Industrial robot. Mga robot sa paggawa. Automata-robot

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang mga device na ito ay lalo na in demand ngayon sa pambansang ekonomiya. Ang isang robot na pang-industriya, na may kaunting pagkakahawig sa prototype nito sa aklat na Rise of the Robots ni K. Chapek, ay hindi naman nagpapakain ng mga rebolusyonaryong ideya. Sa kabaligtaran, siya ay matapat na gumaganap, at may mahusay na katumpakan, kapwa ang mga pangunahing proseso ng produksyon (assembly, welding, painting) at auxiliary (paglo-load at pagbabawas, pag-aayos ng produkto sa panahon ng paggawa, paglipat).

Ang paggamit ng mga ganitong "matalinong" na makina ay nakakatulong sa epektibong solusyon ng tatlong pangunahing problema sa produksyon:

• pagpapabuti ng produktibidad sa paggawa;
• pabutihin ang mga kondisyon sa pagtatrabaho ng mga tao;
• i-optimize ang paggamit ng human resources.

Ang mga robot na pang-industriya ay ang ideya ng malakihang produksyon

Ang mga robot sa produksyon ay malawakang kumalat sa pagtatapos ng ika-20 siglo dahil sa isang makabuluhang pagtaas sa industriyal na produksyon. Ang malaking serye ng mga produkto ay humantong sa pangangailangan para sa intensity at kalidad ng naturang trabaho, ang pagganap nito ay lumampas sa layunin ng mga kakayahan ng tao. Sa halip na gumamit ng libu-libong bihasang manggagawa, nagpapatakbo ang mga modernong teknolohikal na pabrikamaraming high-performance na awtomatikong linya na tumatakbo sa pasulput-sulpot o tuloy-tuloy na mga cycle.

Ang mga pinuno sa pagbuo ng mga naturang teknolohiya, na nagdedeklara ng malawakang paggamit ng mga robot na pang-industriya, ay ang Japan, USA, Germany, Sweden at Switzerland. Ang mga modernong robot na pang-industriya na ginawa sa mga bansa sa itaas ay nahahati sa dalawang malalaking grupo. Ang kanilang mga uri ay natutukoy sa pamamagitan ng pag-aari sa dalawang pangunahing magkaibang paraan ng pamamahala:

• awtomatikong manipulator;
• mga device na malayuang kinokontrol ng isang tao.

Para saan ang mga ito?

Ang pangangailangan para sa kanilang paglikha ay nagsimulang talakayin sa simula ng ika-20 siglo. Gayunpaman, sa oras na iyon ay walang elementong base para sa pagpapatupad ng plano. Sa ngayon, kasunod ng mga dikta ng panahon, ang mga robotic machine ay ginagamit sa karamihan ng mga pinaka-advanced na industriya sa teknolohiya.

Sa kasamaang palad, ang muling kagamitan ng buong industriya na may ganitong mga "matalinong" na makina ay nahahadlangan ng kakulangan sa pamumuhunan. Bagama't ang mga benepisyo ng paggamit sa mga ito ay malinaw na lumampas sa mga paunang gastos sa pananalapi, dahil pinapayagan nila kaming magsalita hindi lamang at hindi tungkol sa automation, ngunit tungkol sa malalalim na pagbabago sa larangan ng produksyon at paggawa.

Ang paggamit ng mga robot na pang-industriya ay naging posible upang mas epektibong magsagawa ng mga gawaing lampas sa lakas ng tao sa mga tuntunin ng lakas at katumpakan ng paggawa: pag-load / pagbabawas, pagsasalansan, pag-uuri, oryentasyon ng mga bahagi; paglipat ng mga blangko mula sa isang robot patungo sa isa pa, at mga natapos na produkto sa isang bodega; spot welding at seam welding; pagpupulong ng mga mekanikal at elektronikong bahagi; pagtula ng cable; pagputolmga blangko sa isang kumplikadong contour.

Manipulator bilang bahagi ng isang robot na pang-industriya

Sa paggana, ang naturang "matalinong" machine ay binubuo ng isang reprogrammable ACS (awtomatikong control system) at isang gumaganang katawan (travel system at isang mechanical manipulator). Kung ang ACS ay karaniwang medyo compact, biswal na nakatago at hindi agad na napapansin, kung gayon ang gumaganang katawan ay may tulad na katangian na hitsura na ang isang pang-industriya na robot ay madalas na tinatawag bilang mga sumusunod: "robot-manipulator".

By definition, ang manipulator ay isang device na gumagalaw sa ibabaw ng trabaho at mga bagay na pinagtatrabahuan sa kalawakan. Ang mga device na ito ay binubuo ng dalawang uri ng mga link. Ang una ay nagbibigay ng isang progresibong kilusan. Ang pangalawa ay angular displacement. Ang ganitong mga karaniwang link ay gumagamit ng pneumatic o hydraulic (mas malakas) na drive para sa kanilang paggalaw.

Ang manipulator, na nilikha sa pamamagitan ng pagkakatulad sa kamay ng tao, ay nilagyan ng isang teknolohikal na gripping device para sa pagtatrabaho sa mga bahagi. Sa iba't ibang mga aparato ng ganitong uri, ang direktang pagkakahawak ay madalas na isinasagawa ng mga mekanikal na daliri. Kapag nagtatrabaho sa mga patag na ibabaw, kinukunan ang mga bagay gamit ang mga mechanical suction cup.

Kung ang manipulator ay kailangang gumana nang sabay-sabay sa maraming katulad na workpiece, ang pagkuha ay isinagawa salamat sa isang espesyal na malawak na disenyo.

Sa halip na gripper, ang manipulator ay kadalasang nilagyan ng mobile welding equipment, espesyal na teknolohikal na spray gun, o simplengdistornilyador.

Paano gumagalaw ang robot

Automata-robot ay karaniwang umaangkop sa dalawang uri ng paggalaw sa kalawakan (bagama't ang ilan sa mga ito ay matatawag na nakatigil). Depende ito sa mga kondisyon ng isang partikular na produksyon. Kung kinakailangan upang matiyak ang paggalaw sa isang makinis na ibabaw, pagkatapos ay ipinatupad ito gamit ang isang direksyon na monorail. Kung kinakailangan na magtrabaho sa iba't ibang antas, ginagamit ang mga "walking" system na may mga pneumatic suction cup. Ang isang gumagalaw na robot ay perpektong nakatuon sa parehong spatial at angular na mga coordinate. Ang mga modernong kagamitan sa pagpoposisyon ng mga naturang device ay pinag-isa, binubuo ang mga ito ng mga teknolohikal na bloke at nagbibigay-daan para sa high-precision na paggalaw ng mga workpiece na tumitimbang mula 250 hanggang 4000 kg.

Disenyo

Ang paggamit ng mga automated na makina na pinag-uusapan nang eksakto sa mga multidisciplinary na industriya ay humantong sa isang tiyak na pagkakaisa ng kanilang mga pangunahing constituent block. Ang mga modernong pang-industriya na robotic manipulator ay mayroon sa kanilang disenyo:

• ang frame na ginamit upang i-fasten ang part-grabbing device (grab) - isang uri ng "kamay" na aktwal na nagsasagawa ng pagproseso;
• grab gamit ang isang gabay (tutukoy ng huli ang posisyon ng "kamay" sa kalawakan);
• sumusuporta sa mga device na nagtutulak, nagko-convert at nagpapadala ng enerhiya sa anyo ng torque sa axis (salamat sa kanila, ang robot na pang-industriya ay tumatanggap ng potensyal para sa paggalaw);
• sistema ng pagsubaybay at pamamahala para sa pagpapatupad ng mga programang itinalaga dito; pagtanggap ng mga bagong programa; pagsusuri ng impormasyong nagmumula sa mga sensor, at, nang naaayon,paglilipat nito sa pagbibigay ng mga device;
• sistema ng pagpoposisyon ng bahaging gumagana, pagsukat ng mga posisyon at paggalaw kasama ang mga palakol ng pagmamanipula.

Ang bukang-liwayway ng mga robot na pang-industriya

Balik tayo sa kamakailang nakaraan at alalahanin kung paano nagsimula ang kasaysayan ng paglikha ng mga pang-industriyang awtomatikong makina. Ang mga unang robot ay lumitaw sa USA noong 1962, at sila ay ginawa ng Union Incorporated at Versatran. Bagaman, upang maging tumpak, gayunpaman ay inilabas nila ang Unimate na pang-industriyang robot, na nilikha ng Amerikanong inhinyero na si D. Devol, na nag-patent ng kanyang sariling mga self-propelled na baril na na-program gamit ang mga punched card. Ito ay isang malinaw na teknikal na tagumpay: naalala ng mga "matalinong" machine ang mga coordinate ng mga waypoint sa kanilang ruta at ginawa ang gawain ayon sa programa.

Ang unang robot na pang-industriya ng Unimate ay nilagyan ng pneumatically actuated two-finger gripper at limang degree of freedom hydraulically actuated arm. Dahil sa mga katangian nito, naging posible ang paglipat ng 12 kg na bahagi na may katumpakan na 1.25 mm.

Isa pang Versatran robotic arm, na ginawa ng kumpanya na may parehong pangalan, nagkarga at naglabas ng 1,200 brick kada oras sa isang tapahan. Matagumpay niyang pinalitan ang gawain ng mga tao sa isang kapaligiran na nakakapinsala sa kanilang kalusugan na may mataas na temperatura. Ang ideya ng paglikha nito ay naging matagumpay, at ang disenyo ay napaka maaasahan na ang ilang mga makina ng tatak na ito ay patuloy na gumagana sa ating panahon. At ito sa kabila ng katotohanan na ang kanilang mapagkukunan ay lumampas sa daan-daang libong oras.

Tandaan na ang unang henerasyon ng mga pang-industriyang robot sasa mga tuntunin ng halaga, ipinapalagay nito ang 75% mechanics at 25% electronics. Ang muling pagsasaayos ng mga naturang device ay nangangailangan ng oras at nagdulot ng downtime ng kagamitan. Upang gawing muli ang mga ito sa paggawa ng bagong gawain, pinalitan ang control program.

Mga pangalawang henerasyong robot machine

Ito ay naging malinaw sa lalong madaling panahon: sa kabila ng lahat ng mga pakinabang, ang mga makina ng unang henerasyon ay naging hindi perpekto … Ang pangalawang henerasyon ay ipinapalagay ang mas banayad na kontrol ng mga pang-industriyang robot - adaptive. Ang pinakaunang mga device ay nangangailangan ng pag-order sa kapaligiran kung saan sila nagtrabaho. Ang huling pangyayari ay kadalasang nangangahulugan ng mataas na karagdagang gastos. Nagiging kritikal ito para sa pagpapaunlad ng mass production.

Ang bagong yugto ng pag-unlad ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng maraming sensor. Sa kanilang tulong, nakatanggap ang robot ng isang kalidad na tinatawag na "pakiramdam". Nagsimula siyang makatanggap ng impormasyon tungkol sa panlabas na kapaligiran at, alinsunod dito, piliin ang pinakamahusay na paraan ng pagkilos. Halimbawa, nakakuha siya ng mga kasanayan na nagpapahintulot sa kanya na makibahagi at makalampas sa isang balakid dito. Nangyayari ang pagkilos na ito dahil sa pagproseso ng microprocessor ng natanggap na impormasyon, na higit pa, na ipinasok sa mga variable ng mga control program, ay talagang ginagabayan ng mga robot.

Ang mga uri ng basic production operations (welding, painting, assembly, iba't ibang uri ng machining) ay napapailalim din sa adaptation. Ibig sabihin, kapag ginagawa ang bawat isa sa mga ito, ang multivariance ay sinisimulan upang mapabuti ang kalidad ng anumang uri ng mga gawa sa itaas.

Ang mga pang-industriyang manipulator ay pangunahing kinokontrol ng software. Kontrolin ang hardwareAng mga function ay mga pang-industriyang mini-computer na PC/104 o MicroPC. Tandaan na ang adaptive control ay batay sa multivariant software. Bukod dito, ang desisyon sa pagpili ng uri ng pagpapatakbo ng program ay ginawa ng robot batay sa impormasyon tungkol sa kapaligirang inilarawan ng mga detector.

Ang isang tampok na katangian ng paggana ng ikalawang henerasyong robot ay ang paunang presensya ng mga naitatag na mga mode ng operasyon, na ang bawat isa ay isinaaktibo sa ilang partikular na indicator na nakuha mula sa panlabas na kapaligiran.

Ikatlong henerasyon ng mga robot

Ang mga awtomatikong robot ng ikatlong henerasyon ay nakapag-iisa na makabuo ng isang programa ng kanilang mga aksyon, depende sa gawain at mga kalagayan ng panlabas na kapaligiran. Wala silang "mga cheat sheet", ibig sabihin, mga pininturahan na teknolohikal na aksyon para sa ilang mga variant ng panlabas na kapaligiran. Mayroon silang kakayahan na independiyenteng mahusay na bumuo ng algorithm ng kanilang trabaho, pati na rin ang mabilis na pagpapatupad nito sa pagsasanay. Ang halaga ng electronics ng naturang robot na pang-industriya ay sampung beses na mas mataas kaysa sa mekanikal na bahagi nito.

Ang pinakabagong robot, na kumukuha ng bahagi salamat sa mga sensor, ay “alam” kung gaano ito kahusay. Bilang karagdagan, ang gripping force mismo (force feedback) ay kinokontrol depende sa hina ng materyal na bahagi. Marahil iyon ang dahilan kung bakit ang aparato ng bagong henerasyon ng mga robot na pang-industriya ay tinatawag na matalino.

Sa pagkakaintindi mo, ang “utak” ng naturang device ay ang control system nito. Ang pinaka-promising ay ang regulasyon na isinasagawa ayon sa mga pamamaraan ng artipisyalkatalinuhan.

Intelligence sa mga machine na ito ay ibinibigay ng mga application package, programmable logic controllers, modelling tools. Sa produksyon, ang mga robot na pang-industriya ay naka-network, na nagbibigay ng tamang antas ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sistema ng human-machine. Gayundin, ang mga tool ay binuo upang mahulaan ang paggana ng mga naturang device sa hinaharap salamat sa ipinatupad na software simulation, na nagbibigay-daan sa iyong pumili ng pinakamahusay na mga opsyon para sa pagkilos at mga configuration ng koneksyon sa network.

Mga nangungunang kumpanya ng robot sa mundo

Ngayon, ang paggamit ng mga pang-industriyang robot ay ibinibigay ng mga nangungunang kumpanya, kabilang ang Japanese (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), American (KC Robots, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), German (Kuka).

Ano ang sikat sa mga kumpanyang ito sa mundo? Kabilang sa mga asset ng Fanuc ang pinakamabilis na delta robot na M-1iA hanggang sa kasalukuyan (karaniwang ginagamit ang mga naturang machine para sa packaging), ang pinakamalakas sa mga serial robot - M-2000iA, ArcMate welding robot na kinikilala sa buong mundo.

Ang mga robot na pang-industriya na ginawa ng Kuka ay hindi gaanong hinihiling. Ang mga makinang ito ay nagsasagawa ng pagpoproseso, pagwelding, pagpupulong, pag-iimpake, palletizing, paglo-load nang may katumpakang German.

Kahanga-hanga rin ang hanay ng produkto ng Japanese-American company na Motoman (Yaskawa), na tumatakbo sa US market: 175 modelo ng mga robot na pang-industriya, pati na rin ang higit sa 40 pinagsamang solusyon. Ang mga robot na pang-industriya na ginagamit sa produksyon sa US ay kadalasang ginawa ng nangunguna sa industriya na itokumpanya.

Karamihan sa iba pang kumpanyang kinakatawan namin ay pinupuno ang kanilang angkop na lugar sa pamamagitan ng paggawa ng mas makitid na hanay ng mga espesyal na instrumento. Halimbawa, ang Daihen at Panasonic ay gumagawa ng mga welding robot.

Mga paraan ng pagsasaayos ng automated production

Kung pinag-uusapan natin ang organisasyon ng automated na produksyon, sa una ay ipinatupad ang isang mahigpit na linear na prinsipyo. Gayunpaman, sa isang sapat na mataas na bilis ng ikot ng produksyon, mayroon itong isang makabuluhang disbentaha - downtime dahil sa mga pagkabigo. Bilang kahalili, naimbento ang rotary technology. Sa ganoong organisasyon ng produksyon, ang workpiece at ang automated na linya mismo (mga robot) ay gumagalaw sa isang bilog. Ang mga makina sa kasong ito ay maaaring magdoble ng mga pag-andar, at ang mga pagkabigo ay halos hindi kasama. Gayunpaman, sa kasong ito, nawala ang bilis. Ang perpektong organisasyon ng proseso ay isang hybrid ng dalawang nasa itaas. Tinatawag itong rotary conveyor.

Industrial robot bilang elemento ng flexible na awtomatikong produksyon

Ang mga modernong "matalinong" na device ay mabilis na muling na-configure, lubos na produktibo at independiyenteng gumaganap ng trabaho gamit ang kanilang mga kagamitan, mga materyales sa pagpoproseso, at mga workpiece. Depende sa mga detalye ng paggamit, maaari silang gumana pareho sa loob ng balangkas ng isang programa, at sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng kanilang trabaho, ibig sabihin, pagpili ng tama mula sa isang nakapirming bilang ng mga ibinigay na programa.

Ang Industrial robot ay isang constituent element ng flexible automated production (general accepted abbreviation - GAP). Hulikasama rin ang:

• computer-aided design system;
• kumplikado ng awtomatikong kontrol ng mga teknolohikal na kagamitan ng produksyon;
• industrial robotic arm;
• Awtomatikong produksyon na transportasyon;
• loading/unloading at placement device;
• manufacturing process control system;
• awtomatikong kontrol sa produksyon.

Higit pa tungkol sa kasanayan sa paggamit ng mga robot

Ang mga tunay na pang-industriya na aplikasyon ay mga modernong robot. Iba-iba ang kanilang mga uri, at nagbibigay sila ng mataas na produktibidad sa mga madiskarteng mahahalagang lugar ng industriya. Sa partikular, ang modernong ekonomiya ng Aleman ay may malaking utang sa lumalaking potensyal nito sa kanilang aplikasyon. Sa anong mga industriya gumagana ang mga "manggagawang bakal" na ito? Sa paggawa ng metal, gumagana ang mga ito sa halos lahat ng proseso: paghahagis, hinang, forging, pagbibigay ng pinakamataas na antas ng kalidad ng trabaho.

Bilang isang industriya na may matinding kundisyon para sa paggawa ng tao (ibig sabihin ay mataas ang temperatura at polusyon), ang pag-cast ay halos robotized. Ang mga makina mula sa Kuka ay binuo kahit sa mga pandayan.

Ang industriya ng pagkain ay nakatanggap din ng mga kagamitan para sa mga layunin ng produksyon mula sa Kuka. Ang "mga robot ng pagkain" (mga larawan ay ipinakita sa artikulo) sa karamihan ay pinapalitan ang mga tao sa mga lugar na may mga espesyal na kondisyon. Ibinahagi sa paggawa ng mga makina na nagbibigay ng microclimate sa mga pinainit na silid na maytemperatura na hindi hihigit sa 30 degrees Celsius. Ang mga stainless steel robot ay mahusay na nagpoproseso ng karne, nakikilahok sa paggawa ng mga produkto ng pagawaan ng gatas, at, siyempre, nagsasalansan at nag-impake ng mga produkto sa pinakamainam na paraan.

Mahirap i-overestimate ang kontribusyon ng mga naturang device sa industriya ng automotive. Ayon sa mga eksperto, ang pinakamakapangyarihan at produktibong mga makina ngayon ay mga robot na "Cook". Ang mga larawan ng mga naturang device na nagsasagawa ng buong hanay ng mga pagpapatakbo ng auto assembly ay kahanga-hanga. Kasabay nito, talagang oras na para pag-usapan ang tungkol sa awtomatikong produksyon.

Pagproseso ng mga plastik, paggawa ng plastik, paggawa ng mga pinakakumplikadong bahagi mula sa iba't ibang materyales ay ibinibigay ng mga robot sa produksyon sa isang maruming kapaligiran na talagang nakakapinsala sa kalusugan ng tao.

Ang isa pang mahalagang bahagi ng aplikasyon para sa "Cook" aggregates ay woodworking. Bukod dito, ang mga inilarawang device ay nagbibigay ng parehong katuparan ng mga indibidwal na order at ang pagtatatag ng malakihang produksyon sa lahat ng mga yugto - mula sa pangunahing pagproseso at paglalagari hanggang sa paggiling, pagbabarena, paggiling.

Mga Presyo

Sa kasalukuyan, ang mga robot na ginawa nina Kuka at Fanuc ay in demand sa mga merkado ng Russia at CIS. Ang kanilang mga presyo ay mula 25,000 hanggang 800,000 rubles. Ang ganitong kahanga-hangang pagkakaiba ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng iba't ibang mga modelo: karaniwang mababang kapasidad (5-15 kg), espesyal (paglutas ng mga espesyal na gawain), dalubhasa (nagtatrabaho sa isang hindi karaniwang kapaligiran), malaking kapasidad (hanggang sa 4000 tonelada).

Mga Konklusyon

Kailangang kilalanin na ang potensyal ng mga robot na pang-industriya ay hindi pa rin ganap na pinagsamantalahan. Kasabay nito, salamat sa pagsisikap ng mga espesyalista, ginagawang posible ng mga makabagong teknolohiya na ipatupad ang mas mapangahas na mga ideya.

Ang pangangailangang pataasin ang produktibidad ng ekonomiya ng mundo at i-maximize ang bahagi ng intelektwal na paggawa ng tao ay nagsisilbing makapangyarihang mga insentibo para sa pagpapaunlad ng parami nang parami ng mga bagong uri at pagbabago ng mga robot na pang-industriya.