A robotok használatának jelenlegi állapota az iparban
Terentyeva Ekaterina Igorevna
az FMES RUE diákja. GV Plekhanova, Moszkva, Orosz Föderáció
Kulcsszavak: ipari robot, robotika, robotkar, robot palettázó, a robot hegesztő, festő robotok, szerelő robot elérhető programozási rendszer, az energiahatékonyság, az alkalmazkodóképesség
Terenteva Ekaterina Igorevna
a FMESI hallgatója, a Plekhanov Orosz Közgazdasági Egyetem, Moszkva, az Orosz Föderáció
Összefoglaló: Ez a cikk az ipari robotikára és helyére fekteti a modern iparágat, a fő alkalmazási területeket és a kilátásokat. Ott vannak leírva kis jellemzői a főbb ipari robotok, sajátosságait, a használata az iparban, a statisztika az állam a robotika a világpiacon, a következtetéseket arról, milyen fontos a robotika az ipari és módjait annak fejlődését.
Kulcsszavak: ipari robot, robottechnika, robotkar, raklapozó, hegesztő robot, festő robot, összeszerelő robot, off-line programozási rendszer, energiahatékonyság, alkalmazkodóképesség
Az elektronikus verzió
Letöltés (569.9 Kb)
Robotika a jelenlegi piacon
Ma az ipari vállalkozások nagy szükség van az automatizált rendszerekre, olyan innovatív megoldásokra, amelyek segítik a hatékony termelési munkát, és ezzel egyidejűleg minimalizálják a munkavállalókra gyakorolt negatív hatást.
Mindez hozzájárult az ipari robotok bevezetéséhez olyan vállalatoknál, amelyek nagyban különböznek a magas termelékenységüknél, nem igényelnek pihenőidőt, kivéve a munkájukból eredő hibákat.
1. ábra: Az ipari robotok éves értékesítése a világon
Figyelembe véve a robotok által az ipar által alkalmazott statisztikákat, az autóipar a legnagyobb népszerűségnek örvend, ahol Japán vezető szerepet tölt be a robotika területén, majd Olaszország, Németország és az USA. A robotok használatának leginkább a művek gyártása szempontjából a rakományszállítás (40%), a hegesztés (28%), a tiszta helyiségekben végzett munka (14%).
A robotika területén megnövekedett értékesítések megfigyelése alapján vitatható a felhasználás terjedelmének bővítése. A gyártás fejlesztése arra ösztönzi a gyártókat, hogy javítsák termékeik technikai jellemzőit, új, könnyebb és egyidejűleg hosszú távú anyagokra váltsanak, fejlett technológiákat alkalmazzanak a fejlesztésben. Ezek a jellemzők, hogy a robotok - viszonylagos egyszerűség a kizsákmányolásban, a képesség, hogy végre monoton műveletek, sokoldalú munka. Rendkívül stabilak, nem igényelnek képzést. Az egyik fő jellemző, hogy ha szükséges, a robot technikát úgy lehet beállítani, hogy más munkát végezzen a beállításainak megváltoztatásával [1, 1. o. 63].
A robotok használatának egyik fő ágaként a légi járművek építése. A robotok kiválóan alkalmasak olyan ismételt összeszerelési műveletekre, mint a szegecselés, fúrás, hegesztés és összetett anyagok behelyezése. Továbbá a robotok részt vesznek a felszíni előkészítési folyamatok automatizálásában, alakos őrlésben, festésben, bevonásban és roncsolásmentes vizsgálatokban.
Spirit AeroSystems Inc. alkalmazása robotok bizonyos gyártási folyamatok, mint például a gyártás törzs Boeing 787, Boeing 737, Cessna Columbus, oszlopok és a szerkezeti elemek szárnyak tolóerő növelő komponenst, kabin és a Sikorsky CH-53k [8].
Az ipari robotok fő típusai
A modern világban egy ipari robot olyan mechanizmus, mint egy emberi kéz - egy standard antropomorf robot manipulátor [2]. Ez az ilyen típusú robotok a legnépszerűbb az ügyfelek körében. Az ipari robot bármelyik manipulátorának egy univerzális eszköze van, amely rendszerint többféle mozgástengelyt és egy karimát tartalmaz a szerszám felszereléséhez. A leggyakoribbak távvezérelt "mechanikus karok", amelyeket rögzített vagy mozgatható alapra rögzítenek. (2a. Ábra)
Az ipari robotok különféle alkalmazási lehetőségeinek sajátossága azonban arra kényszeríti a gyártókat, hogy specifikus robotokat fejlesszenek ki bizonyos feladatokhoz. Például az olyan műveleteknél, mint raklapok és szállítószalagok egymásra helyezésére szolgáló anyagok, speciális robot-rakodókat használnak. Az ilyen robotok előnyei a kinematika egyszerűségének tulajdoníthatók, ami egyszerre több robot számára egy viszonylag kompakt méretet, nagy sebességet és energiahatékonyságot biztosít. Másrészt, ha 4 irányított tengely van, az ilyen robotok csak 4 vízszintes síkban tudják átirányítani a hordozást. A modell jelenleg a következő vállalatoktól kapható: KUKA, Columbia Machine, MöÉszak-Amerikában, Ouellette Machinery Systems-ben, American-Newlong-ban, Frain Industries et al. [7].
A robotok egy másik széles alkalmazási területe ívhegesztés. Az ipari robotok termelésben történő felhasználásának kutatásai szerint az ipari robotok közel 20% -a hegesztéssel foglalkozik, amelyek felét az USA-ban használják fel.
Az argon ív (TIG, MIG, MAG) vagy ponthegesztés (RWS) ipari robothegesztő alkalmazásával a munka hatékonyabbá, jobbá és gyorsabbá válik.
Eddig a lézeres hegesztési folyamat (LBW) robotizálása népszerű. Előnye, hogy a termékre gyakorolt kismértékű hatással a lézer egy 0,2 mm-es variációra fókuszálható, ami biztosítja a kiváló minőségű hegesztést.
A hegesztési távolság és a hegesztési folyamatok növekvő tartománya a fókuszálás hossza miatt, amely legfeljebb 2 méter. A hegesztési folyamat automatizálási módját olyan iparágakban alkalmazzák, mint a repülőgépgyártás, az autóipar, a műszergyártás, az orvostudomány stb.
A robothegesztő gépek lehetővé teszik a gyártási idő többszörös megtakarítását. Ezt a hegesztőberendezés korszerűsítésével érik el, amely gyors szerkezeti összeszerelési ciklusot biztosít.
Nagyon fontos az ilyen robotok multifunkcionalitása is. Például a hegesztés az égő vagy a hegesztési mód megváltoztatásával végezhető el anélkül, hogy újra behelyezné a részt. (2b. Ábra)
2. ábra: OWI-535 robot manipulátor és TB-1400 robothegesztő
Vannak robotok festéshez és permetezéshez is. A formatervezés feltételezi egy üreges, tömör, hermetikus üreges csukló létezését, amelynek alakja lehetővé teszi, hogy védőburkolatot helyezzen rá, hogy megvédje a robotot a külső szennyezőktől. Ez a csukló átmenőcsatornával rendelkezik, amely közvetlen hozzáférést biztosít a szórófejhez. A modell robotjainak gyártói - Yaskawa, Kawasaki, Swamiali Automation, Gridbots Technologies Private Limited, stb. [6].
A kétkarú összeszerelő robotok kiemelik a különleges kialakításukat. Ezek viszonylag könnyűek és kompaktok, általában két alapvető manipulátorral, "kezekkel" vannak felszerelve, amelyek képesek hét mozdulatra mozgatni, valamint további manipulátorokat, amelyek kis részeket gyűjthetnek össze. Az ilyen robotokat úgy tervezték, hogy az emberek közvetlen közelében dolgozzanak, így a biztonság fokozott figyelmet kap.
A robotok használatának folyamatában fontos kérdés a programozás [5]. Gyakran a robot programozása a programútvonalak kézi megtanulása révén túl költséges és technikailag nehéz, így ma sok vállalat kedveli az offline programozási rendszereket.
Ez a rendszer lehetővé teszi egy vagy több robot számára egy 3D-s grafikus programban történő modellezést, amelyet olyan iparágakban használnak, mint a festés, hegesztés, tárolás. Még összetettebb folyamatok esetén ez a rendszer előkészítő szakaszként hasznos lesz. (3. ábra)
3. ábra. Autonóm programozó rendszer CAD-CAM
A robotika egyik legfontosabb és legfontosabb kérdése a biztonság kérdése. Általános biztonsági előírások az ipari robotok szabályozza az ISO 10218 nemzetközi szabvány (Robots és robotkészülékek - Biztonsági követelmények az ipari robotok), amely szintén megjelent kívül - „Robotok és robot eszközöket. Az ipari robotok biztonsági követelményei. Robotrendszerek és integráció ".
Kilátásai a virtuális valóság alkalmazások az ipari robotok nem olyan nagy, mint például a számítógépes játékok, de mégis, bizonyos esetekben, például amikor dolgozik nehéz vagy veszélyes az emberre helyeken nagyon lényeges. IVRE technológiafejlesztők (ragadó virtuális Robotics Environment), amely lehetővé teszi a virtuális térben nem csak, hogy ellenőrizzék a robot, de a használata egy virtuális menü és egyéb tárgyak működés közben, úgy véljük, hogy egy találmány előnye az, hogy most a robot programozása sokkal gyorsabb, mint a hagyományos programozás.
Iránymutatások a robotika fejlesztéséhez
A robotika az ipari fejlődés egyik fontos ágazatává vált. A mai napig az ipari robotok fő vásárlói nagyvállalatok. Ennek ellenére a kis- és középvállalkozások az ipari robotika keresett vevőjévé váltak, mivel jelentős szerepet játszanak a piacon. Európában a robotika fejlődését akadályozó fő problémák [3]:
- a potenciális fogyasztók alacsony tudatossága a robotika használatának módjairól és előnyeiről;
- a felhasználóknak a rendszer összetettségével kapcsolatos félelmei;
- a robot megvásárlásának és a termelésbe való bevitelének magas költsége;
- a rendszerfüggvények eltérése a termelési piac folyamatosan változó igényeihez.
A versenyképesség érdekében a robotrendszereknek a következő tulajdonságokkal kell rendelkezniük:
- viszonylagos egyszerűség a vezetésben;
- egyszerű használat;
- a kiigazítás egyszerűsége;
- a változásra való alkalmazkodóképesség;
- a használat biztonsága;
- a megjelenés ergonómiája;
- energiahatékonyság, önálló energiaellátás biztosítása;
- funkcionalitás.
A robotika legfontosabb fejlesztési területei: intelligens robotvezérlő rendszerek kifejlesztése és a virtuális valóság bevezetése a robotok kezelésében. A virtuális valóság megvalósításának bizonyos irányai a vállalati menedzsmentben [4].
A robotika szakemberei törekszenek a robotok autonómiájának növelésére, a strukturálatlan környezetben való működésük lehetőségére, a robot és az ember közötti biztonságos interakció módszereinek fejlesztésére és a programozási rendszerek egyszerűsítésére.
A fenti adatok alapján nyugodtan mondhatjuk a robotika nagy jelentőségét a modern gyártás terén. Az ipari technológiák állandó változásai és fejlesztései új és igényelt területeket nyitnak meg a robotok használatához, ami lehetővé teszi számos folyamat automatizálását a termelésben és növeli annak hatékonyságát.
A robotok többfunkciósvá válnak, és egyidejűleg speciális feladatra specializálódnak, könnyen kezelhetők és működtethetők. A fejlesztők célja az alkalmazkodóképesség, a mobilitás, a biztonság, az egyszerű beilleszkedés és a robotok használatának további növelése.