Застосування роботів у промисловому виробництві
Зміст:
- Введення
- Автоматизовані лінії виробництва
- Універсальні роботи-маніпулятори
- Роботи-зварювальники
- Роботи-збирачі
- Роботи-різьбярі
- Роботи-малярі
- Згинальні роботи
- Роботи-вантажники
- Роботи-пакувальники
- Роботы-сортировщики
- Роботи для роботи з небезпечними речовинами
- Програмне забезпечення для промислової автоматики
- Висновок
Економіка багатьох країн розвивається в першу чергу за рахунок промисловості. Промислові підприємства, такі як металургійні комбінати, машинобудівні заводи, нафтопереробні концерни і фабрики легкої промисловості приносять щорічно більше 40 % прибутковості держав. І оскільки більшість індустріальних підприємств нашої країни приватизована, йдеться про дуже прибутковий бізнес.
У промисловому бізнесі якість і продуктивність - це візитна картка при роботі з постачальниками і клієнтами. Чим вище вимоги до якості продукції, що випускається, тим актуальніше стає впровадження сучасних технологій.
Підприємства впроваджують роботизовані системи у виробництво в першу чергу для збільшення прибутку за рахунок скорочення робочої сили. У Японії, Китаї і США майже усі промислові заводи оснащені "за останнім словом техніки". На них працює мінімум працівників, що забезпечує низьку собівартість продукції, що випускається. У Росії і Україні застосування роботизованих пристроїв доки обмежене. Застаріле устаткування на підприємствах призводить до зниження ефективності і кількості виробництва. І до того ж завдає шкоди довкіллю. Для збільшення виробництва і якості продукції, компаніям необхідно потурбується про оновлення устаткування.
У наш час автоматизовані пристрої для роботи на заводах представлені в широкому асортименті. Роботи успішно використовуються в металургії, машинобудуванні, легкій і харчовій промисловості. Вони здатні замінити людину у важких і небезпечних умовах праці. Надають швидкість, точність, якість, а також високу окупність. Це досяжно шляхом того, що роботам не треба платити зарплату, оплачувати відпустку і забезпечувати соцпакетом.
Ми пропонуємо вам дізнатися корисну інформацію про автоматизовані системи і промислових роботів, а також про вигідне застосування цих пристроїв на промислових підприємствах.
Автоматизовані лінії виробництва
Підприємства масового і дрібносерійного виробництва потребують встановлення автоматизованих ліній виробництва. Ці механізми є машинами безперервного режиму роботи у вигляді взаємозв'язаних верстатів. Автоматичні лінії робляться у багатьох країнах світу, у тому числі в Росії і Україні і поставляються за ціною від $10 000. Сучасні вітчизняні виробничі лінії заводів Дніпропетровська, Донецька і Запоріжжя служать на комплексно-автоматизованих цехах по виготовленню різної продукції, включаючи функції обробки, контролю і складання.
Механізми управляються комп'ютером і дозволяють здійснювати обробку деталей за динамічною технологією. Відповідно до вимоги оптимального завантаження верстатів частково змінюється порядок і маршрут обробки деталей. Комп'ютер планує запуск і випуск деталей, виконує планові, диспетчерські розрахунки і розраховує режими обробки відповідно до обраного алгоритму.
До виробничих ліній відносяться автоматичні машини безперервного литва заготівель(МНЛЗ). Сучасні машини безперервного литва заготівель є цілим комплексом складного устаткування : механічного, гідравлічного, систем охолодження і мастила, а також електроприводів з автоматизованою системою управління технологічним процесом. Установка цього пристрою забезпечує значне скорочення втрати металу, поліпшення умов праці, постійність умов виробництва і підвищення продуктивності комбінату.
Мартенівські печі і кисневі конвертери вже давно не актуальні при виробництві сталі на металургійних комбінатах. Серйозні капітальні вкладення на впровадження новітніх технологій(печі-ковши, електропечі, електрометалургійні міні-заводи і безперервне литво стали) на заводах України і Росії, гарантуватимуть продуктивність в 1 млн. 320 тис. тонн високоякісної сталевої заготівлі в рік.
Універсальні роботи-маніпулятори
Маніпулятори на заводах використовуються вже з середини 20-го століття. Ці пристрої є автоматизованим механізмом, обладнаним спеціальним відмітним інструментом - так званою "рукою" маніпулятора. Ця "рука" і служить основним діючим органом в різних цілях. Якщо це робот для зварювання, рука-маніпулятор виконує зварювальні операції, якщо робот-укладальник, рука служить для укладання і упаковки продукції. Природно, принцип дії маніпулятора залежить від його програмування і оснащення.
Різноманітність роботів-маніпуляторів нестримно набирає оберти. На сьогодні існує 30 видів маніпуляторів. Компанії-виробники промислової робототехники представляють свої винаходи, починаючи від універсальних маніпуляторів до формувальників готової продукції. Ці пристрої набагато доступніші, ніж здається, і сьогодні навіть середньостатистичне підприємство в рік може дозволити прибрести собі пару подібних механізмів за ціною в середньому 2500 доларів за штуку.
Розпочніть з універсальних роботів-маніпуляторів. Універсальні промислові роботи - це високотехнологічні пристрої, що служать для вирішення завдань, пов'язаних з автоматизацією виробництва. Застосовуються в основному в машинобудуванні і металургії для зварювання, різання, обслуговування верстатів, фарбування, поліровки, наплавлення, механічної обробки, розподілу клею і наповнювачів, плазмового напилення, переміщення вантажів і паллетирования.
Компанії ABB, Kawasaki і FANUC поставляють універсальних промислових роботів за ціною від 2000 до 4000 доларів залежно від функціональності пристрою. Ці апарати здатні збільшити швидкість і якість обробки деталей, але основними недоліками цих пристроїв є неповноцінна взаємодія усіх компонентів і неможливість проведення якнайточніших операцій.
На сучасних машинобудівних і металургійних заводах широкого застосування набувають "вузькоспеціальні" роботи-маніпулятори. Найпоширенішими є роботи для зварювання. Виробництва, що виготовляють обмежену кількість продукції, можуть отримати вигоду з впровадження автоматизації систем зварювання. Цей процес дозволяє скоротити кількість кваліфікованих зварювальників, оскільки робот працює в 8 разів ефективніше за людину.
Роботи-зварювальники
Зварювальні маніпулятори є комплексом передових технологій і комплектуючих деталей, запрограмованих на виконання дугового і точкового зварювання об'єктів. Маніпулятори служать для зварювання місткостей, кранів, балок і цистерн. Пристрої роблять зварювання стикових і кутових швів, зварювання прямолінійних і кільцевих швів і інші роботи, що вимагають крайньої точності. Переваги автоматизованого зварювання очевидні: маніпулятори забезпечують високу якість зварювання і ідентичність готової продукції; знижують брак при обробці деталей; збільшують швидкість виробництва. Впровадження зварювальних роботів у виробництво дозволяє підприємствам скоротити час виготовлення продукції, включаючи збір в зварювальному кондукторові і процес зварювання з 30 до 7 хвилин.
При виборі постачальників зварювального устаткування варто брати до уваги, які компанії виробники можуть дати гарантії якості своїх пристроїв. Найкваліфікованішими фахівцями в області автоматизованого зварювання є компанії KUKA і Kawasaki. Вони поставляють маніпулятори для зварювання за ціною в середньому $2300 і по відгуках промисловців, які вже впровадили роботів цих компаній, пристрої дійсно надійні, ефективні і легкі в експлуатації.
Роботи-збирачі
Далі розглянемо маніпулятори для автоматичного складання деталей. Як показують економічні дослідження Московського державного університету, до 25% усього виробничого часу йде на складальні операції. Складальні роботи-маніпулятори в основному є 6-ти осьові пристрої з 6-тьма мірами свободи, які наводяться в дію за рахунок системи сервоприводів.
Складальні роботи компаній iRobot і MOTOMAN є одними з кращих механізмів для автоматизованого складання. Вони доступні на ринку промислової автоматики за ціною в середньому від 2000 доларів. Роботи пропонують високоякісне складання продукції, піднімаючи продуктивність праці на 10-20% і знижуючи брак на 30-40%. Найбільший ефект від використання складальних роботів досягається при повній автоматизації усієї лінії виробництва.
Роботи-різьбярі
Підприємства металургійної промисловості також частенько використовують маніпулятори для різання металу - самостійні антропоморфні механізми. Сучасні роботи для різання випускаються з системою відстежування поточного положення заготівлі. По конструкції маніпулятор для різання металу - один з найскладніших механізмів. Важливим елементом робота є датчик контакту голівки інструменту з металевою поверхнею. Бортовий комп'ютер забезпечує точність позиціонування до 0,05 мм, чого вистачає для обробки навіть невеликих деталей, а так само заготівель, що вимагають особливо точного різання. При виборі цих пристроїв, варто врахувати, що маніпулятор повинен мати велику міру рухливості, що обумовлює наявність великої кількості осей і приводів. Такі машини можуть запропонувати компанії Daihen і Kawasaki вартістю по ~ $1300 за шт. Разом з невисокою вартістю ці пристрої забезпечують стабільне і точне виконання різання металу.
Роботи-малярі
Важливим елементом машинобудівних підприємств є устаткування забарвлення. Робототехника встигла добитися істотних досягнень в області цих пристроїв. Наприклад, компанії Adept і Triton поставляють роботів-маніпуляторів для забарвлення за ціною від 2500 доларів. Ці машини оснащені спеціальними пульверизаторами для забарвлення деталей і мають підвищену гнучкість для захисту шлангів при подання в робочу зону фарбувальної речовини від механічних дій, скручування і зламу, забруднення і запилювання, що просто неможливо для виконання людьми вручну.
Згинальні роботи
Новаторством на підприємствах важкої промисловості є застосування згинальних роботів. Робот для гнучкі - це простий автоматизований верстат, як правило, з гідравлічним або електричним приводом. Як захоплююче пристосування пристрою може використовуватися як звичайний маніпулятор, так і пневматичні присоски. Основним постачальником згинальних маніпуляторів є компанія ROBOMAC, яка надає сучасні пристрої за ціною $3165. Пристрої здатні здійснювати завантаження об'єкту в згинальну голівку, подання, поворот об'єкту і вивантаження після гнучкі. Як правило, результатом стає гнучка система, що не вимагає ніяких додаткових пристроїв для роботи.
Роботи-вантажники
У важкій і легкій промисловості не обійтися без вантажопідйомних засобів. Компанії ABB, KUKA, FANUC і Epson надають рішення в області підйому важких вантажів вагою більше тонни і транспортування їх від комбінату до складу. Щонайпотужніші системи виконують приймання і відправку вантажу з неймовірною швидкістю і ефективністю. Вартість цих "підйомників" залежить від кількості і швидкості підйому вантажу і коливається між 1900 і 4000 доларів США.
Роботи-пакувальники
Необхідність в скороченні часу внутрішньовиробничої логістики, шкідливе для здоров'я середовище, важка людська праця викликає потребу в автоматизації процесів паллетирования. Швидкість і точність роботи роботов-паллетайзеров, незрівняні з людською працею, а ефективність і універсальність значно вищі, ніж у стандартної машини для паллетирования. Вартість цих роботів досить висока. Приміром, орендувати на чотири місяці паллетайзер від OKURA варто $80 000.
Підприємства легкої і харчової промисловості зацікавлені в швидкій і якісній упаковці продукції з конвеєра. Компанії KOMATEC, Packmore і Epson пропонують вигідні рішення для автоматизованої упаковки готових виробів. Машини оснащені гнучкою рукою-маніпулятором, яка дозволяє їм із спритністю і обережністю упаковувати навіть найкрихкіші предмети, не розбиваючи їх у відмінності від людей-пакувальників. Приміром, робот-пакувальник від KOMATEC за ціною $3700, діє таким чином: переглядає рух конвеєра, визначивши виріб, отримує сигнал на електронний блок управління, а той, у свою чергу, подає команду механічній руці узяти виріб. Як бачимо, усі рухи робота здійснюються за програмою. Це сприяє якісному і швидкому процесу упаковки об'єктів.
Роботы-сортировщики
Далі розглянемо подібних робоупаковщикам манипуляторов-сортировщиков. Ці пристрої також оснащені робочим інструментом і рядом датчиків визначення продукції для точного її сортування. До основних виробників "сортировщиков" відносяться MOTOMAN і LEGO. Придбати їх пристрої стало як ніколи вигідно - від 2800 доларів. Варто відмітити, що різноманітність маніпуляторів не обмежується вищепереліченими пристроями. Компанії-виробники активно займаються розробкою і впровадженням роботизованих систем для наплавлення, формування, поліровки і механічної обробки продукції, які з кожним днем стають все доступніше для промислових підприємств.
Роботи для роботи з небезпечними речовинами
Якщо ви є власником хімічного заводу або нафтопереробного підприємства, вам слід потурбуватися про фільтрацію робочого приміщення. Сучасні облаштування фільтрації є різними газо- і пылеулавливатели, а також апарати для роботи з радіоактивними речовинами. Газоуловлювачі особливо добре представлені в асортименті компанії Бліц за ціною 700 доларів.
Робота з радіоактивними речовинами украй небезпечна для людини, тому учені активно працюють над розробкою роботів для служби на хімічних підприємствах. Газо- і пылеулавливатели використовуються для утилізації небезпечних для здоров'я людини речовин, газів і пилу і сприяють очищенню повітря. Установка одного такого пристрою, наприклад пылеулавливателя компанії Torit, коштує близько 3200 доларів. На великому підприємстві досить встановити по одному пылеулавливателю в кожному цеху, і чисте повітря і безпечне середовище праці гарантовані.
Нафтопереробні підприємства частенько потребують якісної перевірки трубопроводів на корозію. Ця перевірка дуже важлива, оскільки через несправність труб небезпечні отруйні речовини можуть потрапляти в довкілля і завдавати згубної на неї шкоди. Перевірка трубопроводів зсередини людьми можлива, але краще перекласти цей процес на роботів. Для перевірки трубопроводів на корозію служить "крихітний робопатруль". Лабораторії і компанії робототехники, приміром, SoCalGas, займаються розробкою мініатюрних роботів, оснащених камерами і датчиками, які самостійно переміщаються по трубах і передають відеозйомку в режимі реального часу. На даний момент доки невідомо, коли роботи будуть доступні для продажу і за якою ціною, але дослідники запевняють, що вартість цих дивовижних пристроїв не буде захмарною.
Програмне забезпечення для промислової автоматики
Програмне забезпечення, як правило, для промислових роботів пишеться з нуля і розробляється окремо для кожного робота. Принцип дії робота залежить від його запрограмованого інтелекту. Провідні виробники промислової робототехники KUKA, FANUC, MOTOMAN і АВВ приділяють цьому питанню особливу увагу і вкладають пристойні кошти в розробку програмного забезпечення для своїх пристроїв.
Високоінтелектуальні роботи здатні виконувати усі свої рухи відповідно до маніпуляційної операції, що вимагається. При цьому в пам'ять облаштування управління записується програма з необхідними координатами і технологічною інформацією. Відмітними особливостями промислових машин, наділених високими інтелектуальними здібностями, являються:
- відсутність електроприводу
- висока точність позиціонування деталі за рахунок розташування органів управління
- самостійно обслуговувані механізми і деталі.
Забезпечені незалежними приводами і високоефективними механізмами, інтелектуальні роботи є найкращим вибором для ведення будь-яких точних машинобудівних робіт, підходять для підйому вантажів, а також застосовуються в авто- і залізничному транспорті.
На даний момент повністю автоматизовані, наділені штучним інтелектом машини - дороге задоволення. Приміром, компанія MOTOMAN здає свої високоінтелектуальні маніпулятори в оренду на місяць за 280 000 доларів.
Висновок
Таким чином, ми бачимо, як нестримно роботи розвиваються в промисловій сфері. Передові технології все більше звільняють людину від виконання складної і рутинної роботи. Впровадження робототехники на заводах здатне економити енергоресурси, понизити рівень забруднення довкілля, зменшити витрати на робочу силу і збільшити ефективність виробничого процесу. Використання роботизованих технологій надає підприємствам унікальну можливість здійснити еволюційний стрибок і відірватися від конкурентів. Адже окупність витрат на роботів вже доведена на практиці. Так що, потурбуйтеся про своє майбутнє і про майбутнє своєї країни вже зараз.
