Перспективы использования промышленных роботов-манипуляторов

Сейчас в качестве главной движущей силы в развитии производств и их автоматизации выступают промышленные роботы-манипуляторы. Их внедрение позволяет предприятиям выйти на новый уровень выполнения задач, увеличить эффективность работы и перераспределить обязанности между устройствами и людьми.

Что такое промышленные роботы манипуляторы: описание

Робот-манипулятор — это промышленное оборудование, которое выполняет функции человеческой руки. Это может быть как отдельное устройство, так и составная часть сложного роботизированного комплекса.

фото промышленных роботов манипуляторов

Отдельные части механизированной руки имеют соединения, которые позволяют выполнять вращательные или поступательные движения. Это обеспечивает многофункциональность таких машин.

С каждым годом увеличивается потребность в снижении эксплуатационных расходов на предприятиях, из-за чего спрос на промышленную робототехнику постоянно увеличивается. Это способствует развитию отрасли.

Уменьшения расходов на предприятиях можно добиться при помощи снижения количества ошибок, потерь сырья и числа несчастных случаев. Также необходимо сделать предприятия более производительными и технологически гибкими. Все эти вопросы решают роботы-манипуляторы. Они способны работать с высокой точностью даже в опасных условиях.

Устройство: механизмы и характеристики

Механическая подвижная рука управляется при помощи электронной системы. Зачастую в современных устройствах не применяется гидравлика и пневматика, так как такие системы слишком дорогие в эксплуатации и недолговечные. Наиболее важные характеристики руки-манипулятора:

Количество осей. Зачастую у промышленных роботов 4 оси. Такие устройства используются для сортировочных и фасовочных работы. Также манипулятор может иметь 6 осей, если нужно выполнять более сложные работы.
Количество степеней свободы. Их может быть от 2 до 6. Чем больше степеней свободы, тем больше у робота возможностей и тем точнее устройство может повторять движения человеческой руки.

Основные части устройства:

Плечо. Так называют неподвижную основу, на которую крепятся все остальные элементы.
Локоть. Определяет главное положение манипулятора в пространстве.
Запястье. Этот элемент отвечает за точность выполнения работы.
Кисть. Захватывает предметы и выполняет другие действия. В качестве «пальцев» могут выступать присоски, распылители, отвертки, сварочные и другие элементы.

схема

Количество подвижных частей и их сочленений может меняться в зависимости от потребностей. Кроме того, у одного робота может быть не одна, а сразу несколько рук, что позволяет автоматизировать одновременно несколько рутинных операций.

Манипуляторы бывают стационарными и мобильными. Вторые могут перемещаться по помещению при помощи колес, гусениц и др. На подвижных роботах всегда устанавливают специальные датчики движения для обеспечения безопасности работников и производственного процесса.

Как работают?

Отдельные части манипулятора перемещаются в пространстве благодаря приводам, которые являются аналогами мышц у человека. Если в качестве источника механической энергии выступает электродвигатель, то такие приводы называются электрическими. Также бывают гидравлические и пневматические приводы, но они практически не используются.

Управляют роботом с мобильного или стационарного пульта. Оператору необходимо следить за параметрами устройства и регулярно контролировать результаты работы. Эти операции можно производить дистанционно, используя видеокамеру. Человеку даже не нужно находиться в одном помещении с манипулятором.

Также существуют устройства, в которых реализована возможность самообучения. Работу единожды выполняют в ручном режиме, после чего робот запоминает всю последовательность действий и повторяет их.

Сферы применения

Роботы-манипуляторы подразделяют в зависимости от того, в какой области промышленности они используются. Основные сферы применения:

Автомобилестроение. К примеру, на заводе Tesla установлено более 160 роботизированных рук, которые выполняют большую часть операций по сборке автомобилей. Причем их количество постоянно увеличивается.

Электроника и электротехника. Yaskawa Motoman MH12 — это шестиосевой манипулятор, который выполняет сборку жестких дисков для компьютеров.
Машиностроение и металлообработка. На таких производствах манипуляторы выполняют финишную обработку и шлифовку различных деталей из металла и композитных материалов.
Химическая промышленность. В этой отрасли роботов применяют для автоматизации работы с опасными веществами. К манипуляторам, используемым в химической промышленности, предъявляются особые требования. Устройства должны быть устойчивыми к агрессивным средам и иметь высокую точность позиционирования.
Медицина и фармацевтика. В медицине манипуляторы используют в качестве помощника на операциях. Роботы должны быть очень чувствительными, чтобы осторожно выполнять все действия. Также такие устройства позволяют совершать хирургическое вмешательство удаленно.
Продовольствие и сельское хозяйство. В сельском хозяйстве применяют мобильные манипуляторы для сбора урожая.

Типы промышленных роботов для манипуляционных работ

Сейчас промышленные роботы условно подразделяют на 3 типа:

автоматические;
биотехнические;
интерактивные.

Они имеют разные возможности. Выбор зависит от задач производства.

Коллаборативный робот-манипулятор Universal Robots UR 3e

UR 3e — это небольшой настольный манипулятор, которых хорошо подходит для автоматизации рабочих мест и выполнения легких операций по сборке. Компактный робот весит 11 кг, а его грузоподъемность составляет 3 кг. Способен вращаться во всех сочленениях на 360 градусов.

Коллаборативный робот-манипулятор Universal Robots UR 5e

Это тоже относительно компактное устройство. Его вес составляет 20,6 кг, а грузоподъемность — 5 кг. Имеет 6 осей и досягаемость в пределах 850 мм. Точность составляет 0,03 мм.

Применяется в основном для сборочных работ предметов средних размеров. Но подходит для автоматизации различных процессов, включая сварку.

Коллаборативный робот-манипулятор Universal Robots UR 10e

Манипулятор UR 10e является самой большой моделью от компании Universal Robots. Он предназначен для выполнения масштабных работ, при которых особую роль играют точность и надежность. Робот может в автоматическом режиме выполнять задачи с полезной нагрузкой в 10 кг.

фото Universal Robots UR 10e

Радиус действия механической руки достигает 1300 мм. Наибольшую эффективность манипуляторы показывают на больших площадях.

Преимущества и перспективы использования

Механизированные руки для промышленных работ сейчас являются основой любого производства. При внедрении роботов в свои рабочие процессы компания обеспечивает автоматизацию, что повышает эффективность и делает производство более надежным и универсальным.

Нередко применение робототехники является единственным способом выживания компании в конкурентной среде. Использование промышленных роботов позволяет уменьшить человеческий труд и удешевить производство, так как техника справляется с работой намного качественнее и быстрее.

Среди других преимуществ применения робототехники можно выделить такие:

Манипуляторы отлично заменяют ручной труд.
Использование автоматов в промышленности значительно увеличивает производительность. Кроме того, роботы способны работать круглосуточно.
Повышение экономических показателей. Техника заменяет человеческий труд, что позволяет сильно снизить расходы по зарплате сотрудникам.
Безопасность. Использование промышленных роботов особенно актуально на вредных для людей производствах, например в литейной промышленности, при покрасочных работах, на химических предприятиях и т. д.
Качество. Главный фактор применения робототехники — качество обработки. Точность промышленных манипуляторов достигает 0,02 мм с бесконечным количеством повторений. Если исключить из производственного процесса ручной труд, то вероятность возникновения ошибок очень мала.
Современная техника почти не требует обслуживания. Это обусловлено применением асинхронных двигателей и высококачественных редукторов.

Современные роботы-манипуляторы способны выполнять практически любую работу с высокой точностью Автоматизация производств при помощи робототехники ведет к повышению производительности и рентабельности.