Pramoniniai robotai šiuolaikinėje gamyboje – tipai ir įrenginiai

Pramoniniai robotai šiandien plačiai naudojami žmonių gamyboje. Jie tarnauja kaip viena efektyviausių transporto ir krovinių operacijų bei daugelio technologinių procesų mechanizavimo ir automatizavimo priemonių.

Teigiamas pramoninių robotų diegimo poveikis dažniausiai pastebimas vienu metu iš kelių pusių: didėja darbo našumas, gerėja galutinio produkto kokybė, mažėja gamybos kaštai, pagerėja darbo sąlygos žmogui, galiausiai – įmonės perėjimas iš labai palengvinamas vieno tipo gaminių išleidimas į kitą.

Tačiau norint pasiekti tokį platų ir įvairiapusį teigiamą pramoninių robotų diegimo poveikį jau veikiančiai rankinei gamybai, reikia iš anksto apskaičiuoti planuojamas išlaidas pačiam diegimo procesui, roboto kainai, taip pat pasverti, ar jūsų gamybos ir technologinio proceso sudėtingumas apskritai yra pakankamas modernizavimo planui, padedančiam įdiegti pramoninius robotus.

Tiesą sakant, kartais iš pradžių gamyba taip supaprastinama, kad įdiegti robotus yra tiesiog nepraktiška ir netgi žalinga. Be to, reikės kvalifikuoto personalo robotų montavimui, priežiūrai, programavimui, o darbo procese – pagalbiniams įrenginiams ir kt. Svarbu į tai atsižvelgti iš anksto.

Vienaip ar kitaip, robotizuoti nepilotuojami sprendimai gamyboje šiandien tampa vis aktualesni jau vien dėl to, kad žalingas poveikis žmonių sveikatai yra kuo mažesnis. Pridėkime čia supratimą, kad visas apdorojimo ir montavimo ciklas atliekamas greičiau, be pertraukų dūmų pertraukoms ir be klaidų, būdingų bet kokiai gamybai, kur vietoj roboto veikia gyvas žmogus. Žmogiškasis faktorius, sukūrus robotus ir pradėjus technologinį procesą, praktiškai neįtraukiamas.

Šiandien rankų darbą dažniausiai pakeičia roboto manipuliatoriaus darbas: įrankio suėmimas, įrankio fiksavimas, ruošinio sulaikymas, padavimas į darbo zoną. Apribojimai nustatomi tik dėl: apkrovos, ribotos darbo zonos, iš anksto užprogramuotų judesių.

Pramoninis robotas gali suteikti:

• didelis našumas dėl greito ir tikslaus padėties nustatymo; geresnis efektyvumas, nes nereikia mokėti atlyginimų žmonėms, kuriuos jis pavaduoja, užtenka vieno operatoriaus;

• aukšta kokybė - 0,05 mm tikslumas, maža santuokos tikimybė;

• saugumas žmonių sveikatai, pavyzdžiui, dėl to, kad dažant dabar negalima kontaktuoti su dažais ir lakais;

• Galiausiai, roboto darbo zona yra griežtai apribota ir reikalauja minimalios priežiūros, net jei darbo aplinka yra chemiškai agresyvi, roboto medžiaga atlaikys šį poveikį.

Istoriškai pirmasis patentuotas pramoninis robotas buvo išleistas 1961 m. Unimation Inc General Motors gamyklai Naujajame Džersyje. Roboto veiksmų seka įrašoma kodo forma ant magnetinio būgno ir vykdoma apibendrintomis koordinatėmis. Veiksmams atlikti robotas naudoja hidraulinius stiprintuvus. Vėliau ši technologija buvo perduota japonų „Kawasaki Heavy Industries“ ir anglų „Guest“, „Keen“ ir „Nettlefolds“ įmonėms, todėl „Unimation Inc“ robotų gamyba šiek tiek išsiplėtė.

Iki 1970 m. Stanfordo universitetas sukūrė pirmąjį robotą, panašų į žmogaus rankos galimybes su 6 laisvės laipsniais, valdomą kompiuteriu ir turintį elektrines pavaras. Tuo pačiu metu ją kuria japonų kompanija „Nachi“. Vokietijos KUKA Robotics 1973 m. demonstruos šešių ašių robotą Famulus, o Šveicarijos ABB Robotics dabar pradės pardavinėti ASEA robotą, taip pat šešių ašių ir elektromechaniškai varomą.

1974 metais Japonijos kompanija Fanuc įkūrė savo gamybą. 1977 metais buvo pagamintas pirmasis Yaskawa robotas.Tobulėjant kompiuterinėms technologijoms, robotai vis dažniau pristatomi automobilių pramonėje: devintojo dešimtmečio pradžioje „General Motors“ investavo keturiasdešimt milijardų dolerių į savo gamyklos automatizavimo sistemos sukūrimą.

1984 m. vietinė „Avtovaz“ įsigijo „KUKA Robotics“ licenciją ir pradės gaminti robotus savo gamybos linijoms. Beveik 70% visų robotų pasaulyje iki 1995 m. bus Japonijoje, jos vidaus rinkoje. Tokiu būdu pramoniniai robotai pagaliau įsitvirtins automobilių pramonėje.

Kaip automobilių gamyba vyksta be suvirinimo? Negali būti. Taip išeina, kad visos pasaulio automobilių pramonės šakos aprūpintos šimtais robotizuotų suvirinimo kompleksų. Kas penktas pramoninis robotas užsiima suvirinimu. Kitas poreikis yra robotas krautuvas, tačiau argono lankas ir taškinis suvirinimas yra pirmoje vietoje.

Joks rankinis suvirinimas negali atitikti siūlės kokybės ir proceso valdymo su specializuotu robotu laipsnio. Ką jau kalbėti apie suvirinimą lazeriu, kai iš iki 2 metrų atstumo fokusuotu lazeriu technologinis procesas atliekamas 0,2 mm tikslumu – tai tiesiog nepakeičiama orlaivių konstrukcijoje ir medicinoje. Pridėkite prie to integraciją su CAD / CAM skaitmeninėmis sistemomis.

Suvirinimo robotas turi tris pagrindinius valdymo blokus: darbinį korpusą, darbinį kūną valdantį kompiuterį ir atmintį. Darbinis korpusas yra su rankena panašia rankena. Kėbulas turi judėjimo laisvę trimis ašimis (X, Y, Z), o pats griebtuvas gali suktis aplink šias ašis. Pats robotas gali judėti išilgai kreiptuvų.

Nė viena moderni gamykla neapsieina be iškrovimo ir pakrovimo, nepriklausomai nuo gaminių dydžio ir svorio. Robotas savarankiškai sumontuos ruošinį į mašiną, tada iškraus ir padės. Robotas gali sąveikauti su keliomis mašinomis vienu metu. Žinoma, šiame kontekste negalime nepaminėti bagažo krovimo oro uoste.

Robotai jau dabar leidžia sumažinti personalo išlaidas iki minimumo. Tai ne tik paprastos funkcijos, pvz., perforavimas ar orkaitės valdymas. Robotai sugeba pakelti daugiau svorių daug sunkesnėmis sąlygomis, nepavargdami ir sugaišdami žymiai mažiau laiko nei tai padarytų gyvas žmogus.

Pavyzdžiui, liejyklose ir kalviuose tradiciškai sąlygos žmonėms yra labai sunkios. Šio tipo gamyba yra trečioje vietoje po iškrovimo ir pakrovimo pagal robotizaciją. Neatsitiktinai beveik visos Europos liejyklos dabar aprūpintos automatizuotomis sistemomis su pramoniniais robotais. Roboto įdiegimo kaina įmonei kainuoja šimtus tūkstančių dolerių, tačiau jos žinioje atsiranda labai lankstus kompleksas, kuris yra daugiau nei kompensuotas.

Robotinis lazeris ir plazminis pjovimas patobulinti tradicines linijas su plazminiais degikliais. Trimatis kampų ir I sijų pjovimas ir pjovimas, paruošimas tolesniam apdirbimui, suvirinimas, gręžimas. Automobilių pramonėje ši technologija yra tiesiog nepakeičiama, nes po štampavimo ir formavimo gaminių kraštai turi būti tiksliai ir greitai nupjauti.

Vienas toks robotas gali derinti ir suvirinimą, ir pjovimą.Darbo našumą didina įdiegtas pjovimas vandens srove, kuris pašalina nereikalingą šilumos poveikį ant medžiagos.Taigi per dvi su puse minutės Renault robotų gamykloje Prancūzijoje išpjaunamos visos mažos skylutės Renault Espace kupė metale.

Gaminant baldus, automobilius ir kitus gaminius, robotinis vamzdžių lenkimas naudojant darbo galvutę yra naudingas, kai vamzdį nustato robotas ir labai greitai sulenkia. Toks vamzdis dabar gali būti aprūpintas įvairiais elementais, kurie netrukdys roboto įtvarų lenkimo procesui.

Apvadų pjovimas, gręžimas ir frezavimas – kas gali būti lengviau robotui, ar tai būtų metalas, medis ar plastikas. Tikslūs ir patvarūs manipuliatoriai atlieka šias užduotis su kaupu. Darbo zona neribojama, pakanka sumontuoti prailgintą ašį arba kelias valdomas ašis, kurios suteiks puikų lankstumą ir didelį greitį. Žmogus to negali padaryti.

Frezavimo įrankio sukimosi dažniai siekia dešimtis tūkstančių apsisukimų per minutę, o siūlių šlifavimas visiškai paverčiamas paprastų pasikartojančių judesių serija. Tačiau anksčiau šlifavimas ir abrazyvinis paviršiaus apdorojimas buvo laikomas purvinu ir sunkiu dalyku, taip pat labai kenksmingu. Dabar pasta tiekiama automatiškai apdorojant veltinio ratuką, pravažiavus abrazyvinį diržą. Greitas ir saugus operatoriui.

Pramoninės robotikos perspektyvos yra didžiulės, nes robotai iš esmės gali būti įtraukti į beveik bet kokį gamybos procesą ir neribotais kiekiais.Automatinio darbo kokybė kartais būna tokia aukšta, kad žmogaus rankoms ji tiesiog nepasiekiama. Yra ištisos didelės pramonės šakos, kuriose klaidos ir netikslumai yra nepriimtini: orlaivių gamyba, tiksli medicinos įranga, itin tikslūs ginklai ir kt. Jau nekalbant apie atskirų įmonių konkurencingumo didėjimą ir teigiamą poveikį jų ekonomikai.