Өнеркәсіптік робот. Өндірістегі роботтар. Автоматты роботтар

Бүгінде бұл құрылғылар әсіресе ұлттық экономикаға сұранысқа ие. Өнеркәсіп роботы, К.Чапекнің «Роботтардың көтерілуі» кітабында өзінің прототипі сияқты емес, революциялық идеяларды мүлдем бермейді. Керісінше, ол негізгі өндіріс процестерін (жинау, дәнекерлеу, кескіндеме) және қосалқы бөлшектерді (жүктеу-түсіру, өндіріс кезінде, қозғалыс кезінде бұйымды бекітіп) жоғары дәлдікте орындайды.

Осындай «ақылды» машиналарды пайдалану өндірістің үш маңызды проблемасын тиімді шешуге көмектеседі:

• Еңбек өнімділігін арттыру;
• Адамдар үшін еңбек жағдайларын жақсарту;
• Адам ресурстарын пайдалануды оңтайландыру.

Өнеркәсіптік роботтар - ауқымды өндірістің шебері

Өнеркәсіптік өндірістің айтарлықтай өсуіне байланысты өндірістегі роботтар XX ғасырдың соңында жаппай таралды . Өнімнің үлкен сериясы осындай жұмыстың қарқындылығы мен сапасын талап етеді, оның орындалуы объективті адам мүмкіндіктерінен асып түседі. Көптеген мыңдаған білікті жұмысшылардың орнына үздіксіз немесе үздіксіз циклде жұмыс істейтін заманауи технологиялық қондырғыларда көптеген жоғары тиімді автоматтандырылған желілер жұмыс істейді.

Жапония, АҚШ, Германия, Швеция және Швейцария сияқты өнеркәсіптік роботтарды кеңінен қолдануды білдіретін осындай технологияларды дамытуда көшбасшылар. Жоғарыда аталған елдерде өндірілген заманауи өндірістік роботтар екі үлкен топқа бөлінеді. Олардың түрлері екі принципті басқарудың әртүрлі әдістеріне тиесілі:

• Автоматты манипуляторлар;
• Құрылғылар қашықтан басқарылатын адамдар.

Олар не үшін пайдаланылады?

Оларды құру қажеттілігі 20-шы ғасырдың басында талқыланды. Дегенмен, сол кезде жоспардың жүзеге асырылуы үшін ешқандай қарапайым база болған жоқ. Бүгінде заман талабына сай, роботтар ең технологиялық дамыған салалардың көпшілігінде қолданылады.

Өкінішке орай, мұндай «ақылды» машиналармен барлық салаларды қайта жабдықтау инвестициялардың жетіспеушілігіне кедергі келтіреді. Оларды пайдаланудың пайдасы бастапқы ақшалай шығындардан асып кетсе де, олар автоматтандыру туралы ғана емес, сонымен қатар өндіріс пен еңбектің терең өзгерісі туралы сөйлесуге мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптік роботтарды пайдалану еңбек және дәлдікпен: жүктеу / түсіру, жинақтау, сұрыптау, бөліктерді бағыттау тұрғысынан тиімді және тұрақсыз жұмыс істеуге мүмкіндік берді; Бланкілерді бір роботтан екіншісіне ауыстыру және дайын өнім - қоймаға; Дәндерді дәнекерлеу және дәнекерлеу; Механикалық және электронды бөлшектерді монтаждау; Кабельді төсеу; Күрделі контур бойынша бланкілерді кесу.

Манипулятор өнеркәсіптік роботтың құрамдас бөлігі ретінде

Функционалды түрде бұл «ақылды» машина қайта бағдарламаланатын автоматтандырылған басқару жүйесі (ACS) мен жұмыс органынан (қозғалыс жүйесі мен механикалық манипулятордан) тұрады. Егер ACS әдетте қысқа болса, көзбен жасырын және көзге бірден соқтығыспаса, жұмыс органы өнеркәсіптік роботты робот манипуляторы деп жиі атайды.

Анықтау бойынша, манипулятор жұмысшы беттер мен еңбек объектілерінің кеңістігінде қозғалатын құрылғы болып табылады. Бұл құрылғылар екі түрдегі байланыстардан тұрады. Біріншісі прогрессивті қозғалысты қамтамасыз етеді. Екінші - бұрыштық ауыстыру. Олардың қозғалысына арналған осындай стандартты байланыстар пневматикалық немесе гидравликалық (неғұрлым қуатты) жетекті пайдаланады.

Манипулятор адам қолымен ұқсастығымен құрастырылған, бөлшектермен жұмыс істеу үшін технологиялық тұтқыр құрылғымен жабдықталған. Осы типтегі әртүрлі құрылғыларда тұтқаны механикалық саусақпен жиі орындалды. Тегіс беттермен жұмыс істегенде, заттар механикалық соратын шыныаяқтар арқылы қолданылды.

Егер манипулятор көптеген ұқсас дайындамалармен бір уақытта жұмыс істеуге тура келсе, онда грифатор ерекше кең дизайн арқасында жүзеге асырылды.

Құлыптау құрылғысының орнына манипулятор ұялы дәнекерлеу жабдығымен, арнайы технологиялық тозаңдатқышпен немесе жай ғана бұрауышпен жабдықталған.

Робот қалай қозғалады

Роботты автоматты машиналар әдетте кеңістіктегі екі түрге ауысады (кейбіреулерін стационар деп атауға болады). Бұл нақты өндіріс шарттарына байланысты. Тегіс беттегі қозғалысты қамтамасыз ету қажет болса, онда ол бағытты монорель көмегімен жүзеге асырылады. Егер әртүрлі деңгейде жұмыс істегіңіз келсе, пневматикалық соратын шыныаяқтары бар «жаяу» жүйелерін пайдаланыңыз. Роботты жылжыту кеңістіктік және бұрыштық координаттарға тамаша бағытталған. Осындай құрылғылардың заманауи позициялау құрылғылары біріктіріледі, олар технологиялық блоктардан тұрады және салмағы 250-ден 4000 кг-ға дейінгі бұйымдарды жоғары дәлдікпен ауыстыру мүмкіндігін береді.

Құрылыс

Көп функциялы нысандардағы автоматтандырылған машиналарды пайдалану олардың негізгі құрамдас бөліктерін біріктіруге әкелді. Қазіргі заманғы индустриалды роботтық манипуляторлар дизайнында:

• Құлыптау құрылғысын (бұрғылау) бекіту үшін қолданылатын рамка өңдеуді іс жүзінде орындайтын «қол» болып табылады;
• Жолсерігі бар қорғаныш (соңғысы ғарышта «қол» орнын анықтайды);
• Осьдегі крутящий түрдегі энергияны қозғалтатын, түрлендіретін және жіберетін жабдықтарды жеткізу (олардың арқасында өнеркәсіптік робот қозғалыс әлеуетін алады);
• Оған жүктелген бағдарламаларды іске асыруды бақылау және басқару жүйесі; Жаңа бағдарламаларды қабылдау; Датчиктерден алынған ақпаратты талдау және, тиісінше, оны қамтамасыз ететін құрылғыларға беру;
• Жұмыс бөлігін орналастыруға арналған жүйе, манипуляция осьтері бойынша позициялар мен қозғалыстарды өлшеу.

Өнеркәсіптік роботтарды жасаудың таңы

Өткен ғасырға оралайық және өнеркәсіптік автоматты машиналарды жасау тарихы қалай басталғанын еске түсірейік. Бірінші роботтар 1962 жылы Құрама Штаттарда пайда болды және олар «Unimission Incorporated» және «Versatran» компанияларымен өндірілді. Дәлірек айтқанда американдық инженер Д Девол жасаған «Unimeite» индустриалды роботы, өзінің автоматтандырылған басқару жүйесін патенттеді, ол жазылған карталармен бағдарламаланған, бәрінен бұрын босатылды. Бұл айқын техникалық серпіліс болды: «ақылды» машиналар нүктелердің координаттарын есте сақтап, бағдарламаға сәйкес жұмыстарды орындады.

«Unimeite» бірінші индустриялық робот пневматикалық жетекті және «қол» гидроприводқа бес градус бостандығымен түйісетін екі саусақпен жабдықталған. Оның сипаттамалары 12 кг-ға 1,25 мм дәлдікпен жылжуға мүмкіндік берді.

Сол атаумен компания жасаған тағы бір робот манипуляторы «Версатран» сағатына 1200 кірпіштен пешке түсіріп, түсірді. Адам денсаулығына зиянды ортада адамдардың жұмысын жоғары температурада табысты ауыстырды. Оның жасау идеясы өте сәтті болды және дизайн соншалықты сенімді, бұл брендтің жеке машиналары қазіргі уақытта жұмысын жалғастырады. Және бұл олардың ресурсы жүздеген мың сағат асып кеткеніне қарамастан.

Айта кету керек, бірінші буынның өнеркәсіптік роботтарының құрылысы құндық мәнде механиктердің 75% -ын және электрониканың 25% -ын қабылдайды. Осындай құрылғыларды қайта реттеу уақытты талап етеді және жабдықтың тоқтап қалу уақытын талап етеді. Оларды жаңа жұмыс орнын құру мақсатында қайта бағыттау үшін басқару бағдарламасы ауыстырылды.

Робот машиналарының екінші буыны

Көп ұзамай анықталды: барлық артықшылықтарға қарамастан, бірінші буын машиналары кемелді болып шықты ... Екінші ұрпақ индустриялық роботтарды бейімдеуді неғұрлым нәзік басқаруды қабылдады. Алғашқы құрылғылар жұмыс істейтін ортаға тапсырыс беруді талап етті. Соңғы жағдай көбіне жоғары қосымша шығындарды көрсетті. Бұл жаппай өндірісті дамыту үшін маңызды болды.

Прогрестің жаңа кезеңі көптеген сенсорлардың дамуымен сипатталды. Робот олардың көмегімен «сезім» деп аталатын сапаға ие болды. Ол сыртқы орта туралы ақпарат ала бастады және оған сәйкес іс-қимылдың үздік нұсқасын таңдады. Мысалға, мен өзіме кедергі жасап, оны айналдыруға дағдылана алдым. Алынған ақпараттың микропроцессорлық өңдеуіне байланысты, әрі қарай басқару бағдарламаларының айнымалы мәндеріне енуіне байланысты мұндай әрекет бар, шынымен роботтарды басқарады.

Негізгі өндіріс түрлері (дәнекерлеу, бояу, құрастыру, өңдеудің әртүрлі түрлері ) бейімделуге де жатады. Яғни, олардың әрқайсысын орындаған кезде, жоғарыда көрсетілген жұмыстардың кез-келген сапасын жақсарту үшін көп өлшемділік басталады.

Өнеркәсіптік манипуляторларды басқару негізінен жүйелі түрде жүзеге асырылады. Басқару функциясының аппараттық құралы - индустриялық шағын компьютер / 104 немесе MicroPC. Адаптивті басқару көп өзгермелі бағдарламалық жасақтамаға негізделгенін ескеріңіз. Бағдарлама жұмысының түрін таңдау туралы шешімді робот детекторлармен сипатталған қоршаған орта туралы ақпарат негізінде қабылдайды.

Екінші ұрпақ роботының жұмыс істеуінің тән ерекшелігі - олардың әрқайсысы сыртқы ортадан алынған белгілі бір индикаторлар бойынша іске қосылған жұмыс режимдерінің алдын ала болуы.

Роботтардың үшінші буыны

Үшінші буынның автоматты роботтары өз міндеттеріне және қоршаған ортаның жағдайларына қарай өздерінің іс-әрекеттерін дербес жасауға қабілетті. Оларда «шпаргалка» жоқ, яғни сыртқы ортадағы белгілі бір нұсқаларда жазылған технологиялық әрекеттер. Олар өздерінің жұмысына оңтайлы түрде алгоритм құруға, сондай-ақ оны іс жүзінде жүзеге асыруға мүмкіндігі бар. Осындай индустриалды роботтың электроника бағасы механикалық бөлігінен он есе жоғары.

Датчиктердің арқасында егжей-тегжейлі мәліметтерді түсіне бастаған ең жаңа робот «мұны қалай табысты білетінін» біледі. Сонымен қатар, бөлшектің материалдың сынығына байланысты тұтқаны күші (күші кері байланыс) реттеледі. Мүмкін, сондықтан жаңа буынның өндірістік роботтар құрылғысы зияткерлік деп аталады.

Түсінуіңізше, мұндай құрылғының «миы» оның басқару жүйесі болып табылады. Жасанды интеллект әдістеріне сәйкес жүзеге асырылатын реттеу ең перспективалы болып табылады.

Осы машиналарға интеллект қолдану бумалары , бағдарламаланатын логикалық контроллерлер, үлгілеу құралдары арқылы беріледі. Өндірісте өнеркәсіптік роботтар «адам-машина» жүйесінің өзара әрекеттесуінің тиісті деңгейін қамтамасыз ете отырып, желіге біріктіріледі. Сондай-ақ, мұндай құрылғылардың жұмысын болжау үшін құралдар болашақта қолданысқа енгізілген бағдарламалық жасақтама модельдеу арқасында іске қосылды, ол қолданысқа оңтайлы нұсқаларын және желіге қосылуды конфигурациялауға мүмкіндік береді.

Роботтарды шығаратын жетекші әлемдік компаниялар

Бүгінгі таңда өнеркәсіптік роботтарды жетекші компаниялар, соның ішінде жапон (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), американдық (KC Robots, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), неміс (Kuka) компанияларынан алады.

Осы фирмалар әлемінде не белгілі? Активтен Fanuc - ең жылдам Delta робот M-1iA (мұндай машиналар қаптамада әдетте пайдаланылады), роботтарды дәнекерлеушілер ArcMate арқылы бүкіл әлемде мойындалған M-2000iA роботтық сериалдарының ең күшті.

Кукамен өндірілген өнеркәсіптік роботтар сұранысқа ие емес. Неміс дәлдігі бар бұл машиналар өңдеу, дәнекерлеу, құрастыру, орау, паллетизация, жүктеуді орындайды.

Сондай-ақ американдық нарықта жұмыс істейтін жапондық-американдық Motoman (Yaskawa) компаниясының модельдік диапазоны: өнеркәсіптік роботтардың 175 үлгісі, сондай-ақ 40-тан астам кешенді шешімдер. Өндіріс үшін АҚШ-та қолданылатын өнеркәсіптік роботтар негізінен осы саладағы жетекші компания шығарады.

Бізбен ұсынылған басқа компаниялардың көпшілігі мамандандырылған құрылғылардың тар ауқымын жасау арқылы өз орнын алады. Мысалы, Daihen және Panasonic дәнекерлеу роботтарын шығарады.

Автоматтандырылған өндірісті ұйымдастыру жолдары

Егер автоматтандырылған өндірісті ұйымдастыру туралы айтатын болсақ, онда алдымен қатаң сызықтық принцип іске асырылды. Дегенмен, өндіріс циклінің жеткілікті жоғары жылдамдығымен сәтсіздікке байланысты маңызды кемшіліктер бар. Немесе роторлық технология ойлап тапты. Бұл өндірісті ұйымдастыру арқылы дайындама және автоматтандырылған желі (робот) өздері шеңбер бойымен қозғалады. Бұл жағдайда машиналар функцияларды қайталайды, ал сәтсіздік іс жүзінде жойылады. Алайда, бұл жағдайда жылдамдық жоғалады. Процесті ұйымдастырудың ең керемет мүмкіндігі - жоғарыдағы екеуінің гибридісі. Ол айналмалы-конвейер деп аталады.

Өнеркәсіптік робот - икемді автоматты өндірістің элементі ретінде

Заманауи «ақылды» құрылғылар жылдам қайта құрастырылған, өнімділігі жоғары және өзіндік жабдықтармен, материалдар мен бланкілермен жұмыс істейді. Қолдану ерекшелігіне қарай, олар бір бағдарлама аясында жұмыс істей алады немесе олардың жұмысын өзгерте алады, яғни берілген бағдарламалардың белгіленген санын дұрыс таңдауға болады.

Өнеркәсіптік робот - икемді автоматтандырылған өндірістің құрамдас бөлігі (жалпы қабылданған аббревиатура - GAP). Соңғысы мыналарды қамтиды:

• Компьютерлік жобаны жүзеге асыратын жүйе;
• Өндірістің технологиялық жабдықтарын автоматтандырылған басқару кешені;
• Өнеркәсіптік робот-манипуляторлар;
• Автоматтандырылған өндірістік көлік;
• Жүктеу / түсіру және орналастыруды жүзеге асыратын құрылғылар;
• Өндірістік технологиялық үдерістерді бақылау жүйесі;
• Өндірісті автоматты басқару.

Роботтарды пайдалану тәжірибесі туралы

Нақты өнеркәсіптік қосымшалар заманауи роботтар болып табылады. Олардың түрлері әртүрлі және олар стратегиялық маңызы бар салалардың жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді. Атап айтқанда, қазіргі заманғы Германияның экономикасы көп жағдайда оны қолданудың өсу әлеуетіне ие. Осы «темір жұмысшылар» қандай салаларда жұмыс істейді? Металлургияда олар іс жүзінде барлық процестерде жұмыс істейді: құю, дәнекерлеу, соғу, жұмыс сапасының ең жоғары деңгейін қамтамасыз ету.

Еңбектегі адамның еңбегі үшін (жоғары температура мен ластану деген мағынада) төтенше жағдайларға жол бермейтін өндіріс көбінесе роботтандырылған. Куканың машиналары тіпті құдықтарда орнатылады.

Тамақ өнеркәсібі сондай-ақ өндіріс мақсатымен Кукадан жабдық алды. «Азық-түлік роботтары» (фотосуретте ұсынылған фото суреттер) көбінесе ерекше жағдайдағы аудандарды ауыстырады. Температурасы 30 градустан аспайтын жылы бөлмедегі микроклиматты қамтамасыз ететін машиналардың өндірісіне таратылады. Тот баспайтын болаттан жасалған ет өндіретін роботтар, сүт өнімдерін өндіруге қатысады және, әрине, өнімді жинап, жинап, ең жақсы түрде.

Бұл автомобиль өнеркәсібі мұндай құрылғылардың үлесін асыра бағалау қиын. Сарапшылар бүгін ең қуатты және өнімді машиналардың екенін мойындауымыз дәл «Cook ның» роботтар. әсерлі автомобиль құрастыру операцияларын толық спектрін ұсынатын құрылғылардың суреттері. Бұл жағдайда, бұл шынында да автоматтандырылған өндіріс туралы айтуға уақыт.

Пластмассалар, пластмасса босату, түрлі материалдардан жасалған күрделі фасонды бөлшектерді өндіру адам денсаулығы ластануына шынымен зиянды өндіріс роботтар қамтамасыз етеді.

«Cook ның» бөлімшелерінің қолдану тағы бір маңызды бағыты болып табылады ағаш. Мен құрылғылар ретінде сипатталған жеке тапсырыстарды орындау және барлық кезеңдерінде кең ауқымды сериясы өндіріс құруды қамтамасыз - бастапқы қайта өңдеу және кесу бастап фрезер үшін, бұрғылау, тегістеу.

бағасы

Қазіргі уақытта, компания KUKA және Fanuc роботтарға жинақталатын Ресей мен ТМД нарықтық сұраныс. Бағасы оларды 25 000 800 000 рубль түрленеді. Бұл әсерлі Extension әр түрлі модельдер болуымен түсіндіріледі: стандартты жеңіл-баж (5-15 кг), арнайы (арнайы мәселелерді шешу), (ерекше ортада жұмыс істейтін), ауыр көлік құралдары (4000 м-ге дейін) мамандандырылған.

қорытындылар

Ол өнеркәсіптік роботтарды пайдалану әлеуеті әлі де толық емес тартылған мойындау керек. Сонымен қатар мамандар күш, қазіргі заманғы технологиялар және одан астам батыл идеяларын жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

әлемдік экономиканың өнімділігін арттыруға және зияткерлік адам еңбек үлесін барынша ұлғайту қажеттілігі күшті көбірек жаңа түрлерін ынталандыру және өнеркәсіптік роботтар модификациялары болып табылады.