Этот законодатель моды начал разработку промышленных роботов в 1967 году и в начале 1980-х годов.Компания разработала 4-осевых и 6-осевых промышленных роботов, которые имеют неограниченную свободу передвижения. На сегодняшний день дочерняя компания DENSO DENSO WAVE разрабатывает высокопроизводительных роботов, предназначенных для максимизации эффективности операций при производстве инженерных изделий, таких как автомобили и медицинские инструменты.
Жизненно важные детали: HQ: Кария, Япония | Основан: 1949 | Доходы / 2017: долл. США 564 млн. Долл. США
Ключевые продукты: 5000- и 6-осевые роботы VM, VP и VS Series, медицинские роботы VS-050S2, роботы SCARA серии HS.
Подробнее: 5 главных способов, которыми робототехника изменила нашу жизнь сверхточные станки и роботизированные системы для снижения энергопотребления и автоматизации производственных линий. Компания Nachi Robotic Systems, принадлежащая корпорации Nachi-Fujikoshi, может похвастаться впечатляющей линейкой промышленных роботов, интегрированных систем видения и передовых технологий.Недавно компания представила на рынке робота MZ12, способного перевозить 12 кг, что пользуется большим спросом в секторах электроники и EMS.
Жизненно важные детали: HQ: Нови, Мичиган, США | Основан: 1928 | Доходы / 2017: USD $ 325 млн.
Ключевые продукты: Серия Compact MZ, серия WING SLICER типа EZ, серия SR для точечной сварки, FlexGui.
Comau Robotics
Являясь крупнейшим в мире автомобильным концерном и известным поставщиком промышленных роботов и роботизированных процессов, Comau Robotics является лидером на рынке.Компания выпустила широкий ассортимент инновационных продуктов, возможно, что наиболее важно, крупнейших роботов для совместной работы на рынке. Его промышленные роботы спроектированы и разработаны для интеграции в приложения, где точность, скорость, повторяемость и гибкость имеют наибольшее значение.
Жизненно важные детали: HQ: Grugliasco, Италия | Основана: 1973 | Доходы / 2017: долл. США 287 млн. Долл. США
Ключевые продукты : REBEL-S SCARA, RACER ROBOT, СТАНДАРТНЫЕ РОБОТЫ серии NS, ARC HOLLOW WRIST.
Универсальные роботы
Эта компания известна разработкой безопасных, гибких, простых в использовании роботизированных манипуляторов, которые служат целому ряду отраслей, включая производство продуктов питания и табака, металлообработку и обработку металлов, автомобили и субподрядчиков, фармацевтику и химию. , мебель и оборудование, а также научно-исследовательские отрасли. Эта датская компания разрабатывает легкие промышленные роботы, которые оптимизируют и автоматизируют повторяющиеся производственные процессы. Эти роботы чаще всего используются для литья под давлением, захвата и размещения, ЧПУ, контроля качества, упаковки и укладки на поддоны, сборки, ухода за машиной, а также для склеивания и сварки.
Жизненно важные детали: HQ: Оденсе, Дания | Год основания: 2005 | Доходы / 2017: долл. США 170 млн. Долл. США
Основные продукты: Коллективная рука UR3, Коллективная UR5 и Коллективная рука робота UR10.
Wittmann Battenfeld Group
Этот конгломерат является мировым лидером в производстве роботов, литьевых машин и периферийного оборудования для сектора пластмасс. В 2017 году австрийский производитель вспомогательного оборудования довел до совершенства свои компетенции в области производства робототехники, поставив более 5000 роботов.Чтобы воспользоваться растущим интересом к робототехнике и автоматизированным системам, в 2017 году Wittmann выпустила несколько инновационных продуктов, в том числе роботов Primus 16 и Primus 14 для стандартных приложений захвата и размещения.
Жизненно важные детали: HQ: Вена, Австрия | Основана: 1983 | Доходы / 2017: долл. США 145 млн. Долл. США
Ключевые продукты: Primus 14 и 16 для захвата и размещения, про-робот W853, система управления роботом R9, робот-сервопривод W808, робот-оптимум W818.
Yamaha
В 1981 году компания Yamaha Motors взялась за разработку совершенно нового поколения промышленных роботов. С тех пор этот японский гигант поставил на рынок целый ряд передовых промышленных роботов, непревзойденных по скорости, полезной нагрузке и надежности. Нынешняя линейка промышленных роботов является кульминацией более чем трех десятилетий опыта работы на собственных заводах YAMAHA и тысячах других по всему миру.Yamaha Robotics имеет возможность поставлять декартовы системы в нескольких конфигурациях, а также эксклюзивные двухосевые высокоскоростные модели YP.
Жизненно важные детали: HQ: Ивата, Япония | Основан: 1887 | Доходы / 2017: долл. США 88,6 млн. Долл. США
Ключевые продукты: линейные конвейерные модули LCM-X, одноосные роботы серии GX, сочлененные роботы серии YA, роботы SCARA, чистые роботы.
IGM
Имея более 3000 успешных систем сварочных роботов, действующих по всему миру, IGM является единственным производителем в Австрии, специализирующимся на промышленных роботах, разработанных для дуговой сварки в тяжелых механических применениях.Сварочные роботы IGM используются в таких областях, как производство колесных подшипников и механические экскаваторы, изготовление локомотивов и подвижного состава, изготовление котлов, строительство мостов и кораблестроение, а также для применения в мобильных кранах и вилочных погрузчиках.
Жизненно важные детали: HQ: Висконсин, США | Основана: 1983 | Доходы / 2017: долларов США 59 миллионов долларов
Ключевые продукты: серии RTE 400, сварочный робот RTE 499.
Объем мирового рынка промышленных робототехнических услуг увеличится до 335 долларов США.7 миллиардов к 2021 году. Нажмите ЗДЕСЬ , чтобы увидеть последние движущие факторы, конкурентную среду и будущие тенденции на этом рынке.
Siasun Robot and Automation
Это один из ведущих мировых производителей робототехники и основной поставщик высокотехнологичных промышленных робототехнических систем и автоматики, принадлежащих Китайской академии услуг. Это одна из 10 ведущих компаний в области промышленной робототехники в китайской индустрии робототехники, благодаря обширной линейке промышленной робототехники.В товарные предложения бренда входят автомобили с автоматическим управлением, интеллектуальное логистическое оборудование, лазерное оборудование, оборудование для железнодорожных перевозок, автоматизированная сборка и тестирование продукции, энергетическое оборудование и специальное оборудование.
Жизненно важные детали: HQ: Шанхай, Китай | Основана: 2000 | Доходы / 2017: долл. США 38,2 млн. Долл. США
Ключевые продукты: вакуумный робот с высокой нагрузкой, робот Siasun для совместной работы, робот SR4C, параллельный робот SRBD1100, SR36A.
Rethink Robotics
Одна из ранних компаний в области промышленной робототехники, Rethink Robotics, в последнее время вызывает большой интерес. Компания помогает производителям роботов решать задачи динамичной экономики с помощью интегрированной рабочей силы, сочетающей безопасную, обучаемую и экономически эффективную робототехнику с квалифицированным трудом. Его робот Baxter, работающий на передовой программной платформе Intera, предоставляет производителям мирового класса автомобильную промышленность, производство пластмасс, электронику, товары народного потребления и многое другое.
Жизненно важные детали: HQ: Массачусетс, США | Год основания: 2008 | Доходы / 2017: 20 миллионов долларов США
Ключевые продукты: Baxter (робот), исследовательский робот Baxter, программная платформа Intera, Sawyer (кобот).
Подробнее: Искусственный интеллект умных роботов — они так же хороши, как люди?
Schunk
Обладая более чем двадцатилетним опытом работы в мехатронике, Schunk стала одним из важнейших мировых поставщиков мобильных захватных систем для промышленной робототехники.Мехатронные легкие руки, захваты, захваты, модульные системы и поворотные модули компании уже сегодня являются эталоном в нескольких областях применения. Schunk последовательно расширяет свою модульную программу для систем захвата с простой целью дальнейшего упрощения эксплуатации и управления.
Жизненно важные детали: HQ: Лауффен-на-Неккаре, Германия | Основан: 1945 | Доходы / 2017: USD 19 млн.
Основные продукты: LWA 4D Легкая рукоятка, LWA 4P, SDH 3-пальцевая сервоэлектрическая рукоятка, параллельный захват EGP-FWA.
.Автоматизация | Британика
Автоматизация , применение машин к задачам, которые когда-то выполнялись людьми, или, все чаще, к задачам, которые в противном случае были бы невозможны. Хотя термин «механизация» часто используется для обозначения простой замены человеческого труда машинами, автоматизация обычно подразумевает интеграцию машин в систему самоуправления. Автоматизация произвела революцию в тех областях, в которых она была внедрена, и едва ли есть аспект современной жизни, который не был бы затронут ею.
Термин «автоматизация» был придуман в автомобильной промышленности около 1946 года для описания более широкого использования автоматических устройств и средств управления в механизированных производственных линиях. Происхождение слова связано с Д.С. Хардером, инженером-менеджером Ford Motor Company в то время. Этот термин широко используется в производственном контексте, но он также применяется вне производства в связи с множеством систем, в которых существует значительная замена механического, электрического или компьютеризированного действия для человеческого усилия и интеллекта.
В общем случае автоматизация может быть определена как технология, связанная с выполнением процесса с помощью запрограммированных команд в сочетании с автоматическим контролем обратной связи для обеспечения надлежащего выполнения инструкций. Полученная система способна работать без вмешательства человека. Развитие этой технологии становится все более зависимым от использования компьютеров и компьютерных технологий. Следовательно, автоматизированные системы становятся все более сложными и сложными.Усовершенствованные системы представляют собой уровень возможностей и производительности, которые во многих отношениях превосходят способности людей выполнять те же действия.
Технология автоматизации достигла такого уровня, когда ряд других технологий развились из нее и достигли признания и статуса своих собственных. Робототехника — одна из этих технологий; это специализированная отрасль автоматизации, в которой автомат обладает определенными антропоморфическими или человеческими характеристиками.Наиболее типичной человеческой характеристикой современного промышленного робота является механическая рука с механическим приводом. Рукоятка робота может быть запрограммирована на перемещение в последовательности движений для выполнения полезных задач, таких как загрузка и выгрузка деталей на производственном станке или выполнение последовательности точечных сварных швов на деталях из листового металла кузова автомобиля во время сборки. Как показывают эти примеры, промышленные роботы, как правило, используются для замены людей, работающих на фабриках.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской.Подпишитесь сегодняВ этой статье рассматриваются основы автоматизации, включая ее историческое развитие, принципы и теорию работы, приложения в производстве и в некоторых из услуг и отраслей, важных в повседневной жизни, и влияющих на человека, а также общество в целом. В статье также рассматривается развитие и технология робототехники как важная тема в области автоматизации. Для связанных тем см. Информатику и обработку информации.
Историческое развитие автоматизации
Технология автоматизации произошла из смежной области механизации, которая началась в промышленной революции.Механизация относится к замене человеческой (или животной) силы механической силой какой-либо формы. Движущей силой механизации была склонность человечества создавать инструменты и механические устройства. Некоторые важные исторические разработки в области механизации и автоматизации, приведшие к современным автоматизированным системам, описаны здесь.
Ранние разработки
Первые инструменты из камня представляли собой попытки доисторического человека направить свою физическую силу под контроль человеческого разума.Тысячи лет, несомненно, потребовались для разработки простых механических устройств и механизмов, таких как колесо, рычаг и шкив, с помощью которых можно было бы увеличить силу человеческих мышц. Следующим расширением стала разработка силовых машин, которые не требовали человеческой силы для работы. Примеры таких машин включают водяные колеса, ветряные мельницы и простые паровые устройства. Более 2000 лет назад китайцы разработали триммеры, работающие на проточной воде и водяных колесах.Первые греки экспериментировали с простыми реактивными двигателями, приводимыми в движение паром. Механические часы, представляющие собой довольно сложную сборку с собственным встроенным источником питания (весом), были разработаны примерно в 1335 году в Европе. Ветряные мельницы с механизмами автоматического поворота паруса были разработаны в средние века в Европе и на Ближнем Востоке. Паровой двигатель явился крупным достижением в разработке силовых машин и ознаменовал начало промышленной революции. В течение двух столетий, прошедших с момента появления парового двигателя Watt, были разработаны двигатели и машины с приводом от двигателя, которые получают энергию из пара, электричества, химических, механических и ядерных источников.
Каждая новая разработка в истории машин с приводом привела к увеличению требований к устройствам управления для управления мощностью машины. Самые ранние паровые двигатели требовали, чтобы человек открывал и закрывал клапаны, сначала чтобы впустить пар в камеру поршня, а затем выпустить его. Позже был разработан механизм золотникового клапана для автоматического выполнения этих функций. Тогда единственной потребностью человека-оператора было регулировать количество пара, которое контролировало скорость и мощность двигателя.Это требование к человеческому вниманию при работе парового двигателя было устранено губернатором с шариками. Это устройство, изобретенное Джеймсом Уаттом в Англии, состояло из утяжеленного шарика на шарнирном рычаге, механически соединенного с выходным валом двигателя. По мере увеличения скорости вращения вала центробежная сила заставляла утяжеленный шар перемещаться наружу. Это движение контролировало клапан, который уменьшал подачу пара в двигатель, тем самым замедляя двигатель. Регулятор «шарик-шарик» остается элегантным ранним примером системы управления с отрицательной обратной связью, в которой увеличение производительности системы используется для снижения активности системы.
Отрицательная обратная связь широко используется в качестве средства автоматического управления для достижения постоянного рабочего уровня системы. Типичным примером системы управления с обратной связью является термостат, используемый в современных зданиях для контроля температуры в помещении. В этом устройстве снижение комнатной температуры вызывает замыкание электрического переключателя, в результате чего включается нагревательный элемент. При повышении комнатной температуры выключатель размыкается и подача тепла отключается. Термостат можно настроить так, чтобы он включал нагревательный прибор в любой заданной точке.
Еще одним важным событием в истории автоматизации стал жаккардовый станок (см. Фотографию), который продемонстрировал концепцию программируемой машины. Около 1801 года французский изобретатель Жозеф-Мари Жаккард изобрел автоматический ткацкий станок, способный производить сложные узоры в текстиле, управляя движением множества челноков из разноцветных нитей. Выбор различных образцов был определен программой, содержащейся в стальных картах, в которых были пробиты отверстия. Эти карты были предками бумажных карт и лент, которые управляют современными автоматами.Концепция программирования машины получила дальнейшее развитие в конце XIX века, когда английский математик Чарльз Бэббидж предложил сложный механический «аналитический механизм», который мог выполнять арифметику и обработку данных. Хотя Бэббидж так и не смог завершить его, это устройство было предшественником современного цифрового компьютера. Смотрите компьютеры, историю.
Жаккардовый ткацкий станок Жаккардовый ткацкий станок, гравировка, 1874 г. В верхней части машины находится стопка перфокарт, которая подается в ткацкий станок для управления рисунком ткачества.Этот метод автоматической выдачи машинных инструкций использовался компьютерами еще в 20 веке. Беттман Архив ,