Sənaye robotu. İstehsalda robotlar. Avtomat-robotlar

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Bu cihazlara bu gün milli iqtisadiyyatda xüsusilə tələbat var. K. Çapekin “Robotların yüksəlişi” kitabındakı prototipinə çox az bənzəyən sənaye robotu heç də inqilabi ideyaları qidalandırmır. Əksinə, o, həm əsas istehsal proseslərini (quraşdırma, qaynaq, rəngləmə), həm də köməkçi prosesləri (yükləmə və boş altma, istehsal zamanı məhsulun bərkidilməsi, daşınması) vicdanla və böyük dəqiqliklə yerinə yetirir.

Belə "ağıllı" maşınların istifadəsi üç əsas istehsal probleminin effektiv həllinə kömək edir:

• əmək məhsuldarlığının yüksəldilməsi;
• insanların iş şəraitini yaxşılaşdırmaq;
• insan resurslarından istifadəni optimallaşdırın.

Sənaye robotları genişmiqyaslı istehsalın beynidir

İstehsalda robotlar 20-ci əsrin sonlarında sənaye istehsalının əhəmiyyətli dərəcədə artması səbəbindən kütləvi şəkildə yayıldı. Məhsulların böyük seriyası, yerinə yetirilməsi obyektiv insan imkanlarını üstələyən bu cür işlərin intensivliyinə və keyfiyyətinə ehtiyac yaratdı. Minlərlə ixtisaslı işçinin işləməsi əvəzinə müasir texnoloji fabriklər fəaliyyət göstərirfasiləli və ya davamlı dövrlərdə işləyən çoxsaylı yüksək performanslı avtomatik xətlər.

Sənaye robotlarının geniş istifadə olunduğunu bəyan edən bu cür texnologiyaların inkişafında liderlər Yaponiya, ABŞ, Almaniya, İsveç və İsveçrədir. Yuxarıda göstərilən ölkələrdə istehsal olunan müasir sənaye robotları iki böyük qrupa bölünür. Onların növləri iki prinsipial olaraq fərqli idarəetmə metoduna aid olmaqla müəyyən edilir:

• avtomatik manipulyatorlar;
• insan tərəfindən uzaqdan idarə olunan cihazlar.

Onlar nə üçün istifadə olunur?

Onların yaradılması zərurəti 20-ci əsrin əvvəllərində müzakirə olunmağa başladı. Lakin o vaxt planın həyata keçirilməsi üçün heç bir element bazası yox idi. Bu gün, zamanın diktəsinə uyğun olaraq, robot maşınlar texnoloji cəhətdən ən inkişaf etmiş sənayelərin əksəriyyətində istifadə olunur.

Təəssüf ki, bütöv sənaye sahələrinin belə "ağıllı" maşınlarla yenidən təchiz edilməsinə investisiyaların çatışmazlığı mane olur. Baxmayaraq ki, onlardan istifadənin faydaları ilkin pul məsrəflərini açıq-aşkar üstələsə də, onlar bizə nəinki avtomatlaşdırma haqqında, həm də istehsal və əmək sferasında köklü dəyişikliklər haqqında danışmağa imkan verir.

Sənaye robotlarının istifadəsi əmək intensivliyi və dəqiqliyi baxımından insan gücündən kənar işlərin daha effektiv yerinə yetirilməsinə imkan yaratmışdır: hissələrin yüklənməsi/boşaldılması, yığılması, çeşidlənməsi, oriyentasiyası; blankların bir robotdan digərinə, hazır məhsulların isə anbara köçürülməsi; spot qaynaq və tikiş qaynağı; mexaniki və elektron hissələrin yığılması; kabel çəkilməsi; kəsməmürəkkəb kontur boyunca boşluqlar.

Sənaye robotunun bir hissəsi kimi manipulyator

Funksional olaraq belə “ağıllı” maşın yenidən proqramlaşdırıla bilən ACS (avtomatik idarəetmə sistemi) və işçi orqandan (səyahət sistemi və mexaniki manipulyator) ibarətdir. Əgər ACS adətən kifayət qədər yığcamdırsa, vizual olaraq gizlidirsə və dərhal diqqəti cəlb etmirsə, o zaman işçi orqanın elə xarakterik görünüşü var ki, sənaye robotu çox vaxt belə adlanır: “robot-manipulyator”.

Tərifinə görə, manipulyator kosmosda iş səthlərini və əmək obyektlərini hərəkət etdirən cihazdır. Bu cihazlar iki növ keçiddən ibarətdir. Birincisi mütərəqqi bir hərəkət təmin edir. İkincisi, açısal yerdəyişmədir. Bu cür standart keçidlər hərəkəti üçün ya pnevmatik, ya da hidravlik (daha güclü) sürücüdən istifadə edir.

İnsan əli ilə bənzətmə yolu ilə yaradılmış manipulyator hissələrlə işləmək üçün texnoloji tutma qurğusu ilə təchiz olunub. Bu tip müxtəlif cihazlarda birbaşa tutma ən çox mexaniki barmaqlar tərəfindən həyata keçirilirdi. Düz səthlərlə işləyərkən obyektlər mexaniki vantuzlardan istifadə edilərək tutulurdu.

Manipulator bir çox oxşar iş parçası ilə eyni vaxtda işləməli idisə, o zaman tutma xüsusi geniş dizayn sayəsində həyata keçirilib.

Manipulator tez-tez tutucu əvəzinə mobil qaynaq avadanlığı, xüsusi texnoloji püskürtmə tabancası və ya sadəcə olaraqtornavida.

Robot necə hərəkət edir

Avtomat-robotlar adətən kosmosda iki növ hərəkətə uyğunlaşır (baxmayaraq ki, onlardan bəzilərini stasionar adlandırmaq olar). Bu, müəyyən bir istehsalın şərtlərindən asılıdır. Hamar bir səthdə hərəkəti təmin etmək lazımdırsa, o zaman istiqamətləndirilmiş monoray istifadə edərək həyata keçirilir. Müxtəlif səviyyələrdə işləmək tələb olunarsa, pnevmatik vantuzlu "gəzinti" sistemləri istifadə olunur. Hərəkət edən robot həm məkan, həm də bucaq koordinatlarında mükəmməl oriyentasiyaya malikdir. Bu cür cihazların müasir yerləşdirmə cihazları vahiddir, onlar texnoloji bloklardan ibarətdir və 250-dən 4000 kq-a qədər olan iş parçalarının yüksək dəqiqliklə hərəkətinə imkan verir.

Dizayn

Sözügedən avtomatlaşdırılmış maşınların məhz çoxsahəli sənayelərdə istifadəsi onların əsas tərkib bloklarının müəyyən birləşməsinə səbəb oldu. Müasir sənaye robotik manipulyatorlarının dizaynında:

• hissə tutma qurğusunu (tutma) bərkitmək üçün istifadə edilən çərçivə - əslində emal edən bir növ "əl";
• bələdçi ilə tutun (sonuncu "əlin" kosmosdakı yerini müəyyənləşdirir);
• enerjini oxda fırlanma momenti şəklində idarə edən, çevirən və ötürən cihazları dəstəkləyən (onların sayəsində sənaye robotu hərəkət potensialını alır);
• ona həvalə edilmiş proqramların icrasına nəzarət və idarəetmə sistemi; yeni proqramların qəbulu; sensorlardan gələn məlumatların təhlili və müvafiq olaraqonu təmin edən cihazlara köçürmək;
• işçi hissəsinin yerləşdirmə sistemi, manipulyasiya oxları boyunca mövqelərin və hərəkətlərin ölçülməsi.

Sənaye robotlarının şəfəqi

Yaxın keçmişə qayıdaq və sənaye avtomatlarının yaradılması tarixinin necə başladığını xatırlayaq. İlk robotlar 1962-ci ildə ABŞ-da meydana çıxdı və onlar Union Incorporated və Versatran tərəfindən istehsal edildi. Baxmayaraq ki, dəqiq desək, onlar buna baxmayaraq, perfokartlardan istifadə etməklə proqramlaşdırılmış özüyeriyən silahlarını patentləşdirmiş amerikalı mühəndis D. Devol tərəfindən yaradılmış Unimate sənaye robotunu buraxdılar. Bu, aşkar texniki sıçrayış idi: “ağıllı” maşınlar öz marşrutları üzrə keçid məntəqələrinin koordinatlarını yadda saxladılar və işi proqrama uyğun yerinə yetirdilər.

Unimate-in ilk sənaye robotu pnevmatik işə salınan iki barmaqlı tutucu və beş sərbəstlik dərəcəsi olan hidravlik qolu ilə təchiz edilmişdir. Onun xüsusiyyətləri 12 kq-lıq hissəni 1,25 mm dəqiqliklə hərəkət etdirməyə imkan verirdi.

Eyni adlı şirkət tərəfindən hazırlanan daha bir Versatran robot qolu saatda 1200 kərpici sobaya yükləyib boş altdı. O, insanların sağlamlığına zərərli mühitdə işini yüksək temperaturla uğurla əvəz edib. Onun yaradılması ideyası çox uğurlu oldu və dizayn o qədər etibarlıdır ki, bu markanın bəzi maşınları dövrümüzdə işləməyə davam edir. Və bu, onların resursunun yüz minlərlə saatı ötməsinə baxmayaraq.

Qeyd edək ki, sənaye robotlarının ilk nəslidəyər baxımından 75% mexanika və 25% elektronikanı öz üzərinə götürdü. Bu cür cihazların yenidən tənzimlənməsi vaxt tələb etdi və avadanlıqların dayanmasına səbəb oldu. Onların yeni işləri yerinə yetirmək məqsədini dəyişdirmək üçün nəzarət proqramı dəyişdirildi.

İkinci nəsil robot maşınları

Tezliklə aydın oldu: bütün üstünlüklərə baxmayaraq, birinci nəslin maşınları qeyri-kamil oldu… İkinci nəsil sənaye robotlarının daha incə idarəsini öz üzərinə götürdü - adaptiv. İlk cihazlar işlədikləri mühitin sifarişini tələb edirdi. Sonuncu hal çox vaxt yüksək əlavə xərclər demək idi. Bu, kütləvi istehsalın inkişafı üçün kritik hala gəldi.

Tərəqqinin yeni mərhələsi bir çox sensorların inkişafı ilə xarakterizə olunurdu. Onların köməyi ilə robot “hiss” adlı keyfiyyət əldə etdi. O, xarici mühit haqqında məlumat almağa və ona uyğun olaraq ən yaxşı fəaliyyət istiqamətini seçməyə başladı. Məsələn, o, iştirak etmək və onunla maneəni keçmək imkanı verən bacarıqlar əldə etdi. Bu hərəkət, daha sonra idarəetmə proqramlarının dəyişənlərinə daxil edilmiş, əslində robotlar tərəfindən idarə olunan qəbul edilmiş məlumatın mikroprosessorla işlənməsi səbəbindən baş verir.

Əsas istehsalat əməliyyatlarının növləri (qaynaq, rəngləmə, montaj, müxtəlif emal növləri) də uyğunlaşmaya məruz qalır. Yəni, onların hər birini yerinə yetirərkən yuxarıdakı işlərin istənilən növünün keyfiyyətini artırmaq üçün multivariasiya işə salınır.

Sənaye manipulyatorları əsasən proqram təminatı ilə idarə olunur. Nəzarət aparatıfunksiyaları sənaye mini-kompüterləri PC/104 və ya MicroPC-dir. Qeyd edək ki, adaptiv idarəetmə çoxvariantlı proqram təminatına əsaslanır. Üstəlik, proqram əməliyyatının növünün seçilməsi ilə bağlı qərar detektorlar tərəfindən təsvir edilən mühit haqqında məlumat əsasında robot tərəfindən qəbul edilir.

İkinci nəsil robotun işləməsinin xarakterik xüsusiyyəti hər biri xarici mühitdən alınan müəyyən göstəricilərdə aktivləşdirilən müəyyən edilmiş iş rejimlərinin ilkin mövcudluğudur.

Üçüncü nəsil robotlar

Üçüncü nəslin avtomatik robotları tapşırıqdan və xarici mühitin şəraitindən asılı olaraq öz hərəkətlərinin proqramını müstəqil şəkildə yarada bilirlər. Onların "fırıldaqçı vərəqləri", yəni xarici mühitin müəyyən variantları üçün rənglənmiş texnoloji hərəkətlər yoxdur. Onlar müstəqil olaraq öz işlərinin alqoritmini optimal şəkildə qurmaq, eləcə də onu tez bir zamanda praktikada həyata keçirmək qabiliyyətinə malikdirlər. Belə bir sənaye robotunun elektronikasının qiyməti onun mexaniki hissəsindən on dəfə yüksəkdir.

Sensorlar sayəsində bir hissəni tutan ən yeni robot bunu nə qədər yaxşı bacardığını “bilir”. Bundan əlavə, tutma qüvvəsinin özü (güc rəyi) hissə materialının kövrəkliyindən asılı olaraq tənzimlənir. Bəlkə də buna görə sənaye robotlarının yeni nəslinin cihazı ağıllı adlanır.

Başa düşdüyünüz kimi, belə bir cihazın "beyni" onun idarəetmə sistemidir. Ən perspektivlisi süni üsullarla həyata keçirilən tənzimləmədirkəşfiyyat.

Bu maşınlara kəşfiyyat proqram paketləri, proqramlaşdırıla bilən məntiq nəzarətçiləri, modelləşdirmə alətləri ilə verilir. İstehsalda sənaye robotları insan-maşın sistemi arasında lazımi səviyyədə qarşılıqlı əlaqəni təmin edən şəbəkədir. Həmçinin, həyata keçirilən proqram simulyasiyası sayəsində bu cür cihazların gələcəkdə işləməsini proqnozlaşdırmaq üçün alətlər işlənib hazırlanmışdır ki, bu da sizə fəaliyyət və şəbəkə bağlantısı konfiqurasiyaları üçün ən yaxşı variantları seçməyə imkan verir.

Dünyanın aparıcı robot şirkətləri

Bu gün sənaye robotlarının istifadəsini Yaponiya (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), Amerika (KC Robots, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), Alman (Kuka) kimi aparıcı şirkətlər təmin edir.

Bu firmalar dünyada nələri ilə məşhurdur? Fanuc-un aktivlərinə indiyədək ən sürətli delta robot M-1iA (belə maşınlar adətən qablaşdırma üçün istifadə olunur), seriyalı robotların ən güclüsü - M-2000iA, bütün dünyada tanınan ArcMate qaynaq robotları daxildir.

Kukanın istehsal etdiyi sənaye robotlarına tələbat heç də az deyil. Bu maşınlar emal, qaynaq, yığma, qablaşdırma, paletləmə, yükləməni alman dəqiqliyi ilə həyata keçirir.

ABŞ bazarında fəaliyyət göstərən Yapon-Amerika şirkətinin Motoman (Yaskawa) məhsul çeşidi də təsir edicidir: 175 sənaye robotu modeli, həmçinin 40-dan çox inteqrasiya olunmuş həllər. ABŞ-da istehsalda istifadə olunan sənaye robotları əsasən bu sənaye lideri tərəfindən hazırlanırşirkət.

Təmsil etdiyimiz digər firmaların əksəriyyəti daha dar çeşiddə ixtisaslaşmış alətlər istehsal etməklə öz yerlərini doldurur. Məsələn, Daihen və Panasonic qaynaq robotları istehsal edir.

Avtomatlaşdırılmış istehsalın təşkili üsulları

Avtomatlaşdırılmış istehsalın təşkilindən danışırıqsa, onda əvvəlcə sərt xətti prinsip həyata keçirilirdi. Bununla belə, istehsal dövrünün kifayət qədər yüksək sürətində, əhəmiyyətli bir çatışmazlıq var - uğursuzluqlar səbəbindən dayanma müddəti. Alternativ olaraq fırlanan texnologiya icad edilmişdir. İstehsalın belə təşkili ilə həm iş parçası, həm də avtomatlaşdırılmış xəttin özü (robotlar) bir dairədə hərəkət edir. Bu vəziyyətdə maşınlar funksiyaları təkrarlaya bilər və nasazlıqlar praktiki olaraq istisna olunur. Ancaq bu vəziyyətdə sürət itirilir. İdeal prosesin təşkili yuxarıdakı ikisinin hibrididir. O, fırlanan konveyer adlanır.

Sənaye robotu çevik avtomatik istehsalın elementi kimi

Müasir "ağıllı" cihazlar tez bir zamanda yenidən konfiqurasiya edilir, yüksək məhsuldardır və öz avadanlıqlarından, emal materiallarından və iş parçalarından istifadə edərək işi müstəqil şəkildə yerinə yetirir. İstifadə xüsusiyyətlərindən asılı olaraq, onlar həm bir proqram çərçivəsində, həm də işlərini dəyişdirməklə, yəni təmin edilmiş proqramların sabit sayından düzgününü seçməklə fəaliyyət göstərə bilərlər.

Sənaye robotu çevik avtomatlaşdırılmış istehsalın tərkib elementidir (ümumi qəbul olunmuş abreviatura - GAP). Sonhəmçinin daxildir:

• kompüter dəstəkli dizayn sistemi;
• istehsalın texnoloji avadanlıqlarına avtomatlaşdırılmış nəzarət kompleksi;
• sənaye robot silahları;
• Avtomatik istehsal nəqliyyatı;
• yükləmə/boş altma və yerləşdirmə cihazları;
• istehsal prosesinə nəzarət sistemləri;
• avtomatik istehsala nəzarət.

Robotlardan istifadə təcrübəsi haqqında ətraflı

Real sənaye tətbiqləri müasir robotlardır. Onların növləri müxtəlifdir və sənayenin strateji əhəmiyyətli sahələrində yüksək məhsuldarlığı təmin edir. Xüsusilə, müasir Almaniya iqtisadiyyatı artan potensialının çox hissəsini onların tətbiqinə borcludur. Bu “dəmirçilər” hansı sənaye sahələrində işləyirlər? Metal emalında onlar demək olar ki, bütün proseslərdə işləyirlər: tökmə, qaynaq, döymə, ən yüksək iş keyfiyyətini təmin edir.

İnsan əməyi üçün ekstremal şəraitə (yüksək temperatur və çirklənmə deməkdir) malik sənaye kimi tökmə işi əsasən robotlaşdırılmışdır. Kuka maşınları hətta tökmə zavodlarında yığılır.

Qida sənayesi də Kukadan istehsal məqsədləri üçün avadanlıq aldı. "Qida robotları" (fotoşəkillər məqalədə təqdim olunur) əksər hallarda insanları xüsusi şəraiti olan ərazilərdə əvəz edir. Ilə qızdırılan otaqlarda mikroiqlim təmin edən maşınların istehsalında paylanırtemperatur 30 dərəcədən çox olmayan. Paslanmayan poladdan hazırlanmış robotlar əti ustalıqla emal edir, süd məhsullarının istehsalında iştirak edir və təbii ki, məhsulları optimal şəkildə yığın və qablaşdırır.

Bu cür cihazların avtomobil sənayesinə verdiyi töhfəni çox qiymətləndirmək çətindir. Mütəxəssislərin fikrincə, bu gün ən güclü və məhsuldar maşınlar məhz “Kuk” robotlarıdır. Avtomatik montaj əməliyyatlarının bütün spektrini həyata keçirən bu cür cihazların fotoşəkilləri təsir edicidir. Eyni zamanda, həqiqətən də avtomatlaşdırılmış istehsal haqqında danışmağın vaxtıdır.

Plastiklərin emalı, plastik istehsalı, müxtəlif materiallardan ən mürəkkəb hissələrin hazırlanması insan sağlamlığı üçün həqiqətən zərərli olan çirklənmiş mühitdə istehsalda robotlar tərəfindən təmin edilir.

"Aşpaz" aqreqatlarının digər mühüm tətbiq sahəsi ağac emalıdır. Üstəlik, təsvir edilən qurğular həm fərdi sifarişlərin yerinə yetirilməsini, həm də bütün mərhələlərdə - ilkin emaldan və mişardan tutmuş frezeleme, qazma, üyütməyə qədər genişmiqyaslı kütləvi istehsalın qurulmasını təmin edir.

Qiymətlər

Hazırda Kuka və Fanuc şirkətlərinin istehsal etdiyi robotlara Rusiya və MDB bazarlarında tələbat var. Onların qiymətləri 25.000 ilə 800.000 rubl arasında dəyişir. Belə təsir edici fərq müxtəlif modellərin mövcudluğu ilə izah olunur: standart aşağı tutumlu (5-15 kq), xüsusi (xüsusi tapşırıqların həlli), ixtisaslaşmış (qeyri-standart mühitdə işləyən), böyük tutumlu (4000 tona qədər).).

Nəticələr

Etiraf etmək lazımdır ki, sənaye robotlarının potensialından hələ də tam istifadə olunmayıb. Eyni zamanda, mütəxəssislərin səyləri sayəsində müasir texnologiyalar daha cəsarətli ideyaları həyata keçirməyə imkan verir.

Dünya iqtisadiyyatının məhsuldarlığının artırılması və intellektual insan əməyinin payının maksimum artırılması ehtiyacı sənaye robotlarının getdikcə daha çox yeni növlərinin və modifikasiyalarının inkişafı üçün güclü stimul rolunu oynayır.