Передовые технологии и решения, такие как промышленные роботы и робототехника, отличающиеся точностью и эффективностью, играют чрезвычайно важную роль в современном мире не только в производстве, но и практически во всех отраслях экономики. Наряду с непрерывным совершенствованием компьютеров, увеличением их вычислительной мощности и объема выполняемых задач , появилось место и для современных промышленных роботов , работа которых могла с успехом заменить человеческий труд. Что же представляют собой эти автоматически управляемые многозадачные машины, используемые для широко известных задач в промышленности или для укладки на поддоны, каковы их функции и практически безграничны ли их возможности?

Что такое промышленный робот?

Роботы — это многофункциональные устройства, отличающиеся производительностью, предназначенные для перемещения материалов, деталей или специализированных инструментов с помощью различных запрограммированных движений для выполнения различных задач. В соответствии со стандартом ISO ITR 8373 промышленный робот представляет собой многофункциональную погрузочно-разгрузочную машину с автоматическим управлением.со многими степенями свободы, отличающиеся манипулятивными или локомотивными способностями. Это может быть как мобильное устройство, так и стационарные решения, предназначенные для важных приложений в промышленном секторе, включая паллетирование. Другими словами, эти типы машин созданы с учетом автоматического управления, и их особенностью является возможность реализации программируемых движений по нескольким осям робота. Эти устройства могут быть оснащены специальными захватами, питателями, конвейерами или различными другими инструментами, предназначенными для выполнения задач в промышленности. Однако следует помнить, что, как и все автоматические устройства этого типа, для того, чтобы их эффективность и точность были на высоком уровне, они должны проходить регулярное обслуживание.

Несколько слов об истории промышленных роботов

Робототехника – относительно новая, динамично развивающаяся во всем мире область науки и техники, которая занимается проблемами, связанными с механикой, управлением, а также применением и эксплуатацией многоцелевых машин, предназначенных для использования в промышленной сфере. Хотя этот тип устройства отождествляется в первую очередь с сегодняшним днем, история промышленного робота фактически может быть прослежена до 4-го века до нашей эры . Именно тогда греческий математик Архит из ТарантоОн сконструировал механического голубя с паровым двигателем, который мог самостоятельно передвигаться по воздуху. Подобные механические игрушки и решения создавались каждые несколько десятков лет, вплоть до сегодняшнего дня, когда компьютеры и разработка новых технологий позволили разработать машины и роботов, которые могли выполнять важные функции в промышленности.

Первый промышленный робот был сконструирован американским изобретателем Джорджем Деволом в 1950-х годах.. Это была беспилотная электрическая тележка, которую быстро начали использовать в магазинах для перевозки различных видов товаров со складов. Стоит отметить, что это было время, когда развивался искусственный интеллект, а также начал появляться язык программирования. Менее чем через год началась эра IBM, важного творца в области компьютеризации, повлиявшего на ускорение развития и популярность решений, которые мы сегодня используем в промышленности. В 1960-х годах был создан первый цилиндрический робот, выполняющий работу на основе введенных данных, а в последующие годы все более динамично развивалась автоматизация производственных процессов и паллетирования, рос интерес к ним со стороны различных компаний. Это коснулось и работы устройств, которая значительно расширилась.

Из каких элементов состоит промышленный робот?

Как упоминалось выше, промышленные роботы представляют собой автоматически управляемые многозадачные устройства, предназначенные для выполнения различных действий посредством запрограммированных движений. Чтобы быть действительно эффективными, эти машины должны быть собраны профессионалами, а сами устройства должны состоять из множества различных частей. Наиболее важными из них являются такие элементы робота, как:

• манипулятор (механический агрегат) — механическое устройство, предназначенное для перемещения и подъема концевых зажимов и обрабатываемых предметов (описано ниже). Робот-манипулятор чаще всего состоит из основания, рук и запястья, которые шарнирно или линейно соединены,
• концевой эффектор — это инструмент или устройство, которое крепится к запястью промышленного робота. Различают два основных типа концевого эффектора — захват (используется для захвата элементов с целью их перемещения) и эффектор, представляющий собой устройство, выполняющее различные технологические процессы (питатель, ленточные конвейеры, ленточный конвейер и др.),
• запястье — элемент, позволяющий роботу вращать концевой эффектор,
• обрабатываемый объект — часть или предмет, перемещаемый рабочим органом при выполнении технологической операции,
• панель управления — обычно это передвижной ящик, наполненный электрическими переключателями, что позволяет оператору перемещать робота в определенные точки,
• входные и выходные сигналы — электронные сигналы, состоящие из данных, благодаря которым промышленный робот может общаться с окружающей средой — это могут быть аналоговые, цифровые или последовательные сигналы,
• контроллер — компьютерное и электрическое оборудование, которое позволяет управлять движением и обеспечивает связь, чтобы устройство для автоматизации производственного процесса могло взаимодействовать с другими машинами.

Каковы особенности промышленных роботов?

Наиболее важными механическими характеристиками промышленных роботов, благодаря которым их использует все больше и больше компаний, и они становятся все более и более важными машинами во многих отраслях промышленности, являются:

• надежность — это одна из важнейших особенностей этих современных автоматически управляемых многозадачных машин — иногда от надежности робота зависит время простоя всего завода,
• повторяемость — это не что иное, как мера точности возврата прибора в изученную точку — эта характеристика важна, в частности, в ситуациях, когда предусмотрены небольшие допуски,
• управление движением — функция, представляющая собой комбинацию управления траекторией и скоростью — операция оказывает ключевое влияние на качество технологических процессов, выполняемых роботом,
• точность — мера погрешности получения станком определенной точки рабочего пространства,
• полезная грузоподъемность — это функция, направленная на уточнение грузоподъемности устройства — точная грузоподъемность рассчитывается на основе веса и момента инерции груза, которым манипулирует машина,
• рабочее пространство — т.е. объем, в котором может находиться запястье робота в указанный период — должно иметь достаточную поверхность для достижения устройством необходимых точек — слишком большое пространство может быть ограничено с помощью соответствующих аппаратных или программируемых ограничителей,
• количество осей — это еще одна важная характеристика, которая должна быть соблюдена, чтобы устройство робототехники выполняло свои функции — количество осей вытекает в основном из желаемой ориентации эффектора, конфигурации машины и того, как робот деформируется в зависимости от положения и нагрузки.

Основные классы промышленных роботов

В настоящее время существует четыре основных класса промышленных роботов:

• последовательные устройства — это машины, отличающиеся последовательной системой управления,
• машины, реализующие заданную траекторию — в свою очередь, это роботы, выполняющие строго определенную процедуру управляемых движений в ручном режиме, а также заданную скорость в заданном положении,
• адаптивные устройства — это роботы, оснащенные сенсорной, адаптивной или обучающейся системой управления — это могут быть, например, системы с возможностью изменения свойств за счет использования накопленного опыта,
• телеоператоры — устройства с дистанционным управлением — чаще всего оператором или компьютером.

Промышленные роботы — самое важное применение

На рубеже шестидесятых и семидесятых годов, когда робототехника находилась в зачаточном состоянии, были сконструированы первые промышленные роботы, эксплуатация которых была достаточно ограниченной, а их сборка и правильная настройка представляли собой довольно сложную задачу, уж точно не ожидалось, что использование машин этого типа будет так широко в будущем. На данный момент во всем мире эти решения, включая промышленные сварочные роботы,которые идеально подходят для таких видов деятельности, как дуговая сварка, точечная сварка, склейка, снятие заусенцев, полировка, покрытие объектов защитными слоями или упаковка. Роботы также все чаще используются в качестве практичных и простых в использовании укладчиков на поддоны.

Прошли те времена, когда промышленные роботы и подобные решения использовались только для простых действий, а их эксплуатация была чрезвычайно сложной. Благодаря тому, что они имеют шарнирные соединения, а также благодаря дополнительному оборудованию, такому как ленточный конвейер, сканирующий лазер, датчик или система технического зрения, они могут участвовать в реализации все более сложных, сложных и трудоемких процессов. Более того, с годами вы также можете заметить явное изменение масштабов производства. Еще с десяток лет назад эти устройства использовались в основном на заводах, специализирующихся на серийном производстве. Однако в настоящее время машины в области робототехники, в зависимости от их конструкции и возможности перемещения, все чаще используются в мелкосерийном, индивидуальном производстве,

Можно ожидать, что в ближайшие несколько-несколько десятков лет эти автоматически управляемые многозадачные устройства найдут применение практически во всех сферах экономики, а их эксплуатация будет становиться все более доступной. Самым большим преимуществом роботов, независимо от их класса, является их точность. Именно поэтому они могут выполнять самые разнообразные задачи, причем не только на производственных предприятиях. Благодаря тому, что они могут иметь инновационные датчики, их можно использовать для определения силы давления, измерения температуры и даже для обнаружения радиации или конкретных химических веществ.

Промышленные декартовы роботы

Эти машины являются довольно популярным и относительно недорогим решением, используемым в промышленности. Декартовы роботы предназначены для выполнения многомерных движений и обычно используются на производственной линии для транспортировки различных материалов, сортировки, сканирования и упаковки.

Промышленные роботы SCARA

Этот тип машин отличается высокой функциональностью и выгодными ценами. Роботы SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) отличаются компактными конструкциями, точностью, шарнирными движениями, повторяемостью и высокой максимальной скоростью движений в одной плоскости на небольшом пространстве, надежностью.

Что робот может сделать лучше?

Наряду с динамичным развитием технологий роботы и подобные им решения все чаще используются для выполнения монотонных, обременительных или даже опасных для человека работ. Эти типы машин идеально подходят для многих отраслей промышленности — они отлично справляются с возложенными на них задачами, особенно там, где важны точность, надежность и повторяемость. Эти устройства можно использовать, например, в качестве паллетизаторов или депалетизаторов, но это, очевидно, не единственные задачи, которые можно выполнить лучше человека.

В настоящее время на многих производственных предприятиях можно встретить технологически совершенные станки, оснащенные конвейерами, которые становятся незаменимым элементом производственных линий. Такие устройства могут разгрузить работников кондитерской фабрики, плавильного цеха и т. д. Помимо быстрых задач, требующих повторяющихся шарнирных движений (точка-точка), таких как паллетизатор или депаллетизатор, они также идеально подходят для ситуаций, когда необходимо обеспечить постоянное ускорение в движении и работу по заданной траектории. По этой причине робот также может использоваться для выполнения действий, требующих точного нанесения клея, герметизации и т. д.

Безопасная работа с роботом — что помнить?

Все промышленные роботы, независимо от того, оснащены ли они ленточными конвейерами или любыми другими дополнительными средствами, представляют прямую угрозу для человека как при их программировании, сборке, обслуживании, так и при работе. Чтобы снизить вероятность травм от машин, вот несколько советов по обеспечению безопасной работы:

• в ситуации, когда работники находятся рядом с роботами, а также во время их ремонта и обслуживания снижать скорость движения устройства до безопасного значения,
• программирование машины всегда должно осуществляться в команде не менее двух человек, один из которых должен быть готов остановить устройство,
• Перед выполнением работ по техническому обслуживанию или ремонту убедитесь, что питание отключено заранее.

Резюме

Универсальные многофункциональные машины – промышленные роботы – это устройства, которые в первую очередь предназначены для автоматизации производственных процессов и паллетирования. Благодаря им можно оптимизировать, например, обременительные или трудновыполнимые для человека задачи. Они прекрасно выполняют свою функцию везде, где есть угроза жизни или здоровью человека. Задачи, выполняемые данным типом устройств, позволяют повысить эффективность работы, экономить материалы и энергию, а также оказывают существенное влияние на повышение качества предлагаемой продукции. В настоящее время они используются во многих областях, и наиболее важными получателями промышленных роботов являются такие области, как лесное хозяйство, сельское хозяйство и садоводство, но все большее значение эти машины приобретают также в горнодобывающей, металлургической и металлургической промышленности. Доступ к высокоточным устройствам перемещения должен быть обеспечен предприятиям и компаниям, которые хотят сосредоточиться на развитии и улучшении качества, точности и скорости производственных и других процессов. Единственно правильным выбором здесь будет робототехника, так как она гарантирует надежную работу, эффективность, высокую технологичность и применение в самых разных отраслях. Безусловно, залогом успеха является подбор проверенных решений, профессиональный монтаж, регулярное сервисное обслуживание и правильно обученный персонал. высокая технологичность и применение в широком спектре отраслей промышленности. Безусловно, залогом успеха является подбор проверенных решений, профессиональный монтаж, регулярное сервисное обслуживание и правильно обученный персонал. высокая технологичность и применение в широком спектре отраслей промышленности. Безусловно, залогом успеха является подбор проверенных решений, профессиональный монтаж, регулярное сервисное обслуживание и правильно обученный персонал