Роботизация производства. Автоматизация и роботизация. Промышленный робот манипулятор.

Автоматизация и роботизация производства – это, не просто наиболее перспективный вектор движения вперёд любого производства, а обязательный вектор на сегодняшний день.

Стоит ли говорить о преимуществах использования роботов в производстве? По-моему, это уже очевидно всем и каждому: повышение скорости, точности, производительности, качества, а также минимизация рисков, трудозатрат и других издержек.

В отличие от человека, робот не устает, работает быстрее, точнее, без остановки и без потери качества. При этом роботу не надо платить зарплату, пенсии, страховки, больничные и т.д. Все это в совокупности колоссально повышает объемы выпуска качественной продукции в единицу времени, и также колоссально повышает экономическую прибыль. Вот почему все так заинтересованы в них!

Промышленного робота можно быстро переналадить на выполнение других задач, тем самым быстро диверсифицировать производство на выпуск другой продукции, молниеносно реагировать на рынок. В наш век, когда товары быстро уходят с рынка и заменяются новыми инновационными товарами, применение роботов приобретает существенный смысл.

Роботы должны и обязаны снижать себестоимость производства, поэтому те компании, которые не примут на вооружение роботов не рискуют, а точно покинут рынок в ближайшее время.

Применение роботов становится не просто средством повышения прибыли, а средством соответствия времени, конкурентоспособности и возможности остаться на рынке. Поэтому это настолько важно!

Несколько лет назад, читал статью «Китай закупает станки с ЧПУ большими партиями», в которой рассказывалось, как целыми поездами и составами станки с ЧПУ прибывали в Китай из Германии и других стран. С тех пор Китай значительно поднял свое производство, и как известно, сам стал производителем станков с ЧПУ. Уже тогда было видно, что они идут по пути автоматизации производства.

Что же сегодня? Сегодня мы наблюдаем, как Китай закупает роботов, причем с каждым годом все больше и больше, прирост составляет примерно 30%. К 2025 году Китай планирует занять лидирующие позиции по автоматизации производства. И если они не остановятся они добьются своего, это вполне реально для их темпов. И как, не трудно догадаться, сегодня Китай уже производит своих роботов, продолжая дальше закупать.

Какие еще страны инвестируют в промышленных роботов? В порядке убывания: Китай, Южная Корея, Япония, США, Германия, Тайвань, Италия, Мексика, Испания, Канада и другие. Россия, к сожалению, пока очень далеко в этом списке, но есть!)

Внедрение промышленных роботов в России пока незначительно в силу экономических факторов, предприятия не могут просто позволить себе такие возможности, хотя с другой стороны понимают все преимущества их внедрения. То есть желание имеется, но эти желания не совпадают с возможностями.

В России преобладающее количество роботов - это сварочные роботы. Так как сварка ответственных механизмов и металлоконструкций, например, для нефтегазовой, металлургической отрасли и других сфер требует высочайшего качества и производительности, ведь здесь от качества сварочных швов напрямую зависит безопасность людей. Поэтому к сварочным швам таких изделий предъявляются самые высокие требования, выполнить которые человеку под силу, но не так легко и быстро. Плюс необходимо иметь высококвалифицированных сварщиков, высоких разрядов и необходимыми допусками к таким видам работ, такие специалисты в дефиците.

Сварочные роботы же по качеству и производительности превосходят человека в разы, что делает их популярными и в России в том числе. Без них реально было бы сложно.

Роботы для обслуживания станков еще не так влияют на качество выпускаемых изделий, а вот сварочные роботы на 100% влияют.

Классификация промышленных роботов стандартизована и регламентируется ГОСТ 25685-83. Кому нужны строгие выдержки – читайте первоисточник. Приводить классификацию здесь не стоит, но кому надо можете посмотреть ее здесь. ГОСТ довольно старый, а ввиду бурного развития робототехники классификация расширяется. Поэтому по этой ссылке будет более расширенная классификация, но тем не менее опорой для нее будет служить именно данный ГОСТ.

В основном востребованы промышленные роботы манипуляторы, имеющие до 6 степеней подвижности, они могут реализовывать любые движения человека и даже более того.

В первую очередь их применение востребовано в автомобильной отрасли, где реализовано конвейерное, массовое производство. Это главный рынок для закупки роботов, в Китае автомобилестроение растет высокими темпами. Но и другие отрасли также возможно и необходимо автоматизировать с помощью роботов.

Еще одним направлением, где роботы максимально востребованы, это опасные производства, где человек не может находиться.

Программирование роботов возможно обучением и другими способами, но здесь остановимся на программировании посредством CAD/CAM-систем. В данных системах создаются управляющие программы (УП), по которым и работают роботы, процесс схож с созданием УП для станков с ЧПУ. Это можно делать удаленно от робота в offline.

Образно программирование заключается в указании точек, по которым должен пройти робот, кроме этого можно задать роботу различные события, например, выждать паузу в некоторой координате и т.д.

Имея кинематическую модель робота, можно осуществить симуляцию его работы, с помощью которой осуществить контроль столкновений робота с другими элементами или самой деталью.

Проверить траекторию робота, обладающего 6-тью степенями подвижности, вручную довольно сложно, тогда как с помощью такой симуляции или визуализации сделать это легче простого.

При столкновении робота с чем-либо во время симуляции эти объекты подсвечиваются цветом, обычно красным, и визуализация останавливается на этом месте, так пропустить момент столкновений невозможно. В таком случае нужно подправить траекторию перемещения органов робота, чтобы устранить все столкновения.

Для каждого робота есть свои настройки при программировании. Например, для покрасочного робота можно задать площадь пятна распыления, количество форсунок, направление форсунок, виды покрасочных движений, осуществляемых роботом и т.д. Точно также, как и с другими роботами, возможно осуществить визуализацию покрасочных работ роботом в виртуальном пространстве.

Так на этапе программирования возможно убедиться в отсутствии столкновений робота, увидеть конечный результат и уже после этого произвести генерацию УП на понятном для робота языке и приступить непосредственно к реальному производству на реальном роботе, не боясь о столкновениях и с уверенностью в достижении нужного результата.

При использовании нескольких роботов необходимо их синхронизировать. Для этого используются различные способы, например, можно задать определенный параметр, который будет запрещать заходить одному из роботов в определенную зону, но как только этот параметр сменит свое значение, робот спокойно осуществит вход в данную зону. Такой подход исключает их столкновение при любых обстоятельствах.

Системы для программирования промышленных роботов

На сегодняшний день существует множество CAD/CAM-систем, позволяющих наиболее просто осуществлять как 3d-моделирование изделий, самих роботов, необходимой оснастки и т.д., так и программирование промышленных роботов.

RobCAD (входит в семейство программных продуктов Tecnomatix, Siemens).
Process Simulate (Tecnomatix, Siemens).
Robot Expert, Tecnomatix (Siemens).
Delmia (Dassault systemes).
RobotMaster на базе MasterCAM (CNC Software, Inc.).
PowerMill Robot (Autodesk).
Robot Works под SolidWorks (Compucraft Ltd.).
CAMWorks.
Tebis .
HyperMILL.
IRBCAM .
ARPP.
V-REP (Coppelia Robotics).
ROBO-PLAN.
Eureka Robot ( Roboris).
ROBOmove (QDesign).
Gibbs CAM.
Act/Weld (для программирования сварочных роботов).
RoboDK (симулятор, может интегрироваться в CAM-системы, например, интегрирован в AlphaCAM).
TopSolid.
VisualCAM.
Sprut-CAM (СПРУТ-Технология).
T-Flex (Топ Системы).
ADEM (группа компания ADEM).

Не всех конечно перечислил, но с основными игроками Вас ознакомил. С каждым годом роботы завоёвывают популярность, поэтому все CAD/CAM-системы подтягивают свои возможности по их программированию. Многие системы среднего уровня интегрируют решения, такие как Eureka Robot, RoboDK и другие в состав своих систем, так появляются возможности программирования роботов.

Применение промышленных роботов

Уход от программирования роботов и программирование, как сервис

Интересное решение предложила компания ABAGY. Она предоставляет роботов в распоряжение предприятий, при этом собственность на роботов оставляет за собой. Когда заводу нужно изготавливать детали, он высылает чертеж или модель изделия в компанию ABAGY, на сервере которой происходит распознавание модели и создание УП. Далее на роботизированную ячейку передается УП, а заводу данные по расположению заготовок, завод приступает к производству.

При этом завод платит только за изготовление изделий, использование роботов, то есть ему не надо закупать роботов, иметь программистов по роботам, обслуживать роботов, модернизировать и т.д. И, если робот не используется, завод вообще ничего не платит. Таким образом процесс программирования роботов полностью исключён.

Процесс проектирования роботов в ABAGY также исключён, она проектируется автоматически. Конечно роботизированная ячейка стандартная и может выполнять сборку и сварку, а не все виды операций. Но это уже детали. Сама идея очень актуальна в плане, что промышленного робота не надо программировать и покупать вообще, т.к. не все предприятия имеют подобную возможность.

Станки робот

Заключение

Стоимость внедрения робота составляет сотни тысяч евро, окупаемость таких инвестиций не у каждого предприятия будет быстрой. Это является главной причиной малых внедрений роботов на многих предприятиях.

Конечно внедрение роботов приводит к сокращениям людей, и некоторые страны это уже ощутили, но здесь главное правильно распределять доходы, полученные от использования роботов, направить их не на обогащение первых лиц, а на переобучение людей, субсидий и т.д. В общем прогресс неизбежен, но люди это главное! И об этом необходимо позаботиться заранее.

На главную Статьи