Industriële robots en de voordelen van hun implementatie in de productie, het belang van robotica

De wereld wordt steeds digitaler en progressiever. Dit kan bijvoorbeeld worden beoordeeld aan de hand van het feit dat het aantal robots dat in de industrie over de hele wereld is geïnstalleerd, de afgelopen tien jaar meer dan is verdrievoudigd.

Robotica is een nieuwe tool voor complexe mechanisatie en automatisering van productie, technologie van de nieuwste generaties, die de hoogste efficiëntie oplevert.

Robotica is een nieuwe complexe wetenschappelijke en technische richting, inclusief ontwikkeling, creatie en gebruik manipulatoren, robots en robotachtige technologische complexen, evenals de daarmee verband houdende organisatorische, sociaal-economische en psychologische aspecten die een nieuwe wetenschappelijke benadering vereisen. Het werkt met succes op verschillende gebieden en bewijst geleidelijk zijn voordelen.

Robotautomatisering voor productiviteit, flexibiliteit en veiligheid

Het idee om menselijke arbeid te vervangen door machines is al sinds de oudheid bekend.De industriële robot is een volgende stap in de ontwikkeling van flexibele automatisering om de productie te optimaliseren, met de mogelijkheid om niet alleen continu dezelfde bewerkingen met gegarandeerde nauwkeurigheid te herhalen, maar ook met de mogelijkheid van eenvoudige herprogrammering in geval van een wijziging in het productieprogramma van de gebruiker .

Het concept begint met eenvoudige werkstations, waar de robot is uitgerust met een positioner om lichamen te plaatsen en onderdelen in twee of meer stations te plaatsen, tot aan de gehele gerobotiseerde productielijn, waar de functie van lichamen, inclusief het laden en lossen van onderdelen, wordt bestuurd door robots.

Belangrijke helpers in de wereld van moderne automatisering zijn tegenwoordig veelgebruikte hulpsystemen zoals beeldvormingssystemen of camera's waarmee robots grote onderdelen kunnen verwijderen en manipuleren.

De betrouwbaarheid van robots, hun software, hoge prestaties en bedieningsgemak zijn echter essentiële voorwaarden voor het goed functioneren van deze apparaten en systemen.

Het niveau en de methoden van productieautomatisering hangen sterk af van het type en de schaal, en als bij massaproductie en grootschalige productie het gebruik van automatische lijnen het meest gerechtvaardigd is, dan bij middelgrote series en kleine series en enkelvoudige productie complexe automatisering mogelijk gemaakt door de komst van computers, CNC-machines en industriële robots.

Op de basis technologische apparatuur met digitale besturing en assembleer industriële robots, multi-productlijnen, secties, werkplaatsen die flexibele geautomatiseerde productie worden genoemd.

Het belangrijkste principe voor het bouwen van dergelijke flexibele productiefaciliteiten is modulariteit.Agile productieautomatisering is geëvolueerd van eenvoudig naar complex — oorspronkelijk ontworpen en geïmplementeerd flexibele productiemodules (PMM), zijn gebouwd op hun basis flexibele productiecomplexen (HPC) en tenslotte flexibele geautomatiseerde productie (HAP).

Robots van de nieuwe generatie zijn eenvoudiger te installeren en te programmeren en kunnen tegelijkertijd gemakkelijker met elkaar communiceren

Hun verdere ontwikkeling is de creatie van bijna verlaten automatische productie, waarbij flexibele geautomatiseerde productie wordt aangevuld met computergestuurde productie van gefabriceerde producten (CAD) en technologische voorbereiding van hun productie, planning en verzendingscontrole (ACS).

De belangrijkste structurele eenheid van flexibele productiemodules van elke complexiteit zijn robottechnologiecomplexen (RTC), die kan worden gevormd op basis van één industriële robot die individueel of collectief onderhoud uitvoert aan aangesloten apparatuur of een volledige productverwerkingscyclus (bijvoorbeeld lassen), of op basis van meerdere industriële robots die onderling verbonden bewerkingen uitvoeren.

Door de veelzijdigheid van de meeste industriële robots kunnen ze op grote schaal worden gebruikt als onderdeel van technologische robotcomplexen voor verschillende soorten productie.

Vooruitgang in robottechnologie zorgt voor een groeiend gebruik van robots

De intensieve adoptie van industriële robotica nu en in de toekomst heeft een aantal redenen.

Allereerst de creatie en wijdverbreide introductie van industriële robots en manipulatoren, die het mogelijk maken om verschillende technologische processen en operaties te intensiveren, om het gebruik van handmatige laaggeschoolde en eentonige arbeid uit te sluiten, vooral in moeilijke, gevaarlijke en schadelijke omstandigheden voor mensen .

In de komende jaren moet de industrie zorgen voor een aanzienlijke toename van de productie door de introductie van nieuwe soorten apparatuur en vooruitstrevende technologieën. Hoewel het aandeel van handenarbeid in de industrie is afgenomen, zijn er nog steeds een miljoen mensen in de wereld die handarbeid verrichten.

Talrijke onderzoeken naar arbeidsomstandigheden tonen aan dat ongeveer 30% van de werknemers hinder ondervindt van lawaai, 30% moet werken volgens een strikt gereguleerd regime, 25% wordt blootgesteld aan vocht, hitte of kou, 20% werkt in fysiek oncomfortabele posities of onder rook- en dampomstandigheden. 20% moet grote fysieke inspanningen leveren en 15% werkt 's nachts.

Deze stressoren werken vaak in combinatie; daarom wordt ongeveer 40% van de werknemers gelijktijdig beïnvloed door twee en ongeveer 25% door drie of meer factoren. Dienovereenkomstig zorgt de introductie van robotica voor een aanzienlijke vermindering van het aandeel handmatig, zwaar, schadelijk en vervelend werk. (sociale factor).

Industriële robots kunnen taken uitvoeren die voorheen alleen door mensen konden worden uitgevoerd

Bovendien is de aard van de productie veranderd: ongeveer 80% van de producten wordt in kleine series geproduceerd. Daarom wordt productieautomatisering een van de essentiële hefbomen voor het verhogen van de arbeidsproductiviteit in kleinschalige productie. (economische factor).

Met robotica kunt u de problemen van arbeid in twee- en drieploegendienst oplossen, de belastingsfactor van de apparatuur en het ritme van het werk verhogen, de kwaliteit van producten verbeteren en hun kosten verlagen, voornamelijk bij kleinschalige productie.

Het creëert de voorwaarden om naar een kwalitatief nieuw niveau te gaan: het creëren van flexibele geautomatiseerde productiesystemen die snelle herconfiguratie mogelijk maken om bewerkingen uit te voeren met verschillende volgorden en aard van acties en werken met minimale menselijke betrokkenheid.

Er is een nog grotere toenadering tussen mens en machine: ze werken steeds vaker hand in hand en zonder beschermend hek.

De belangrijkste technische kenmerken van industriële robots worden bepaald door het toepassingsgebied en de productieomstandigheden waarvoor ze bedoeld zijn.

Beschrijving en kenmerken van moderne industriële robots staan ​​in de artikelen: Industriële robots in moderne productie En Classificatie van industriële robots

Studies tonen aan dat een industriële robot bij gebruik in bepaalde bewerkingen, afhankelijk van de ploegendienst, 1-3 werknemers vervangt, de arbeidsproductiviteit met 60-80% verhoogt en de voorbereidingskosten van de productie met 45-50% verlaagt.

Bij gebruik in groepen neemt de efficiëntie van industriële robots sterk toe: de productiviteit neemt minstens 3 tot 5 keer toe, en in sommige gevallen 8 tot 10 keer, kapitaalinvesteringen en onderhoudskosten worden relatief verlaagd, de intensiteit en het ritme van de productie wordt verschoven , verhoging van de productkwaliteit, het aantal uitval wordt verminderd.

De auto-industrie loopt voorop: het gebruik van intelligente productieoplossingen en industriële robots in plaats van de assemblagelijnen die de traditionele productie al meer dan 100 jaar domineren.

Onder de gebieden van het verminderen van handmatige en zware fysieke arbeid wordt naast robots ook een belangrijke plaats toegewezen aan de eenvoudigste apparaten — manipulatorenals een middel voor complexe mechanisatie van de productie.

In de productie, waar het niet nodig is om een ​​persoon te beschermen tegen de omgeving en het veelvuldig laden en lossen van apparatuur, zijn commandogestuurde manipulatoren wijdverbreid geworden, gekenmerkt door het feit dat de menselijke operator achtereenvolgens de aandrijvingen van elke schakel afzonderlijk inschakelt.

Dergelijke robotmanipulatoren zijn het eenvoudigst qua ontwerp, relatief goedkoop, en het gebruik ervan leidt niet tot een verandering in het technologische proces, omdat ze gemakkelijk in de bestaande technologie passen. Veelzijdigheid, lage kosten en hoge efficiëntie bij het laden en lossen zijn hun onderscheidende kwaliteiten.

Moderne robotmanipulatoren bieden nieuwe kansen in de wereld van werk

Veel soorten werkzaamheden, met name mechanische montage, constructie en afwerking, hijsen en transporteren, opslag en reparatie kunnen in de nabije toekomst uitsluitend met behulp van manipulatoren worden gemechaniseerd.

Volgens berekeningen zal het voldoen aan de industriële behoeften van robotmanipulatoren het aantal handarbeiders in meer dan 30 beroepen verminderen: slotenmakers met 4%, reparateurs met 3, inpakkers met 5, magazijniers met 2,5, transporteurs met 3 en laders - met 5 %

Als gevolg van netwerkinnovatie verschijnen er steeds meer robots in productiesectoren die automatisering pas recentelijk hebben ontdekt. Voorbeelden hiervan zijn de voedingsmiddelenindustrie, de textielindustrie, de houtverwerkende industrie en de kunststofindustrie.

Tot voor kort ging het gebruik van standaardtypes industriële robots gepaard met een aantal veiligheids- en ongevalpreventiemaatregelen. In dit opzicht is een nieuw type robots (collaborative robots), ook wel "cobots" genoemd, een volledig revolutionaire oplossing.

Onderzoek en ontwikkeling van collaboratieve robots hebben zich vanaf het begin gericht op veiligheid en tegelijkertijd op de mogelijkheid van integratie ervan in werklijnen met menselijke operators.

Zelfs in het laatste decennium stonden industriële robots op het spel. Maar toen bleek samenwerkende robots… De essentie van de term "samenwerking" betekent dat hij kan samenwerken met mensen.

Hoe zou dit eruit kunnen zien en waarom is het niet gevaarlijk? Het ontwerp van de robot is zodanig dat hij een beperkt vermogen en output heeft, inclusief een functie die de robot onmiddellijk stopt wanneer er een botsing wordt gedetecteerd, wat op verschillende manieren kan worden gedaan. In veel toepassingen kan deze robot zonder veiligheidsbescherming worden gebruikt.

Vandaag kunnen robotfabrikanten hun klanten een type robot aanbieden dat qua eigenschappen voldoet aan de strengste eisen en tegelijkertijd een aantal andere voordelen heeft die kunnen worden benadrukt:

• Gelijktijdige bediening met een menselijke operator,
• ruimtebesparend,
• eenvoudige installatie,
• hoge performantie,
• nauwkeurigheid,
• betrouwbaarheid.

Collaboratieve robots zijn nog nieuw. De mogelijkheden van hun toepassing zijn nog niet volledig onthuld.Momenteel worden cobots het meest gebruikt in de elektronica-industrie, maar hun mogelijkheden zijn ook met succes toegepast in andere industrieën. Dankzij hun flexibiliteit en gebruiksgemak zullen ze ook hun plaats vinden in de logistieke en dienstverlenende sector. Ons onderzoek toont aan dat deze niet-productiegebieden tegen 2024 goed zullen zijn voor 21,3% van de verkoop van cobots. Onze vriendelijke kleine cobots hebben het potentieel om aanzienlijk te groeien in vergelijking met andere soorten robots!

— Jan Zhang, CEO van Interact Analyse

Als een arbeider vele uren per dag een repetitieve taak uitvoert, is het vaak relatief eenvoudig om een ​​collaboratieve robot in relatief korte tijd te vervangen, dankzij een eenvoudige programmering en configuratie en zonder alle veiligheidsmaatregelen die nodig zijn voor traditionele industriële robots.

Om dezelfde redenen is de collaboratieve robot ook veel betaalbaarder (niet alleen de kosten van de robot zijn lager, maar ook de installatiekosten doordat er minder tijd nodig is om de robotcelapparatuur te onderhouden en te configureren) en daarom is het gemakkelijker te rechtvaardigen financieel.

De beste voorbeelden van succesvolle implementatie van dergelijke robots zijn in productiefaciliteiten waar verschillende stations hetzelfde soort processen uitvoeren, bijvoorbeeld technologische processen met meerdere CNC-machines.

Op dit moment moet de creatie en implementatie van robotica worden erkend als een van de prioritaire gebieden van industriële ontwikkeling.

Meer dan duizend bedrijven houden zich bezig met de ontwikkeling en productie van industriële robots. Alle grote bedrijven beginnen te investeren in industriële robots.Er ontstaan ​​nieuwe bedrijven die gespecialiseerd zijn in deze producten, evenals tussenbedrijven voor de introductie van industriële robots.

In alle ontwikkelde landen zijn nationale verenigingen voor industriële robotica opgericht en in sommige landen is het werk op dit gebied verheven tot de rang van een staatsprogramma.

In Rusland werd de National Association of Robotics Market Participants (NAURR) opgericht, met als doel de roboticamarkt te ontwikkelen, internationale betrekkingen uit te breiden en robotica populair te maken.