В связи с этим особую популярность завоевывают решения по автоматизации производства на базе промышленных роботов, позволяющих обеспечить полный цикл обработки с высокой производительностью и точностью, избежать перерывов и производственных ошибок, свойственных человеку.

История промышленных роботов

История рынка промышленной робототехники насчитывает уже более 50 лет. Первый патент на робота был получен в 1961 году (подан в 1954) изобретателем Джорджем Деволом (George Devol), который основал в 1956 году вместе с инженером Джозефом Энгельбергом (Joseph F. Engelberger) компанию по первому серийному производству роботов Unimation Inc (от Universal Automatic – универсальная автоматизация). Энгельберг привлекал в компанию дополнительное финансирование, распространял идеи роботизации среди потенциальных заказчиков и популяризировал идею промышленной автоматизации. Несмотря на то, что патент был закреплен за Деволом, именно Энгельберга принято считать «отцом робототехники».

Возможностями автоматизации в первую очередь воспользовались автомобилестроители, и уже в 1961 году начались поставки роботов Unimate на завод General Motors, Нью Джерси. Роботы Unimate были сконструированы с использованием гидроусилителей и программировались в обобщенных координатах, воспроизводя последовательность действий, записанных на магнитный барабан.

Позднее компания Unimation передала свою технологию в Kawasaki Heavy Industries и Guest­Nettlefolds, таким образом открыв производство роботов Unimate в Японии и Англии.

Основное развитие промышленных роботов началось в конце 60­х – начале 70­х годов, когда в 1969 году в Стенфордском университете студент факультета машиностроения Виктор Шейнман (Victor Scheinman) разработал прототип современного робота, отдаленно воспроизводящего возможности человеческой руки, ­ Stanford arm с шестью степенями свободы, электрическими приводами и компьютерным управлением.

В 1969 году появляются разработки в области робототехники компании Nachi. В 1973 году немецкая компания KUKA Robotics демонстрирует своего первого робота Famulus, и почти одновременно швейцарская компания ABB Robotics выводит на рынок робота ASEA. Оба робота имеют по шесть управляемых осей с электромеханическим приводом.

В 1974 году промышленные роботы разрабатываются и устанавливаются на собственное производство в компании Fanuc, а в 1977 году первый робот Yaskawa появляется у компании Motoman.

Дальнейший рост промышленной робототехники был обусловлен развитием компьютера, электроники и масштабным расширением компаний на рынке автомобилестроения – основных заказчиков роботов. General Motors в 80­х годах потратила более 40 миллиардов долларов на разработки в области автоматизации. Основным рынком роботов считается внутренний рынок Японии, на котором находится большинство компаний по их производству: Fuji, Denso, Epson, Fanuc, Intelligent Actuator, Kawasaki, Nachi, Yaskawa (Motoman), Nidec, Kawada. В 1995 году из 700 000 роботов, используемых в мире, 500 000 работали в Японии.

В Советском Союзе крупнейшим интегратором робототехники стала компания «Автоваз». Развивая мощности по выпуску автомобилей и перенимая опыт мировых автомобилестроительных предприятий, в 1984 г. она приобрела лицензию фирмы KUKA. На базе отдельного станкостроительного подразделения концерна «Автоваз» началось производство отечественных роботов, применяемых на поточных линиях предприятия. На сегодняшний день ОАО «Автоваз» совместно с МГТУ «Станкин» реализуют программу выпуска линейки роботов для промышленных производств ­ до 1000 единиц ежегодно.

Преимущества использования промышленных роботов в производстве

Современный промышленный робот­манипулятор в большинстве случаев применяется для замены ручного труда. Так, робот может использовать инструментальный захват для фиксации инструмента и осуществления обработки детали либо держать саму заготовку для того, чтобы подавать ее в рабочую зону на дальнейшую обработку.

Робот имеет ряд ограничений, таких как зона досягаемости, грузоподъемность, необходимость избежать столкновения с препятствием, необходимость предварительного программирования каждого движения. Но при его правильном применении и предварительном анализе работы системы робот способен обеспечить производство рядом преимуществ, повысить качество и эффективность рабочего процесса.

Для оценки актуальности внедрения робота в процесс обработки приведем ряд преимуществ и недостатков применения робототехники на предприятии:

1. Производительность

При применении робота производительность обычно повышается. Прежде всего, это связано с более быстрым перемещением и позиционированием в процессе обработки, также играет роль и такой фактор, как возможность автоматической работы 24 часа в сутки без перерывов и простоев. В случае правильно выбранного применения роботизированной системы производительность по сравнению с ручным производством возрастает в разы или даже на порядок.

Следует отметить, что при широкой номенклатуре изделий, постоянных переналадках, необходимости большого количества периферийного оборудования для разных деталей производительность может и снижаться, делая процесс неэффективным и сложным.

2. Улучшение экономических показателей

Заменяя человека, робот эффективно снижает затраты на оплату специалистов. Особенно данный фактор важен в экономически развитых странах с высокими заработными платами рабочих и необходимостью больших надбавок за переработку, ночное время и т.д. В случае применения робота или автоматизированной системы, в цехе необходимо лишь наличие оператора, контролирующего процесс, при этом оператор может контролировать сразу несколько систем.

При первоначальной закупке роботизированная ячейка – достаточно серьезное финансовое вложение, и предприятие заинтересовано в его быстрой окупаемости. Неправильное применение оборудования и ошибки в его комплектации и расстановке могут привести к увеличению времени обработки либо трудоемкости работы, тем самым снизить экономичность производства.

3. Качество обработки

Часто причиной внедрения технологической системы на базе промышленного робота становится необходимость обеспечения заданного в документации на изделие качества обработки.

Высокая точность позиционирования промышленных роботов (0.1 ­ 0.05 мм) и повторяемость обеспечивают надлежащее качество изделия и устраняют возможность производственного брака. Исключение человеческого фактора приводит к минимизации рабочих ошибок и сохранению постоянной повторяемости на всей производственной программе.

4. Безопасность

Применение робота достаточно эффективно на вредном производстве, оказывающем неблагоприятное воздействие на человека, например, в литейной промышленности, при зачистке сварных швов, окрасочных работах, сварочных процессах и т.д. В случаях, когда применение ручного труда ограничивается законодательством, внедрение робота может являться единственным решением.

При работе в цехе периметр рабочей зоны ограждается различными устройствами для предотвращения проникновения человека в зону действия робота. Наличие защитных систем является главным и неотъемлемым условием безопасной работы роботизированных систем по всему миру.

5. Минимизация рабочего пространства

Правильно скомплектованная ячейка на базе промышленного робота более компактна, чем рабочая зона для выполнения ручных работ. Это достигается более эргономичной конструкцией сборочных кондукторов, небольшим размером места, занимаемого роботом, возможностью его размещения в подвешенном состоянии и т.д.

6. Минимальное обслуживание

Современные промышленные роботы, благодаря применению асинхронных двигателей и качественных редукторов, практически не нуждаются в обслуживании. Изготавливаются специальные модели роботов из нержавеющей стали, например, для работы в медицинской и пищевой промышленности, при высоких и низких температурах и в агрессивных средах. Это делает их менее восприимчивыми к окружающей среде и повышает износостойкость оборудования.

Применение роботов в отдельных производственных процессах

Сварка

Сварка считается наиболее типичным процессом для внедрения роботов. Исторически роботизированная сварка начала широко применяться в автомобилестроении, и в настоящее время практически все автомобильные производства в мире оснащены конвейерами, которые могут состоять из нескольких сотен роботизированных комплексов.

По данным исследований, около 20% всех промышленных роботов используются в сварочных процессах (в США около половины). Вторым по значимости применением считается укладка грузов на поддоны, применяемая на предприятиях с высоким объемом продукции, в особенности в пищевых производствах.

Аргонно­дуговая (TIG, MIG, MAG) или точечная сварка (RWS) с использованием робота обеспечивает более высокое качество изделий по сравнению с принятым сварочным процессом ручной или полуавтоматической сварки. Возможности периферийного оборудования позволяют обеспечивать полный контроль процесса, например, реализовать функцию бесконтактного слежения за сварным швом.

В настоящее время активно развивается применение роботизированной лазерной сварки (LBW), позволяющей лазеру сфокусироваться на точке с варьированием от 0,2 мм, с минимизированием теплового воздействия на изделие и высокой точностью и качеством сварки. Возможность выдержать сверхвысокие длины фокусировки (до 2 метров) и тем самым обеспечить дистанционную сварку существенно расширяет границы применимости сварочного процесса и увеличивает производительность изготовления изделия. Лазерная сварка активно применяется в авиастроении, автомобилестроении, приборостроении, медицине и т.д.

Переход на автоматическую сварку с использованием роботов минимизирует время цикла в несколько раз. Это достигается эргономичной конструкцией или модернизацией сварочной оснастки для обеспечения быстрого цикла сбора изделия, высокими скоростями перемещения робота и организацией поточного производства с обеспечением единовременной сборки­сварки изделий. Необходимо отметить тот факт, что роботизированные системы являются единственной возможностью совмещения обрабатывающих операций, к примеру, обеспечения плазменного или лазерного раскроя, и последующей сварки с помощью смены горелки или режимов сварки без переустанова детали.

Также роботизация сварочного процесса позволяет интегрировать программы сварки в применяемые на предприятии CAD/CAM системы для обеспечения процесса цифрового производства.

Автоматизация загрузки и выгрузки изделий – процесс, имеющий значение на любом современном производстве с высокой производительностью или большим весом и габаритами изделий. Так, роботы применяются для загрузки заготовок в металлообрабатывающие станки, выгрузки готовых изделий и укладки на соответствующие паллеты. Причем достаточно часто один робот обслуживает сразу нескольких машин и работает с разными изделиями, что удешевляет инвестиции в подобную автоматизацию и расширяет функционал внедряемого робота.

В Европе прослеживается тенденция к максимальному увеличению производительности за счет безостановочной круглосуточной работы, внедряется философия безлюдного производства, связанная со стремлением минимизировать расходы на персонал.

В СССР задачи сокращать ручной труд не ставили, робототехника применялась для автоматизации технологических машин, где могут существовать ограничения на труд человека, – штампов, прессов, гальванических ванн, нагревательных печей и т.д. Кроме того, человек может быть ограничен весом изделий. Так, для деталей от 20­30 килограмм требуется применение дополнительного грузоподъемного оборудования.

Внедрение автоматизации в литейных и кузнечно­прессовых цехах обусловливается необходимостью устранения тяжелых условий для рабочих и повышения качества производства: выгрузка тяжелых поковок, литейных заготовок, последующее охлаждение, загрузка в штампы для пресса и т.д. Не случайно, третье место применения роботов после загрузки­выгрузки занимает именно совмещение с кузнечно­прессовым и литейным оборудованием. Практически все процессы литья под давлением в Европе сопровождаются автоматизацией с использованием роботов.

Применение технологических систем на базе роботов может стать альтернативой использованию обычного специализированного на каком­либо технологическом процессе оборудования.

В среднем, цена внедрения робота с установкой и необходимым пакетом для взаимодействия с оборудованием обойдется предприятию в 5 млн. рублей, представляя собой действительно гибкое решение, которое может в будущем использоваться и для иных задач или реализовывать вспомогательные операции, к примеру, сортировку различных изделий, удаление заусенцев, сборочные операции и т.д.

Металлообрабатывающие процессы с использованием роботов

Помимо сварочных и вспомогательных операций роботы могут применяться в самих процессах обработки, выступая альтернативой обрабатывающему оборудованию.

Раскрой материала

Промышленные роботы активно используются для операций раскроя металла с помощью плазмы, лазера и гидроабразивной резки. В отличие от традиционной установки плазменного раскроя плазменные горелки с применением робота могут осуществлять трехмерную резку, что актуально для обработки металлоконструкций, металлопроката (тавров, двутавров, уголков и т.д.), а также подготовки поверхностей под углом для дальнейшей сварки, вырезки различных отверстий и т.д.

Раскрой металла с помощью лазерной резки выступает альтернативой для трехмерного лазерного комплекса, позволяя выполнить любой раскрой в трехмерном пространстве. Данная технология широко используется в автомобилестроении, а также достаточно эффективна для обрезки краев изделий после штамповочных и формовочных операций. Роботизированная ячейка для лазерной резки может использоваться и для лазерной сварки, а также в дальнейшем совмещать двух роботов, использующих один источник.

Гидро­ или гидроабразивная резка роботом расширяет возможности раскроя до обработки любых трехмерных деталей, повышает производительность. Гидроабразивная резка отличается отсутствием теплового воздействия и возможностью обработки практически любых материалов. Так, гидроабразивная резка роботом используется для вырезки всех отверстий в стали толщиной 3 мм по корпусу автомобиля Renault Espace на заводе во Франции (Romorantin, France). Полный цикл вырезки отверстий занимает 2 минуты 30 секунд.

Гибка труб

Гибка труб роботом используется в ограниченном виде, представляя собой бездорновую гибку с помощью позиционирования заготовки роботом и использования сопутствующей гибочной головки. Преимуществом такой обработки является высокая скорость изготовления, возможность обработки изделий с уже существующими присоединительными элементами и одновременное совмещение с загрузкой­выгрузкой изделий тем же роботом. Такие системы используются в автомобилестроении, изготовлении металлической мебели и других товаров народного потребления, где применяется бездорновая гибка.

Фрезерование, сверление, удаление заусенцев и сварных швов

Использование роботов для фрезерования, сверления и обработки кромок металлов, пластмасс, древесины и камня – новая, динамично развивающаяся технология. Она стала возможна прежде всего благодаря увеличению жесткости и точности современных манипуляторов. Основные преимущества заключаются в практически неограниченной рабочей зоне робота (систему можно оборудовать линейной осью в несколько десятков метров), высокой скорости обработки и большом количестве управляемых осей. Например, типичная фрезеровальная ячейка на базе промышленного робота имеет 8 – 10 управляемых осей и позволяет получить максимальную гибкость обработки.

Возможно использование самого разного приводного инструмента, пневматического и электрического, с воздушным и жидкостным охлаждением. Для снятия заусенцев с кромок деталей после фрезерования используются пневматический приводной инструмент с частотой вращения 35 000 об/мин, а для фрезерования металлов – электрический шпиндель с водяным охлаждением, мощностью 24 кВт.

Отдельно стоит упомянуть такой тяжелый, трудоемкий процесс для человека, как зачистка сварного шва на изделии. Применение автоматизации позволяет снизить воздействие вредных производственных факторов и существенно уменьшить время на выполнение зачистки.

Полирование и шлифование

Шлифование металлических деталей – сложный и грязный процесс, крайне вредный для человека. В то же время его автоматизация довольно проста и не представляет проблемы для современных промышленных манипуляторов. Робот всегда сможет повторить траекторию движения шлифовальщика, обеспечив при этом неизменную повторяемость и отличное качество обработки.

Процессы абразивной обработки поверхности можно разделить на два основных класса – шлифование и полирование. При шлифовании используют абразивные круги или ленты, съем материала может быть существенным, образуется много пыли. Полирование – более тонкий процесс, для которого применяются войлочные круги с абразивной пастой, съема материала при этом практически не происходит. Как правило, эти процессы комбинируют. Преимущество робота заключается в том, что он может обрабатывать деталь на нескольких абразивных инструментах поочередно, за один установ. Например, сначала снимается поверхностный слой на абразивной ленте, а потом деталь заполировывается на войлочном круге с автоматической подачей пасты.

Перспективы применения роботов

Достоинство робототехники – гибкость применения и возможность использования в практически неограниченном количестве процессов. Так, например, в авиастроительной отрасли в целях повышения качества при снижении ручного труда роботы начинают применяться в процессах клепки, обшивки фюзеляжа, выкладки композитных материалов, при различных работах в условиях ограниченного пространства. Активно распространяется применение роботов в измерительных системах. В США и Европе роботы используются в камерах очистки изделий под высоким давлением.

В России применение роботов пока ограничено. Так, в докризисный 2007 год было внедрено до 200 роботизированных систем с общей численностью около 8000 промышленных роботов по стране. Для примера, за тот же год в США было внедрено около 34 тыс., Европе – 43 тыс., Японии – 59 тыс. роботизированных систем. Причинами отставания являются недостаточная информированность российских технических специалистов и менеджмента предприятий, желание избежать больших затрат на их внедрение, низкая стоимость ручного труда.

Вместе с тем, в отличие от стационарного ЧПУ оборудования, робот ­ более широкофункциональная система, ориентированная на повышение качества и производительности производства и минимизацию ручного труда, приводящих в конечном итоге к положительному экономическому эффекту и повышению конкурентоспособности предприятия. А потому все больше российских интеграторов готовы решать задачи прикладного внедрения роботов в технологические процессы. Мы надеемся, что в течение ближайших лет концепция «безлюдного производства» в России будет интенсивно набирать обороты.

Игорь Проценко, Борис Иванов

ООО «Нью Лайн Инжиниринг»

Конечно, компаний гораздо больше — мы выделили лишь самые значимые из них, а также те, которые занимаются разработкой промышленных роботов в России и странах СНГ.

Seiko Epson Corporation более известная как Epson — структурное подразделение японского многоотраслевого концерна Seiko Group. Один из крупнейших производителей струйных, матричных и лазерных принтеров, сканеров, настольных компьютеров, проекторов, а также роботов для монтажа мелких деталей.

Роботы Epson впервые появились на мировом рынке в далеком 1984 году. Изначально созданные для удовлетворения потребностей внутренней автоматизации, роботы компании Epson быстро стали популярным на многих известных производственных площадках по всему миру. За последние 30 лет Epson Robots стала лидером отрасли роботизации для сборки мелких деталей и привнесла множество новинок, включая управление на базе ПК, компактные scara роботы и многое другое. На сегодняшний день более 55 000 роботов Epson установлено на заводах по всему миру. Многие из ведущих компаний-производителей полагаются на этих роботов каждый день, чтобы снизить издержки производства, улучшить качество продукции, увеличить производительность.

Comau (Италия)

Компания Comau — итальянская многонациональная компания, базирующаяся в Турине и являющаяся частью FCA Group. Comau — это интегрированная компания, специализирующаяся в области промышленной автоматизации с международной сетью из 35 действующих центров, 15 производственных предприятий и 5 инновационных центров по всему миру. Компания предлагает полные комплексные решения, услуги, продукты и технологии с компетенциями, начиная от резки металла до полностью роботизированных производственных систем для удовлетворения конкретных производственных потребностей в различных отраслях промышленности, от автомобильной, железнодорожной и тяжелой промышленности до возобновляемой энергетики и других отраслей.

Comau выпускает различные модели промышленных роботов грузоподъемностью до 800 кг.

Применяемость роботов Comau стандартна для любых роботов с антропоморфной кинематикой: сварочные технологии, паллетирование, механическая обработка, нанесение составов: окраска, грунтовка, клеи, геметики.

Panasonic (Япония)

Panasonic - это не только известная во всем мире японская машиностроительная корпорация с почти столетней историей (компания была основана в 1928 году), которая производит бытовую технику и электронные товары, но и один из лидеров рынка промышленной робототехники и сварочного оборудования.

Panasonic Robots - подразделение глобальной корпорации Panasonic, которое специализируется на разработке, производстве и продаже промышленных роботов различного назначения. В частности, робот для сварки от Panasonic - это технологии «все в одном», без дополнительного интерфейса между роботом и сварочным источником. Сегодня продажи сварочных роботов Panasonic достигли отметки 40 000 единиц. Компания также выпускает универсальные манипуляторы для многих видов производственных задач.

Роботы Panasonic отличаются высокой надежностью, долгим сроком службы и относительно низкой стоимостью. В настоящее время они успешно применяются в автомобильной, нефтехимической промышленности, машиностроении, а также логистике (обработке грузов).

Adept (США)

Adept Technology, Inc. - многонациональная корпорация со штаб-квартирой в Калифорнии. Компания специализируется на промышленной автоматизации и робототехнике, включая программное обеспечение. Компания Adept была основана в 1983 году. Все началось, когда основатели компании Брюс Шимано и Брайан Карлайл, оба аспиранты Стэнфордского университета, начали работать с Виктором Шейнманом в стенфордской лаборатории искусственного интеллекта.

Сегодня компания активно работает в различных отраслях промышленности, требующих высокой скорости, точности обработки, включая обработку пищевых продуктов, потребительских товаров и электроники, упаковочной, автомобильной, медицинской и лабораторной автоматизации, а также развивающиеся рынки, такие как производство солнечных панелей.

Universal Robots (Дания)

Universal Robots — это датский производитель небольших гибких производственных совместных роботов, т. н. коллаборативных. Компания была основана в 2005 году тремя датскими инженерами. В ходе совместных исследований они пришли к выводу, что на тот момент на рынке робототехники преобладали тяжелые, дорогие и громоздкие роботы. Как следствие, они разработали идею сделать робототехнику доступной для малых и средних предприятий. В 2008 году первый UR5 cobots был представлен на датском и немецком рынке. В 2012 году был запущен второй робот — UR10. На выставке automatica 2014 в Мюнхене компания запустила полностью пересмотренную версию своего коллаборативного робота. Год спустя, весной 2015 года, был представлен новый робот UR3.

Rozum Robotics (Беларусь)

Rozum Robotics - компания-производитель инновационных продуктов в сфере робототехники. В портфеле компании сегодня ультра-лёгкий коллаборативный робот-манипулятор PULSE. Это лёгкий, компактный, простой в использовании робот, предназначенный для работы на производстве, в сфере обслуживания (а в перспективе и в доме).

Благодаря продуманным характеристикам безопасности робот компании Rozum Robotics не может нанести вред в случае столкновения с человеком. Это позволяет устанавливать роботов рядом с человеком для помощи в рутинных, неинтересных или опасных задачах.

Коллаборативный робот-манипулятор Rozum Robotics может быть использован для автоматизации множества задач и позволяет модернизировать и оптимизировать процессы на всех участках производства.

Торговый дом «АРКОДИМ » (Россия)

Компания «АРКОДИМ-Про» была основана в 2013 году в Казани и изначально производила станки с ЧПУ. Идея освоить производство роботов пришла весной 2014 года. Анализируя рынок станкостроения в России, руководители компании пришли к выводу, что роботов у нас никто не производит, а вот производителей станков с ЧПУ предостаточно. В результате всерьёз задумались разработать собственного промышленного робота.

На сегодняшний день компания выпускает декартовых линейных роботов-манипуляторов ARKODIM. Роботы данной архитектуры нашли широкое применение в производствах, занимающихся литьём пластика под давлением. Также роботы ARKODIM широко применяются вкупе с различными конвейерами, где они захватывают подаваемые конвейером детали и укладывают их в упаковку. Если робота оснастить разрабатываемой этой же компанией системой машинного зрения, то он сможет выполнять ещё ряд дополнительных функций. Ещё одной из сфер применения роботов ARKODIM является сварка.

BIT Robotics (Россия)

Компания BIT Robotics создает новое оборудование для новых технологических процессов. BIT Robotics является создателем первого российского промышленного дельта робота. Созданный компанией дельта робот по характеристикам не уступает самым современным и скоростным иностранным аналогам. В его конструкции применены самые передовые материалы, в том числе композитные.

Возможности предприятия и компетенции позволяют создавать любые роботизированные системы, широко применять серво системы и техническое зрение. Инженеры предприятия имеют богатый опыт работы. Большинство из них из космической и авиационной отрасли. Компания располагает самым современным производством, оснащенным станками с ЧПУ, литейным производством, гальваническим цехом, производством полимерных материалов и пр.

Но и одним из важнейших средств для глубоких социально-экономических изменений в сфере труда. Разработка и внедрение промышленных роботов уже позволили перейти на новый, более высокий научно-технический уровень решения задач по комплексной автоматизации на промышленных предприятиях, перераспределить функции между человеком и машиной и значительно повысить производительность труда.

Произошло это благодаря компаниям, которые уже много лет выпускают промышленных машин для разнообразных сфер деятельности Robohunter расскажет вам о 10 самых успешных из них и познакомит вас с их продукцией.

1. (Япония)

Компания FANUC - один из лидеров мирового рынка промышленной автоматизации, станкостроения, числового программного управления и робототехники. Производитель появился в 1956 году, и уже в 1972-м представил своего первого промышленного робота. У FANUC есть собственные лаборатории и исследовательские центры, производства, а также испытательные площадки, локализированные у подножия японской горы Фудзи.

FANUC Robotics является робототехническим подразделением компании, с собственной широкой сетью представительств. Всего в мире можно насчитать свыше 200 000 роботов FANUC, 30 000 из которых находятся в Европе и России.

Продукция FANUC отличается высоким качеством, ей свойственна интеллектуальность, сверхточность и высокая функциональность.

Линейка роботов FANUC включает:

• FANUC M-1iA - одного из самых быстрых дельта-роботов в мире;
• FANUC M-2000iA - самого «сильного» из серийно выпускаемых промышленных роботов в мире, с максимальной грузоподъемностью 1350 кг.
• FANUC ArcMate - высокоточных и скоростных сварочных роботов.
• FANUC M-410iB - серию грузоподъемных роботов с возможностью паллетизации и упаковки готовой продукции.

(по данным за 2014 год)

2. (Германия)

Деятельность ведущего немецкого производителя промышленных роботов сосредоточена на производстве роботов, применимых в различных отраслях: от автомобильной и металлургической до пищевой.

Немецкая компания KUKA (Keller und Knappich Augsburg) была основана в 1898 году в Аугсбурге. Первый промышленный робот FAMULUS появился в 1973-м. У него было шесть осей с электромеханическим управлением. Сегодня в ассортименте компании есть много видов роботов, выполняющих различные задачи. Роботов KUKA используют во всем мире на заводах: для операций по сварке, погрузке, паллетизации, упаковке, обработке, сборке и др.

Машины KUKA классифицируют по уровню грузоподъемности: малый (5-16 кг), средний (30-60 кг) и большой (90-300 кг). Причем их можно использовать не только на предприятиях. В это ролике видно, как устройство играет партию с чемпионом по теннису Тимом Боллом.

(по данным за 2014 год)

3. (Швеция, Швейцария)

Специализация ABB (Asea Brown Boveri Ltd.) — электротехника, энергетическое машиностроение, робототехника, а также информационные технологии. ABB появилась в 1988 году в результате слияния двух компаний: шведской ASEA и швейцарской Brown, Boveri & Cie и сегодня занимает лидирующие позиции в производстве промышленных роботов (общее количество превышает 20 000).

Компания производит промышленных роботов, специальное оборудование и инструменты, программное обеспечение для моделирования робототехнических комплексов, специальное программное обеспечение для сварки и обработки пластика, производственные ячейки, комплексные системы для автомобильной промышленности.

4. (Япония)

Японская корпорация была создана в 1896 году и сегодня известна как один из крупнейших в мире промышленных концернов. Первоначально Kawasaki специализировалась на судостроении. Сегодня же линейка продукции состоит из промышленных роботов, гидроциклов, тракторов, поездов, мотоциклов, двигателей, оружия, легких самолетов и вертолетов, а также деталей для самолетов.

Роботы от Kawasaki предназначены для выполнения различных производственных задач. В ассортименте — универсальные промышленные машины (грузоподъемность до 1500 кг), роботы специализированного назначения (например, покрасочные K-серии, машины для стерильных помещений N- и T-серии и пр.)

В линейку Kawasaki robotics входят манипуляторы специального взрывобезопасного исполнения, роботы, трудящиеся в агрессивных средах, конструкции для металлургических производств, для которых характерна высокая температура заготовок, а также паллетайзеры.

5. (Yaskawa) (Япония, США)

Motoman Robotics - подразделение японской компании Yaskawa, занимает одну из ведущих позиций среди производителей робототехники в Северной и Южной Америке. Motoman Robotics была основана в августе 1989 года, сегодня количество выпускаемой продукции превышает 30 тысяч единиц.

Модельный ряд Motoman состоит из 175 роботизированных моделей и 40 полностью интегрированных готовых решений, применимых для специфических задач (в том числе оборудование для безопасности).

6. OTC Daihen ()

Специализация компании - , машины для дуговой сварки и резки, компоненты для автоматизации технологии сварки и обработки материалов.

Изначально OTC поставляла сварочное оборудование для других компаний, но за короткий промежуток времени стала лидером японского автомобильного рынка газовых и металлических компонентов для машин дуговой сварки. Первое поколение роботов OTC Daihen было разработано в конце 1970-х годов и предназначалось для дуговой сварки. С этого момента активно совершенствует автоматизацию сварки на собственной линии роботов. В состав OTC DAIHEN, Inc. входит ряд дочерних компаний, функционирующих в сферах автоматизации сварки и робототехники.

Роботы OTC Daihen используются для разных видов сварки и плазменной резки (в частности мягкой и нержавеющей стали, алюминия, титана, другие экзотических металлов).

7. (Япония)

Panasonic - это не только известная во всем мире японская машиностроительная корпорация, которая производит бытовую технику и электронные товары, но и один из лидеров рынка промышленной робототехники и сварочного оборудования. В частности, робот для сварки от Panasonic - это технологии «все в одном», без дополнительного интерфейса между роботом и сварочным источником. У робота нет необходимости настраивать сварочные функции, а программирование производится с одной панели управления. Закономерно, что продажи сварочных роботов Panasonic сегодня достигли отметки 40 000. Компания также выпускает универсальные манипуляторы для многих видов производственных задач.

8. KC Robotics (США)

KC Robotics, Inc - инновационная компания, которая предоставляет решения в области робототехники, с 1990 года являясь единым источником широкого спектра промышленных роботов, продуктов и услуг.

Услугами KC Robotics пользуются многие бренды, среди которых Yaskawa Motoman, Kuka, Fanuc, Mitsubishi, OTC, Panasonic. Предприятие обслуживает все отрасли использования промышленных роботов, а также занимается производством и обработкой материалов, включая пакетирование и сварочные работы.

9. Triton Manufacturing (США)

Сфера деятельности американской компании — гибкие системы питания, а также пользовательские обработанные шины и паяные электрические компоненты, которые применяются в разнообразных электро- и теплоприложениях. Устройства Triton обеспечивают передачу мощности для компьютеров, распределение электроэнергии для транспорта, распределительных устройств, телекоммуникаций и аэрокосмической промышленности.

10. Kaman Corporation (США)

В состав американской холдинговой компании, которая присутствует на рынке больше 40 лет, входят три предприятия, основанные авиаконструктором Чарльзом Каманом:

• Kaman Aircraft (вертолётостроение, 1945 г.);
• Kaman Aerospace (авиационные комплектующие, боеприпасы, военно-технические исследования);
• Kaman Industrial Distribution (поставки и складская логистика).

В настоящее время Kaman Corporation насчитывает более чем 200 филиалов и распределительных центров, а также носит статус одного из крупнейших промышленных дистрибьюторов Северной Америки. Компания производит подшипники, механические и электрические устройства для электропередачи и управления движением, обработки материалов и жидкостей, а также другие устройства, применяемые в промышленной и военной робототехнике.

(по данным за 2014 год)

Эти устройства сегодня особенно востребованы в народном хозяйстве. Промышленный робот, мало похожий на свой прообраз в книге К. Чапека «Восстание роботов», - отнюдь не питает революционные идеи. Наоборот, он добросовестно выполняет, причем с большой точностью, как основные (сборку, сварку, окраску), так и вспомогательные (загрузку-выгрузку, фиксацию изделия при изготовлении, перемещение).

Применение таких «умных» машин способствует эффективному решению трех важнейших проблем производства:

• - повышения производительности труда;
• - улучшения условий труда людей;
• - оптимизации использования человеческих ресурсов.

Промышленные роботы - детище крупного производства

Роботы на производстве массово распространились в конце XX века в связи со значительным ростом Крупные серии продукции обусловили потребность в интенсивности и качестве такой работы, выполнение которой превышает объективные человеческие возможности. Вместо того, чтобы задействовать многие тысячи квалифицированных рабочих, на современных технологичных заводах функционируют многочисленные высокоэффективные автоматические линии, работающие в режиме прерывного либо непрерывного циклов.

Лидерами в развитии подобных технологий, декларирующих широкое применение промышленных роботов, выступают Япония, США, Германия, Швеция и Швейцария. На две большие группы подразделяются изготовляемые в вышеперечисленных странах современные промышленные роботы. Виды их определяются принадлежностью к двум принципиально разным способам управления:

• - автоматические манипуляторы;
• - устройства, дистанционно управляемые человеком.

Для чего их используют?

О потребности в их создании начали говорить еще в начале XX века. Однако на то время еще не существовало элементной базы для осуществления задуманного. Сегодня, следуя велению времени, роботы-машины используются в большинстве наиболее технологичных производств.

К сожалению, переоснащение такими «умными» машинами целых отраслей промышленности затруднено дефицитом инвестиций. Хотя плюсы от их использования явно превышают первоначальные денежные затраты, ведь они позволяют говорить не только и не столько об автоматизации, сколько о глубоких изменениях в сфере производства и труда.

Применение промышленных роботов позволило эффективнее выполнять непосильные человеку по трудоемкости и точности работы: загрузку/разгрузку, укладку, сортировку, ориентацию деталей; перемещение заготовок от одного робота к другому, а готовых изделий - на склад; точечную сварку и сварку швов; сборку механических и электронных деталей; прокладывание кабеля; разрезание заготовок по сложному контуру.

Манипулятор как составляющая промышленного робота

Функционально состоит такая «умная» машина из перепрограммируемой САУ (системы автоматического управления) и рабочего тела (системы передвижения и механического манипулятора). Если САУ обычно достаточно компактна, визуально скрыта и не бросается сразу в глаза, то рабочее тело обладает настолько характерным видом, что промышленного робота часто называют следующим образом: «робот-манипулятор».

По определению, манипулятором называют устройство, осуществляющее перемещение в пространстве рабочих поверхностей и предметов труда. Эти приборы состоят из звеньев двух видов. Первые обеспечивают движение поступательного характера. Вторые - угловые перемещения. Такие стандартные звенья для своего движения используют либо пневматический, либо гидравлический (более мощный) привод.

Манипулятор, созданный по аналогии с человеческой рукой, для работы с деталями оснащен технологичным захватным устройством. В различных устройствах подобного типа непосредственно захват чаще всего осуществляли механические пальцы. При работе с плоскими поверхностями предметы захватывались с помощью механических присосок.

Если же манипулятор должен был работать одновременно со многими однотипными заготовками, то захват осуществлялся благодаря специальной обширной конструкции.

Вместо захватного устройства манипулятор часто оснащают мобильным сварочным оборудованием, особым технологичным пульверизатором или же просто отверткой.

Как робот перемещается

Автоматы-роботы обычно приспосабливают к двум видам перемещения в пространстве (хотя часть из них можно назвать стационарными). Это зависит от условий конкретного производства. Если необходимо обеспечить движение по гладкой поверхности, то его реализуют с помощью направленного монорельса. Если требуется работать на разных уровнях, используют «шагающие» системы с пневматическими присосками. Движущийся робот прекрасно ориентируется как в пространственных, так и в угловых координатах. Современные устройства позиционирования подобных устройств унифицированы, они состоят из технологических блоков и позволяют обеспечить высокоточное перемещение обрабатываемых деталей весом от 250 до 4000 кг.

Конструкция

Использование рассматриваемых автоматизированных машин именно на многопрофильных производствах обусловило некую унификацию их основных составляющих блоков. Современные промышленные роботы-манипуляторы имеют в своей конструкции:

• -станину, используемую для крепления деталезахватывающего устройства (грейфера), - своеобразную «руку», собственно и выполняющую обработку;
• -грейфер с направляющей (последняя определяет положение «руки» в пространстве);
• -устройства обеспечения, приводящие, преобразовывающие и передающие энергию в виде вращающего момента на оси (благодаря им промышленный робот получает потенциал движения);
• -систему контроля и управления выполнения возложенных на него программ; приема новых программ; анализа поступающих от датчиков информации, и, соответственно, передачи ее на обеспечивающие устройства;
• -систему позиционирования рабочей части, измерения позиций и перемещений по осям манипуляции.

Заря создания индустриальных роботов

Вернемся в недалекое прошлое и вспомним, как начиналась история создания промышленных машин-автоматов. Первые роботы появились в США в 1962 г., и произведены они были компаниями «Юнимейшн Инкорпорэйтед» и «Версатран». Хотя, если быть точными, то раньше все-таки выпустили промышленного робота «Юнимейт», созданного американским инженером Д. Деволом, запатентовавшим собственную САУ, программируемую с помощью перфокарт. Это был очевидный технический прорыв: «умные» машины запоминали координаты точек своего маршрута и выполняли работу согласно программе.

Первый промышленный робот «Юнимейт» был оснащен двухпальцевым устройством для захвата на пневмоприводе и «рукой» на гидроприводе с пятью степенями свободы. Его характеристики позволяли перемещать 12-килограммовую деталь с точностью до 1,25 мм.

Другой робот-манипулятор «Версатран», созданный одноименной компанией, загружал и разгружал 1200 кирпичей в час в печь для обжига. Он успешно заменял труд людей во вредной для их здоровья среде с высокой температурой. Идея его создания оказалась весьма удачной, а конструкция - настолько надежной, что отдельные машины этой марки продолжают работать и в наше время. И это несмотря на то, что их ресурс превысил сотни тысяч часов.

Отметим, что устройство промышленных роботов первого поколения в стоимостном выражении предполагало 75% механики и 25% электроники. Переналадка таких приборов требовала времени и обуславливала простои оборудования. Для перепрофилирования их с целью выполнения новой работы производилась замена программы управления.

Второе поколение машин-роботов

Вскоре выяснилось: несмотря на все плюсы, машины первого поколения оказались несовершенными… Второе поколение предполагало более тонкое управление промышленными роботами - адаптивное. Самые первые устройства требовали упорядочения среды, в которой они работали. Последнее обстоятельство часто обозначало высокие дополнительные расходы. Это становилось критичным для развития массового производства.

Новый этап прогресса характеризовался разработкой множества датчиков. С их помощью робот получил качество, названное «очувствлением». Он стал получать информацию о внешней среде и, сообразуясь с ней, выбирать оптимальный вариант действий. Например, обрел навыки, позволяющие взять деталь и обойти с ней препятствие. Происходит такое действие благодаря микропроцессорной обработке полученной информации, которой далее, введенной в переменные управляющих программ, реально руководствуются роботы.

Виды основных производственных операций (сварка, покраска, сборка, различного рода также подлежат адаптации. То есть при выполнении каждой из них инициируется многовариантность для улучшения качества любого вида вышеперечисленных работ.

Управление промышленными манипуляторами в основном осуществляется программно. Аппаратным обеспечением управляющей функции служат промышленные мини-компьютеры PC/104 или MicroPC. Заметим, что адаптивное управление основано на многовариантном программном обеспечении. Причем решение о выборе типа работы программы принимается роботом на основании информации о среде, описанной детекторами.

Характерной чертой функционирования робота второго поколения является предварительное наличие установленных режимов работы, каждый из которых активируется при определенных показателях, полученных из внешней среды.

Третье поколение роботов

Автоматы-роботы третьего поколения способны самостоятельно генерировать программу своих действий в зависимости от поставленной задачи и обстоятельств внешней среды. У них нет «шпаргалок», т. е. расписанных технологичных действий при определенных вариантах внешней среды. Они обладают умением самостоятельно оптимально выстраивать алгоритм своей работы, а также оперативно реализовывать его практически. Стоимость электроники такого промышленного робота в десятки раз выше его механической части.

Новейший робот, осуществляя захват детали благодаря сенсорам, «знает», насколько удачно он это сделал. Кроме того, регулируется сама сила захвата (обратная связь по усилию) в зависимости от хрупкости материала детали. Возможно, именно поэтому устройство промышленных роботов нового поколения называют интеллектуальным.

Как вы понимаете, «мозгом» такого прибора является система его управления. Наиболее перспективным является регулирование, осуществляемое согласно методам искусственного интеллекта.

Интеллект этим машинам задают пакеты программируемые логические контроллеры, инструменты моделирования. На производстве промышленные роботы объединяются в сеть, обеспечивая должный уровень взаимодействия системы «человек - машина». Также разработаны инструменты прогнозирования функционирования таких приборов в будущем благодаря реализованному программному моделированию, что позволяет выбирать оптимальные варианты действия и конфигурации подключения в сеть.

Ведущие мировые компании, производящие роботов

Сегодня применение промышленных роботов обеспечивается ведущими компаниями, среди которых японские (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), американские (KC Robots, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), немецкая (Kuka).

Чем известны в мире эти фирмы? В активе Fanuc - наиболее быстрый на сегодняшний день дельта-робот M-1iA (такие машины используются обычно при упаковке), самый сильный из роботов-серийников - M-2000iA, признанные во всем мире роботы-сварщики ArcMate.

Не менее востребованы промышленные роботы на производстве, выпущенные компанией Kuka. Эти машины с немецкой точностью осуществляют обработку, сварку, сборку, упаковку, паллетизацию, погрузку.

Также внушителен модельный ряд японско-американской компании Motoman (Yaskawa), работающей на американский рынок: 175 моделей промышленных роботов, а также более 40 интегрированных решений. Промышленные роботы, на производстве используемые в США, в большинстве своем изготовлены именно этой ведущей в своей отрасли компанией.

Большинство других представленных нами фирм занимают свою нишу путем изготовления более узкого ассортимента специализированных приборов. Например, Daihen и Panasonic выпускают сварочных роботов.

Способы организации автоматизированного производства

Если говорить об организации автоматизированного производства, то вначале был реализован жесткий линейный принцип. Однако он при достаточно высокой скорости имеет существенный недостаток - простои из-за сбоев. В качестве альтернативы была изобретена роторная технология. При такой организации производства по кругу движется и обрабатываемая деталь, и сама автоматизированная линия (роботы). Машины в таком случае могут дублировать функции, и сбои при этом практически исключены. Однако в этом случае теряется скорость. Идеальный вариант организации процесса - гибрид двух вышеупомянутых. Называется он роторно-конвейерным.

Промышленный робот как элемент гибкого автоматического производства

Современные «умные» устройства быстро перенастраиваются, высокопродуктивно и самостоятельно выполняют работы с помощью своей оснастки, обрабатывая материалы и заготовки. В зависимости от специфики использования они могут функционировать как в рамках одной программы, так и варьируя свою работу, т. е. выбирая из фиксированного количества предоставленных программ нужную.

Промышленный робот является составляющим элементом гибкого автоматизированного производства (общепринятое сокращение - ГАП). В последнее также входят:

• -система, осуществляющая автоматизированное проектирование;
• -комплекс автоматизированного управления технологическим оснащением производства;
• -промышленные роботы-манипуляторы;
• -автоматически работающий производственный транспорт;
• -устройства, осуществляющие загрузку/выгрузку и размещение;
• -системы контроля над производственными технологическими процессами;
• -автоматическое управление производством.

Подробнее о практике применения роботов

Настоящими промышленными приложениями являются современные роботы. Виды их различны, и они обеспечивают высокую производительность стратегически важных сфер промышленности. В частности, во многом экономика современной Германии обязана своим растущим потенциалом их применению. В каких отраслях трудятся эти «железные работники»? В металлообработке они функционируют практически во всех процессах: литье, сварке, ковке, обеспечивая высочайший уровень качества работы.

Литье как отрасль с экстремальными условиями для человеческого труда (имеются в виду высокие температуры и загрязнение) в значительной мере роботизировано. Машины от Kuka монтируют даже в литейных цехах.

Пищевая промышленность также получила от Kuka оборудование для производственных целей. «Пищевые роботы» (фото представлены в статье) в большинстве своем замещают людей на участках с особыми условиями. Распространены на производствах машины, обеспечивающие в нагревающихся помещениях микроклимат с температурой, не превышающей 30 градусов по Цельсию. Роботы из нержавеющей стали виртуозно обрабатывают мясо, участвуют в производстве молочных продуктов, а также, конечно, укладывают и упаковывают продукты оптимальным образом.

Трудно переоценить вклад таких приборов в автомобилестроительную промышленность. По признанию специалистов, самыми мощными и производительными машинами на сегодняшний день являются именно «куковские» роботы. Фото таких устройств, осуществляющих весь спектр автосборочных операций, впечатляют. При этом действительно пора говорить об автоматизированном производстве.

Обработку пластмасс, выпуск пластика, изготовление сложнейших по форме деталей из разнообразных материалов обеспечивают роботы на производстве в действительно вредной для здоровья человека загрязненной среде.

Еще одной важнейшей сферой применения «куковских» агрегатов является деревообработка. Причем описываемые устройства обеспечивают как выполнение индивидуальных заказов, так и налаживание крупного серийного производства на всех стадиях - от первичной обработки и распиловки до фрезеровки, сверления, шлифовки.

Цены

В настоящее время на рынке России и стран СНГ востребованы произведенные компаниями Kuka и Fanuc роботы. Цены их колеблются в пределах от 25 000 до 800 000 руб. Такая внушительная разбежка объясняется существованием различных моделей: стандартных малой грузоподъемности (5-15 кг), специальных (решающих особенные задачи), специализированных (работающих в нестандартной окружающей среде), большой грузоподъемности (до 4000 т).

Выводы

Следует признать, что потенциал использования промышленных роботов все еще не задействуется в полной мере. При этом стараниями специалистов современные технологии позволяют реализовывать все более смелые идеи.

Потребности в увеличении производительности мирового хозяйства и максимизация доли интеллектуального человеческого труда служат мощными стимулами развития все новых и новых типов и модификаций промышленных роботов.

Пром роботы в культурном секторе

Введение:

Экономика многих стран развивается в первую очередь за счет промышленности. Промышленные предприятия, такие как металлургические комбинаты, машиностроительные заводы, нефтеперерабатывающие концерны и фабрики легкой промышленности приносят ежегодно более 40 % прибыльности государств. И так как большинство индустриальных предприятий нашей страны приватизировано, речь идет об очень прибыльном бизнесе.

В промышленном бизнесе качество и производительность – это визитная карточка при работе с поставщиками и клиентами. Чем выше требования к качеству выпускаемой продукции, тем актуальнее становится внедрение современных технологий.

Предприятия внедряют роботизированные системы в производство в первую очередь для увеличения прибыли за счет сокращения рабочей силы. В Японии, Китае и США почти все промышленные заводы оснащены «по последнему слову техники». На них работает минимум работников, что обеспечивает низкую себестоимость выпускаемой продукции. В России и Украине применение роботизированных устройств пока ограничено. Устаревшее оборудование на предприятиях приводит к снижению эффективности и количества производства. И к тому же наносит вред окружающей среде. Для увеличения производства и качества продукции, компаниям необходимо позаботится об обновлении оборудования.

В наше время автоматизированные устройства для работы на заводах представлены в широком ассортименте. Роботы успешно используются в металлургии, машиностроении, легкой и пищевой промышленности. Они способны заменить человека в тяжелых и опасных условиях труда. Предоставляют скорость, точность, качество, а также высокую окупаемость. Это достижимо путем того, что роботам не нужно платить зарплату, оплачивать отпуск и обеспечивать соцпакетом.

Мы предлагаем вам узнать полезную информацию об автоматизированных системах и промышленных роботах, а также о выгодном применении этих устройств на промышленных предприятиях.

Автоматизированные линии производства:

Предприятия массового и мелкосерийного производства нуждаються в установлении автоматизированных линий производства. Эти механизмы представляют собой машины непрерывного режима работы в виде взаимосвязанных станков. Автоматические линии производятся во многих странах мира, в том числе в России и Украине и поставляются по цене от $10 000. Современные отечественные производственные линии заводов Днепропетровска, Донецка и Запорожья служат на комплексно-автоматизированных цехах по изготовлению различной продукции, включая функции обработки, контроля и сборки.

Механизмы управляються компьютером и позволяют осуществлять обработку деталей по динамичной технологии. В соответствии с требованием оптимальной загрузки станков частично изменяется порядок и маршрут обработки деталей. Компьютер планирует запуск и выпуск деталей, выполняет плановые, диспетчерские расчеты и рассчитывает режимы обработки в соответствии с избранным алгоритмом.

К производственным линиям относятся автоматические машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Современные машины непрерывного литья заготовок представляют собой целый комплекс сложного оборудования: механического, гидравлического, систем охлаждения и смазки, а также электроприводов с автоматизированной системой управления технологическим процессом. Установка данного устройства обеспечивает значительное сокращение потери металла, улучшение условий труда, постоянство условий производства и повышение производительности комбината.

Мартеновские печи и кислородные конвертеры уже давно не актуальные при производстве стали на металлургических комбинатах. Серьезные капитальные вложения на внедрение новейших технологий (печи-ковши, электропечи, электрометаллургические мини-заводы и непрерывное литье стали) на заводах Украины и России, будут гарантировать производительность в 1 млн. 320 тыс. тонн высококачественной стальной заготовки в год.

Универсальные роботы-манипуляторы:

Манипуляторы на заводах используются уже с середины 20-го века. Эти устройства представляют собой автоматизированный механизм, оборудованный специальным отличительным инструментом – так называемой «рукой» манипулятора. Эта «рука» и служит основным действующим органом в различных целях. Если это робот для сварки, рука-манипулятор выполняет сварочные операции, если робот-укладчик, рука служит для укладки и упаковки продукции. Естественно, принцип действия манипулятора зависит от его программирования и оснащения.

Разнообразие роботов-манипуляторов стремительно набирает обороты. На сегодняшний день существует 30 видов манипуляторов. Компании-производители промышленной робототехники представляют свои изобретения, начиная от универсальных манипуляторов до формовщиков готовой продукции. Эти устройства намного доступней, чем кажется, и сегодня даже среднестатистическое предприятие в год может позволить прибрести себе пару подобных механизмов по цене в среднем 2500 долларов за штуку.

Начните с универсальных роботов-манипуляторов. Универсальные промышленные роботы – это высокотехнологичные устройства, служащие для решения задач, связанных с автоматизацией производства. Применяются в основном в машиностроении и металлургии для сварки, резки, обслуживания станков, покраски, полировки, наплавки, механической обработки, распределения клея и наполнителей, плазменного напыления, перемещения грузов и паллетирования.

Компании ABB, Kawasaki и FANUC поставляют универсальных промышленных роботов по цене от 2000 до 4000 долларов в зависимости от функциональности устройства. Данные аппараты способны увеличить скорость и качество обработки деталей, но основными недостатками данных устройств являются неполноценное взаимодействие всех компонентов и невозможность проведения точнейших операций.

На современных машиностроительных и металлургических заводах широкого применения обретают «узкоспециальные» роботы-манипуляторы. Самыми распространенными являются роботы для сварки. Производства, изготавливающие ограниченное количество продукции, могут извлечь выгоду из внедрения автоматизации систем сварки. Этот процесс позволяет сократить количество квалифицированных сварщиков, так как робот работает в 8 раз эффективней человека.

Роботы-сварщики:

Сварочные манипуляторы представляют собой комплекс передовых технологий и комплектующих деталей, запрограммированных на выполнение дуговой и точечной сварки объектов. Манипуляторы служат для сварки ёмкостей, кранов, балок и цистерн. Устройства производят сварку стыковых и угловых швов, сварку прямолинейных и кольцевых швов и другие работы, требующие крайней точности. Преимущества автоматизированной сварки очевидны: манипуляторы обеспечивают высокое качество сварки и идентичность готовой продукции; снижают брак при обработке деталей; увеличивают скорость производства. Внедрение сварочных роботов в производство позволяет предприятиям сократить время изготовления продукции, включая сбор в сварочном кондукторе и процесс сварки с 30 до 7 минут.

При выборе поставщиков сварочного оборудования стоит принимать во внимание, какие компании производители могут дать гарантии качества своих устройств. Самыми квалифицированными специалистами в области автоматизированной сварки являются компании KUKA и Kawasaki . Они поставляют манипуляторы для сварки по цене в среднем $2300 и по отзывам промышленников, которые уже внедрили роботов данных компаний, устройства действительно надежны, эффективны и легки в эксплуатации.

Роботы-сборщики:

Далее рассмотрим манипуляторы для автоматической сборки деталей. Как показывают экономические исследования Московского государственного университета, до 25% всего производственного времени уходит на сборочные операции. Сборочные роботы-манипуляторы в основном представляют собой 6-ти осевые устройства с 6-тью степенями свободы, которые приводятся в действие за счет системы сервоприводов.

Сборочные роботы компаний iRobot и MOTOMAN являются одними из лучших механизмов для автоматизированной сборки. Они доступны на рынке промышленной автоматики по цене в среднем от 2000 долларов. Роботы предлагают высококачественную сборку продукции, поднимая производительность труда на 10-20% и снижая брак на 30-40%. Наибольший эффект от использования сборочных роботов достигается при полной автоматизации всей линии производства.

Роботы-резчики:

Предприятия металлургической промышленности также зачастую используют манипуляторы для резки металла - самостоятельные антропоморфные механизмы. Современные роботы для резки выпускаются с системой отслеживания текущего положения заготовки. По конструкции манипулятор для резки металла – один из самых сложных механизмов. Важным элементом робота является датчик контакта головки инструмента с металлической поверхностью. Бортовой компьютер обеспечивает точность позиционирования до 0,05 мм, чего достаточно для обработки даже небольших деталей, а так же заготовок, требующих особо точной резки. При выборе данных устройств, стоит учесть, что манипулятор должен обладать большой степенью подвижности, что обуславливает наличие большого количества осей и приводов. Такие машины могут предложить компании Daihen и Kawasaki стоимостью по ~ $1300 за шт. Наряду с невысокой стоимостью данные устройства обеспечивают стабильное и точное выполнение резки металла.

Роботы-маляры:

Важным элементом машиностроительных предприятий является окрасочное оборудование. Робототехника успела добиться существенных достижений в области данных устройств. Например, компании Adept и Triton поставляют роботов-манипуляторов для окраски по цене от 2500 долларов. Данные машины оснащены специальными пульверизаторами для окраски деталей и обладают повышенной гибкостью для защиты шлангов при подачи в рабочую зону красящего вещества от механических воздействий, скручивания и излома, загрязнения и запыления, что просто невозможно для выполнения людьми вручную.

Гибочные роботы:

Новаторством на предприятиях тяжелой промышленности является применение гибочных роботов. Робот для гибки – это простой автоматизированный станок, как правило, с гидравлическим или электрическим приводом. В качестве захватывающего приспособления устройства может использоваться как обычный манипулятор, так и пневматические присоски. Основным поставщиком гибочных манипуляторов является компания ROBOMAC , которая предоставляет современные устройства по цене $3165. Устройства способны осуществлять загрузку объекта в гибочную головку, подачу, поворот объекта и выгрузку после гибки. Как правило, результатом становится гибкая система, не требующая никаких дополнительных устройств для работы.

Роботы-грузчики:

В тяжелой и легкой промышленности не обойтись без грузоподъемных средств. Компании ABB, KUKA, FANUC и Epson предоставляют решения в области подъема тяжелых грузов весом больше тонны и транспортировку их от комбината до склада. Мощнейшие системы выполняют приёмку и отправку груза с невероятной скоростью и эффективностью. Стоимость данных «подъемников» зависит от количества и скорости подъема груза и колеблется между 1900 и 4000 долларов США.

Роботы-упаковщики:

Необходимость в сокращении времени внутрипроизводственной логистики, вредная для здоровья среда, тяжелый человеческий труд вызывает потребность в автоматизации процессов паллетирования. Скорость и точность работы роботов-паллетайзеров, несравнимы с человеческим трудом, а эффективность и универсальность значительно выше, чем у стандартной машины для паллетирования. Стоимость данных роботов достаточно высока. К примеру, арендовать на четыре месяца паллетайзер от OKURA стоит $80 000.

Предприятия легкой и пищевой промышленности заинтересованы в быстрой и качественной упаковке продукции с конвейера. Компании KOMATEC, Packmore и Epson предлагают выгодные решения для автоматизированной упаковки готовых изделий. Машины оснащены гибкой рукой-манипулятором, которая позволяет им с ловкостью и осторожностью упаковывать даже самые хрупкие предметы, не разбивая их в отличии от людей-упаковщиков. К примеру, робот-упаковщик от KOMATEC по цене $3700, действует таким образом: просматривает движение конвейера, определив изделие, получает сигнал на электронный блок управления, а тот, в свою очередь, подает команду механической руке взять изделие. Как видим, все движения робота совершаются по программе. Это способствует качественному и быстрому процессу упаковки объектов.

Роботы-сортировщики:

Далее рассмотрим подобных робоупаковщикам манипуляторов-сортировщиков. Эти устройства также оснащены рабочим инструментом и рядом датчиков определения продукции для точной её сортировки. К основным производителям «сортировщиков» относятся MOTOMAN и LEGO. Приобрести их устройства стало как никогда выгодно - от 2800 долларов.

Стоить отметить, что разнообразие манипуляторов не ограничивается вышеперечисленными устройствами. Компании-производители активно занимаются разработкой и внедрением роботизированных систем для наплавки, формовки, полировки и механической обработки продукции, которые с каждым днем становятся всё доступнее для промышленных предприятий.

Роботы для работы с опасными веществами:

Если вы являетесь владельцем химического завода или нефтеперерабатывающего предприятия, вам следует позаботиться о фильтрации рабочего помещения. Современные устройства фильтрации представляют собой различные газо- и пылеулавливатели, а также аппараты для работы с радиоактивными веществами. Газоулавливатели особенно хорошо представлены в ассортименте компании Блиц по цене 700 долларов.

Работа с радиоактивными веществами крайне опасна для человека, поэтому ученые активно работают над разработкой роботов для службы на химических предприятиях. Газо- и пылеулавливатели используются для утилизации опасных для здоровья человека веществ, газов и пыли и способствуют очищению воздуха. Установка одного такого устройства, например пылеулавливателя компании Torit, стоит около 3200 долларов. На крупном предприятии достаточно установить по одному пылеулавливателю в каждом цеху, и чистый воздух и безопасная среда труда гарантированы.

Нефтеперерабатывающие предприятия зачастую нуждаются в качественной проверке трубопроводов на коррозию. Эта проверка очень важна, так как из-за неисправности труб опасные ядовитые вещества могут попадать в окружающую среду и наносить пагубный на неё вред. Проверка трубопроводов изнутри людьми возможна, но лучше переложить этот процесс на роботов. Для проверки трубопроводов на коррозию служит «крошечный робопатруль». Лаборатории и компании робототехники, к примеру, SoCalGas, занимаются разработкой миниатюрных роботов, оснащенных камерами и датчиками, которые самостоятельно перемещаются по трубам и передают видеосъемку в режиме реального времени. На данный момент пока неизвестно, когда роботы будут доступны для продажи и по какой цене, но исследователи уверяют, что стоимость этих удивительных устройств не будет заоблачной.

Программное обеспечение для промышленной автоматики:

Программное обеспечение, как правило, для промышленных роботов пишется с ноля и разрабатывается отдельно для каждого робота. Принцип действия робота зависит от его запрограммированного интеллекта. Ведущие производители промышленной робототехники KUKA, FANUC, MOTOMAN и АВВ уделяют данному вопросу особое внимание и вкладывают приличные средства в разработку программного обеспечения для своих устройств.

Высокоинтеллектуальные роботы способны выполнять все свои движения в соответствии с требующейся манипуляционной операцией. При этом в память устройства управления записывается программа с необходимыми координатами и технологической информацией. Отличительными особенностями промышленных машин, наделенных высокими интеллектуальными способностями, являются:
отсутствие электропривода
высокая точность позиционирования детали за счет расположения органов управления
самостоятельно обслуживаемые механизмы и детали.
Снабженные независимыми приводами и высокоэффективными механизмами, интеллектуальные роботы являются наилучшим выбором для ведения любых точных машиностроительных работ, подходят для подъема грузов, а также применяются в авто- и железнодорожном транспорте.

На данный момент полностью автоматизированные, наделенные искусственным интеллектом машины – дорогостоящее удовольствие. К примеру, компания MOTOMAN сдает свои высокоинтеллектуальные манипуляторы в аренду на месяц за 280 000 долларов.

Заключение:

Таким образом, мы видим, как стремительно роботы развиваются в промышленной сфере. Передовые технологии всё больше освобождают человека от выполнения сложной и рутинной работы. Внедрение робототехники на заводах способно экономить энергоресурсы, снизить уровень загрязнения окружающей среды, уменьшить затраты на рабочую силу и увеличить эффективность производственного процесса. Использование роботизированных технологий предоставляет предприятиям уникальную возможность осуществить эволюционный скачок и оторваться от конкурентов. Ведь окупаемость затрат на роботов уже доказана на практике. Так что, позаботьтесь о своем будущем и о будущем своей страны уже сейчас.

Главная » Недвижимость » Промышленные роботы. Промышленные роботы в современном производстве - виды и устройство