+7 (499) 322-23-19
Пн–пт 10:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00
Кеймбридж
Корзина пуста
Корзина пуста
+7 (499) 322-23-19
Пн–пт 10:00–19:00, сб-вс 11:00–17:00

Промышленные роботы и выгоды их внедрения на производстве

02 августа 2019
189
Поделитесь в соц. сети:

В статье рассказывается о выгоде автоматизации производства, производителях роботов, а также об основных типах промышленных роботов и примерах их применения в различных отраслях.

Содержание

Перспективы применения

Одна из причин быстро нарастающей автоматизации труда — робототехника становится дешевле. За прошлое десятилетие цена роботов снизилась почти на 30%, на следующие 10 лет прогнозируется уменьшение их стоимости еще на 20—22%. Робототехника не только продолжает развиваться на крупных предприятиях, но и уверенно продвигается в область среднего и малого бизнеса.

Почти все ведущие производители робототехники теперь выпускают роботов-манипуляторов и коллаборативных роботов, предназначенных для МСП, но, что интересно, крупные промышленные компании тоже часто покупают их наряду с традиционными промышленными роботами.

Компании Changying Precision Technology, Mcdonald’s, Vanguard Plastics Corp и FANUC Robotics провели ряд практических исследований. Результаты показали, что:

  • роботы успешно заменяют людей и дешевле обходятся на производстве, чем работники; 
  • каждый может заменить несколько десятков рабочих вместе взятых;
  • за 12-15 лет эксплуатации роботы не только окупают себя, но и увеличивают норму выработки продукции во множество раз.

Расчет конечной выгоды установки и эксплуатации робота из книги: Robotics application in flexible manufacturing systems: prospects and challenges in a developing country Bello S.K.

Финансовые реалии приведены зарубежные, но в общих чертах становится приблизительно понятен порядок сроков окупаемости.

Источник: politsturm.com

Основные преимущества

  • Снижение затрат на рабочую силу;
  • ускорение производственных процессов;
  • повышение точности и уменьшение брака;
  • экономия материала;
  • энергосбережение;
  • пониженная стоимость обработки;
  • совершенствование управления;
  • более низкая стоимость инвентаря;
  • гибкость при переходе на другой проект.

Производители промышленных роботов

Компаний по производству роботов очень много, рассмотрим некоторые из них.

Fanuc

Число установленных по всему миру роботов: 400 000 (данные 2018 года)

На фото: FANUC M900ia-600

Японская компания, специализирующаяся на автоматизации производства и крупнейший производитель промышленных роботов в мире, судя по количеству роботов-манипуляторов, установленных на заводах всего мира.

В прошлом году компания отметила производство своего 500-тысячного промышленного робота и расширяет ассортимент своей продукции, чтобы включать все новые типы роботов.

Ассортимент промышленных роботов FANUC очень велик: дельта-роботы, роботы для покраски, сварки, паллетирования, монтируемые сверху т. д.

Пример применения

Источник: fanuc.eu

Компания Flexlink, создающая автоматизированные конвейерные системы, использует на новой линии для фармацевтических блистерных упаковок дельта-робота FANUC M-1iA в паре с шарнирным роботом LR Mate 200iD. Первый робот выравнивает положение неправильно ориентированных изделий, а также оценивает их качество (некачественное возвращает). Если все в порядке, кладет изделие на промежуточную ленту и выравнивает перед зоной сборки. Далее LR Mate 200iD укладывает изделия в упаковку. Скорость работы 60 штук в минуту.

Видео показывает широкий спектр решений промышленной автоматизации с использованием роботов FANUC: Обслуживание станка, укладка на поддоны (паллетизация), удаление лишнего материала с детали, точечная сварка и пр.

Hanwha

Hanwha HCR-5 cobot

Hanwha является одним из крупнейших конгломератов в Южной Корее. Производство роботов — лишь небольшая часть ее деятельности.

Ее коллаборативный робот  — первый в своем роде в Южной Корее. Коботы —  удачное решение для мелких производителей. Такие роботы стали популярны, потому что ими легче управлять, по сравнению с обычными промышленными, получая при этом те же преимущества. К тому же они дешевле в обслуживании.

Пример применения

HYRobotics HCR-5 подает шоколад.

Видео демонстрирует, как робот забирает обработанные детали у станка ЧПУ.

Kuka

Количество установленных по всему миру роботов: 80 000

KUKA предлагает промышленных роботов в широком диапазоне, с различной грузоподъемностью и охватом. Их используют на самых разных производствах для выполнения операций по сварке, погрузке, паллетированию, упаковке, обработке, сборке и других.

Пример применения

Дуговая сварка с помощью роботов на заводе Gestamp.

Специалисты Gestamp производят рамы лестничного типа для автомобилей  Volkswagen. Завод Gestamp в Билефельде использует полностью автоматическую систему дуговой сварки от KUKA Systems, чтобы обеспечить высочайшее качество, надежность процесса и высокую производительность при минимальной потребности в рабочей силе.

Universal Robots

Количество роботов, установленных по миру: 20 000

Universal Robots — это датский производитель небольших гибких промышленных коллаборативных роботов.

Компания в свое время предложила много нового, а главное — возможность использовать более мелких и недорогих роботов, которых не требовалось отделять от работников-людей. В 2008 году появился первый UR5. В 2012 году был запущен второй робот — UR10. В 2015 году анонсировали UR3.

Фантастический успех Universal, вероятно, отчасти связан с тем, что ее робот был первым коботом в его нынешнем виде — автономным и работающим в сотрудничестве с людьми. Но что еще более важно — это превосходная конструкция, которой подражают другие производители роботов.

Пример применения

Робот UR на заводе Continental работает со станком с ЧПУ.

В 2016 году компания Continental приобрела несколько роботов UR 10 для автоматизации погрузки и разгрузки печатных плат и монтажа компонентов  Время перехода с одного режима обработки на другой сократилось вдвое, по сравнению с ручным трудом.

uFactory

UFactory xArm

UFactory — китайский стартап. Выпустил настольных роботов-манипуляторов для обучения и малого бизнеса, экономичных и интуитивно понятных, среди них uArm Swift Pro — модель для образования и xArm System — линейка коботов для производства.

xArm выпускается в трех версиях: 5-шарнирный xArm 5 Lite, с грузоподъемность до 2 кг, более гибкий 6-шарнирный xArm6 (5 кг) и 7-шарнирный xArm 7, который перемещает груз до 3,5 кг.

Пример применения

Видео демонстрирует использование uArm Swift Pro для 3D-печати.

Применение промышленных роботов в различных отраслях промышленности

В апреле 2019 года International Federation of Robotics предварительно оценила уровень внедрения роботов на 2018 г. по отраслям во всем мире:

Автомобильная промышленность по-прежнему лидирует по внедрению робототехники. Вместе с электротехнической/ электронной отраслью они охватывают примерно 60% рынка. Хотя количество продаж несколько снизилось по сравнению с 2017 годом, что неудивительно — в этих отраслях роботизация началась давно и проводилась бурными темпами — прогноз на будущее весьма положительный.

Нарастают темпы внедрения промышленных роботов в металлургии, химической, пищевой промышленности и др.

Промышленные роботы могут применяться везде, где требуется точность, скорость, где надо выполнять монотонные или опасные для человека операции или работать в агрессивной среде...

Ниже даны всего лишь несколько примеров использования робототехники в различных отраслях.

Автомобильная промышленность

Линия сборки Audi. Источник: fanuc.eu

AUDI Hungary - одна из компаний с крупнейшим оборотом и экспортом в Венгрии,  производит автомобили при поддержке промышленных роботов FANUC

Производство электроники

Робот KR 6 R900 держит плату и паяет. Источник: kuka.com

Компания ALNEA Sp. z.o.o. специализируется производстве тестовых приборов по индивидуальному заказу. Для селективной пайки печатных плат используется робот KUKA KR 6 R900. В результате ALNEA добилась высочайшей точности пайки и снижения времени производственного процесса вдвое.

Видео показывает роботизированную сборку модулей ЦП и памяти на печатной плате.

Пищевая промышленность

На фото: UR коботы упаковывают продукты питания. Источник: universal-robots.com

Atria Scandinavia — шведский производитель вегетарианских продуктов и деликатесов. Каждый день  упаковывается, маркируется и укладывается в штабеля масса продуктов. Процесс оптимизирован: коллаборативные манипуляторы UR 10  готовят к отправке более 200 позиций на каждой производственной линии в час. Срок окупаемости роботов — 1 год.

Сельское хозяйство

Agrobot SW6010. Источник: agrobot.com

Робот — сборщик клубники. На первый взгляд может показаться, что это трактор. Машина использует сенсоры и манипуляторы, чтобы обнаружить спелую клубнику и сорвать ее.

Типы промышленных роботов

Роботы классифицируются по самым разнообразным критериям: по выполняемым операциям, грузоподъемности, управлению, устройству и техническим особенностям. Робототехника развивается так стремительно, что ГОСТы и стандарты за ней не успевают. Часто модели можно отнести не к одной, а к нескольким категориям.

Здесь мы проведем условное деление на основные типы.

Если хотите больше узнать о классификации роботов — следите за обновлениями, скоро у нас появится отдельная статья, подробно раскрывающая эту тему.

Специализированные роботы

Это роботы для выполнения операций определенного типа, чья функциональность определена конструктивно. К ним относятся сварочные роботы, роботы для монтажа компонентов на электронных печатных платах, медицинские роботы и т.д.

Роботы для паллетирования

Их задача укладывать изделия в паллеты по заданной программой схеме и выполнять погрузочно-разгрузочные работы.

Источник: fanucamerica.com

Роботы fanuc серии M410 предназначены для работы со средними и тяжелыми грузами (до 700 кг)

Роботы для сварки

Источник: www.fanucamerica.com

Роботы серии FANUC Arc Mate могут выполнять дуговую и лазерную сварку, а также паять.

Роботы для покраски

Два робота FANUC Paint в процессе окраски. Источник: nordrobotics.lt

Оснащенные распыляющими устройствами роботы успешно применяются для нанесения лакокрасочных покрытий в производствах разных направлений — от создания потребительских товаров, до тяжелого машиностроения.

Роботы-манипуляторы

Традиционные

Источник: sealing-system.dk/

Традиционные промышленные роботы-манипуляторы представляют собой робо-руку на сервоприводах с большим количеством степеней свободы, движения которой ограничены обычно ее размерами и тем, куда может дотянуться закрепленный на ней инструмент. Такого типа роботы могут поворачиваться вокруг основания и выдвигать инструмент под разными углами, совершая движения со сложной траекторией.

Полезны при выполнении множества различных операций — применение ограничено лишь наличием инструментов, которые можно интегрировать в конструкцию.

Это могут быть захваты или пневматические присоски — служат для перемещения предметов, погрузки и паллетирования; аппараты для сварки или 3D-печати, распылители краски и многое другое.

Робот KUKA KR AGILUS делает болты с нарезкой и проверяет результат. Источник: kuka.com

Дельта-роботы

Источник: coro.etsmtl.ca

Часто выполняют фасовочные и монтажные работы на конвейерах роботы, основанные на дельтообразной механике. Роботы такого типа конструктивно устроены так, что совершают движения очень точно и быстро. Такая конфигурация широко применяется в пищевой, фармацевтической и электронной промышленности — они раскладывают электронные компоненты по печатным платам для последующей пайке, наполняют упаковки мелкими деталями и производят другие операции, при которых нужна не только точность, но и скорость.

На фото: Дельта-роботы FANUC M-2iAs пакуют бельгийские вафли. Источник: fanuc.eu

Роботы типа SCARA

Источник: hannovermesse.de

Основанные на кинематической схеме SCARA, эти роботы имеют отличную точность и повторяемость — выше, чем у традиционных манипуляторов рычажного типа и дельта-роботов — но, как правило, меньше степеней свободы и намного меньшую область работы, что обусловлено конструктивными особенностями.

На фото: OMRON i4 SCARA, fa.omron.co.jp

Применяются там, где важна точность и нет необходимости в большой области доступа — для комплектации изделий деталями, контроля качества, захвата и перемещения комплектующих.

На фото: Робот Epson Scara очень быстро сортирует мячи для гольфа.

Роботы для обслуживания станков

Фото: fanuc.eu

Роботы могут обслуживать один станок или несколько сразу. Некоторые модели подходят для того, чтобы монтироваться сверху: они крепятся на рельс, под прямым  углом к стене, или на линейную ось, к потолку. Это удобно, когда производственная площадь ограничена. По направляющим роботы могут перемещаться от станка к станку. Это могут быть роботы с разным устройством, в зависимости от рациональности применения того или иного механизма на данном участке производства.

Робот UR работает с токарным станком с ЧПУ, источник: CNC Programmer

Применяются для загрузки материала в станки с ЧПУ, выемки готовых деталей, технического обслуживания станков — смазки, замены режущего инструмента или печатающих головок.

Промышленный робот обслуживает станок с ЧПУ. Источник: cnc-machine-tools.com

Коллаборативные роботы

Источник: robots.com

Коллаборативные роботы — коботы — работают в непосредственной близости от человека и вместе с ним. Их система обратной связи, построенная на различных сенсорах и специальных алгоритмах работы, позволяет избежать столкновения движущихся частей робота с человеком и другими посторонними объектами, не предусмотренными программой работы.

Изначально коботами назывались компактные роботы-помощники, как на фото выше, но сейчас к ним можно отнести всех роботов, способных на тесное сотрудничество с человеком без опасности для него.

Подробнее и больше о коллаборативных роботах узнайте из нашей недавней статьи «Коллаборативный робот: что это такое — определение и применение».

Заключение

Сегодня робототехника используется шире, чем когда-либо, производителям все чаще приходится использовать автоматизацию, чтобы оставаться конкурентоспособными.

Применение роботов на производстве рентабельно для компании практически любого размера — оно обычно повышает не только производительность, но и качество продукции, а также улучшает условия труда для живых сотрудников.

Всем, кто хочет автоматизировать свое производство, специалисты Top 3D Shop помогут выбрать наиболее подходящие устройства из широкого ассортимента промышленных роботов. Обращайтесь!

3 голоса, в среднем: 5 из 5
Эта информация оказалась полезной?

Да Нет


Читайте также
26 июля 2019 581
Робототехника в строительстве
Применение роботов в строительстве.
Читать далее
19 июля 2019 529
Коллаборативный робот: что это такое — определение и применение
Рассказываем о коботах и том, какую пользу они приносят и где применяются.
Читать далее
02 августа 2019 451
Классификация станков с ЧПУ, их виды и возможности
Обзор разновидностей станков с ЧПУ.
Читать далее
09 августа 2019 230
Как выбрать станок с ЧПУ, характеристики и назначение
Рассказываем о критериях выбора станка с ЧПУ.
Читать далее
16 августа 2019 126
Роботы-манипуляторы, что они могут и где применяются
Виды, возможности и применение роботов-манипуляторов.
Читать далее
Технопарк «Калибр», Годовикова, 9, строение 16, офис 1.2 Москва, Россия +7 (499) 322-23-19