В связи с этим особую популярность завоевывают решения по автоматизации производства на базе промышленных роботов, позволяющих обеспечить полный цикл обработки с высокой производительностью и точностью, избежать перерывов и производственных ошибок, свойственных человеку.
История промышленных роботов
История рынка промышленной робототехники насчитывает уже более 50 лет. Первый патент на робота был получен в 1961 году (подан в 1954) изобретателем Джорджем Деволом (George Devol), который основал в 1956 году вместе с инженером Джозефом Энгельбергом (Joseph F. Engelberger) компанию по первому серийному производству роботов Unimation Inc (от Universal Automatic – универсальная автоматизация). Энгельберг привлекал в компанию дополнительное финансирование, распространял идеи роботизации среди потенциальных заказчиков и популяризировал идею промышленной автоматизации. Несмотря на то, что патент был закреплен за Деволом, именно Энгельберга принято считать «отцом робототехники».
Возможностями автоматизации в первую очередь воспользовались автомобилестроители, и уже в 1961 году начались поставки роботов Unimate на завод General Motors, Нью Джерси. Роботы Unimate были сконструированы с использованием гидроусилителей и программировались в обобщенных координатах, воспроизводя последовательность действий, записанных на магнитный барабан.
Позднее компания Unimation передала свою технологию в Kawasaki Heavy Industries и GuestNettlefolds, таким образом открыв производство роботов Unimate в Японии и Англии.
Основное развитие промышленных роботов началось в конце 60х – начале 70х годов, когда в 1969 году в Стенфордском университете студент факультета машиностроения Виктор Шейнман (Victor Scheinman) разработал прототип современного робота, отдаленно воспроизводящего возможности человеческой руки, Stanford arm с шестью степенями свободы, электрическими приводами и компьютерным управлением.
В 1969 году появляются разработки в области робототехники компании Nachi. В 1973 году немецкая компания KUKA Robotics демонстрирует своего первого робота Famulus, и почти одновременно швейцарская компания ABB Robotics выводит на рынок робота ASEA. Оба робота имеют по шесть управляемых осей с электромеханическим приводом.
В 1974 году промышленные роботы разрабатываются и устанавливаются на собственное производство в компании Fanuc, а в 1977 году первый робот Yaskawa появляется у компании Motoman.
Дальнейший рост промышленной робототехники был обусловлен развитием компьютера, электроники и масштабным расширением компаний на рынке автомобилестроения – основных заказчиков роботов. General Motors в 80х годах потратила более 40 миллиардов долларов на разработки в области автоматизации. Основным рынком роботов считается внутренний рынок Японии, на котором находится большинство компаний по их производству: Fuji, Denso, Epson, Fanuc, Intelligent Actuator, Kawasaki, Nachi, Yaskawa (Motoman), Nidec, Kawada. В 1995 году из 700 000 роботов, используемых в мире, 500 000 работали в Японии.
В Советском Союзе крупнейшим интегратором робототехники стала компания «Автоваз». Развивая мощности по выпуску автомобилей и перенимая опыт мировых автомобилестроительных предприятий, в 1984 г. она приобрела лицензию фирмы KUKA. На базе отдельного станкостроительного подразделения концерна «Автоваз» началось производство отечественных роботов, применяемых на поточных линиях предприятия. На сегодняшний день ОАО «Автоваз» совместно с МГТУ «Станкин» реализуют программу выпуска линейки роботов для промышленных производств до 1000 единиц ежегодно.
Преимущества использования промышленных роботов в производстве
Современный промышленный роботманипулятор в большинстве случаев применяется для замены ручного труда. Так, робот может использовать инструментальный захват для фиксации инструмента и осуществления обработки детали либо держать саму заготовку для того, чтобы подавать ее в рабочую зону на дальнейшую обработку.
Робот имеет ряд ограничений, таких как зона досягаемости, грузоподъемность, необходимость избежать столкновения с препятствием, необходимость предварительного программирования каждого движения. Но при его правильном применении и предварительном анализе работы системы робот способен обеспечить производство рядом преимуществ, повысить качество и эффективность рабочего процесса.
Для оценки актуальности внедрения робота в процесс обработки приведем ряд преимуществ и недостатков применения робототехники на предприятии:
1. Производительность
При применении робота производительность обычно повышается. Прежде всего, это связано с более быстрым перемещением и позиционированием в процессе обработки, также играет роль и такой фактор, как возможность автоматической работы 24 часа в сутки без перерывов и простоев. В случае правильно выбранного применения роботизированной системы производительность по сравнению с ручным производством возрастает в разы или даже на порядок.
Следует отметить, что при широкой номенклатуре изделий, постоянных переналадках, необходимости большого количества периферийного оборудования для разных деталей производительность может и снижаться, делая процесс неэффективным и сложным.
2. Улучшение экономических показателей
Заменяя человека, робот эффективно снижает затраты на оплату специалистов. Особенно данный фактор важен в экономически развитых странах с высокими заработными платами рабочих и необходимостью больших надбавок за переработку, ночное время и т.д. В случае применения робота или автоматизированной системы, в цехе необходимо лишь наличие оператора, контролирующего процесс, при этом оператор может контролировать сразу несколько систем.
При первоначальной закупке роботизированная ячейка – достаточно серьезное финансовое вложение, и предприятие заинтересовано в его быстрой окупаемости. Неправильное применение оборудования и ошибки в его комплектации и расстановке могут привести к увеличению времени обработки либо трудоемкости работы, тем самым снизить экономичность производства.
3. Качество обработки
Часто причиной внедрения технологической системы на базе промышленного робота становится необходимость обеспечения заданного в документации на изделие качества обработки.
Высокая точность позиционирования промышленных роботов (0.1 0.05 мм) и повторяемость обеспечивают надлежащее качество изделия и устраняют возможность производственного брака. Исключение человеческого фактора приводит к минимизации рабочих ошибок и сохранению постоянной повторяемости на всей производственной программе.
4. Безопасность
Применение робота достаточно эффективно на вредном производстве, оказывающем неблагоприятное воздействие на человека, например, в литейной промышленности, при зачистке сварных швов, окрасочных работах, сварочных процессах и т.д. В случаях, когда применение ручного труда ограничивается законодательством, внедрение робота может являться единственным решением.
При работе в цехе периметр рабочей зоны ограждается различными устройствами для предотвращения проникновения человека в зону действия робота. Наличие защитных систем является главным и неотъемлемым условием безопасной работы роботизированных систем по всему миру.
5. Минимизация рабочего пространства
Правильно скомплектованная ячейка на базе промышленного робота более компактна, чем рабочая зона для выполнения ручных работ. Это достигается более эргономичной конструкцией сборочных кондукторов, небольшим размером места, занимаемого роботом, возможностью его размещения в подвешенном состоянии и т.д.
6. Минимальное обслуживание
Современные промышленные роботы, благодаря применению асинхронных двигателей и качественных редукторов, практически не нуждаются в обслуживании. Изготавливаются специальные модели роботов из нержавеющей стали, например, для работы в медицинской и пищевой промышленности, при высоких и низких температурах и в агрессивных средах. Это делает их менее восприимчивыми к окружающей среде и повышает износостойкость оборудования.
Применение роботов в отдельных производственных процессах
Сварка
Сварка считается наиболее типичным процессом для внедрения роботов. Исторически роботизированная сварка начала широко применяться в автомобилестроении, и в настоящее время практически все автомобильные производства в мире оснащены конвейерами, которые могут состоять из нескольких сотен роботизированных комплексов.
По данным исследований, около 20% всех промышленных роботов используются в сварочных процессах (в США около половины). Вторым по значимости применением считается укладка грузов на поддоны, применяемая на предприятиях с высоким объемом продукции, в особенности в пищевых производствах.
Аргоннодуговая (TIG, MIG, MAG) или точечная сварка (RWS) с использованием робота обеспечивает более высокое качество изделий по сравнению с принятым сварочным процессом ручной или полуавтоматической сварки. Возможности периферийного оборудования позволяют обеспечивать полный контроль процесса, например, реализовать функцию бесконтактного слежения за сварным швом.
В настоящее время активно развивается применение роботизированной лазерной сварки (LBW), позволяющей лазеру сфокусироваться на точке с варьированием от 0,2 мм, с минимизированием теплового воздействия на изделие и высокой точностью и качеством сварки. Возможность выдержать сверхвысокие длины фокусировки (до 2 метров) и тем самым обеспечить дистанционную сварку существенно расширяет границы применимости сварочного процесса и увеличивает производительность изготовления изделия. Лазерная сварка активно применяется в авиастроении, автомобилестроении, приборостроении, медицине и т.д.
Переход на автоматическую сварку с использованием роботов минимизирует время цикла в несколько раз. Это достигается эргономичной конструкцией или модернизацией сварочной оснастки для обеспечения быстрого цикла сбора изделия, высокими скоростями перемещения робота и организацией поточного производства с обеспечением единовременной сборкисварки изделий. Необходимо отметить тот факт, что роботизированные системы являются единственной возможностью совмещения обрабатывающих операций, к примеру, обеспечения плазменного или лазерного раскроя, и последующей сварки с помощью смены горелки или режимов сварки без переустанова детали.
Также роботизация сварочного процесса позволяет интегрировать программы сварки в применяемые на предприятии CAD/CAM системы для обеспечения процесса цифрового производства.
Автоматизация загрузки и выгрузки изделий – процесс, имеющий значение на любом современном производстве с высокой производительностью или большим весом и габаритами изделий. Так, роботы применяются для загрузки заготовок в металлообрабатывающие станки, выгрузки готовых изделий и укладки на соответствующие паллеты. Причем достаточно часто один робот обслуживает сразу нескольких машин и работает с разными изделиями, что удешевляет инвестиции в подобную автоматизацию и расширяет функционал внедряемого робота.
В Европе прослеживается тенденция к максимальному увеличению производительности за счет безостановочной круглосуточной работы, внедряется философия безлюдного производства, связанная со стремлением минимизировать расходы на персонал.
В СССР задачи сокращать ручной труд не ставили, робототехника применялась для автоматизации технологических машин, где могут существовать ограничения на труд человека, – штампов, прессов, гальванических ванн, нагревательных печей и т.д. Кроме того, человек может быть ограничен весом изделий. Так, для деталей от 2030 килограмм требуется применение дополнительного грузоподъемного оборудования.
Внедрение автоматизации в литейных и кузнечнопрессовых цехах обусловливается необходимостью устранения тяжелых условий для рабочих и повышения качества производства: выгрузка тяжелых поковок, литейных заготовок, последующее охлаждение, загрузка в штампы для пресса и т.д. Не случайно, третье место применения роботов после загрузкивыгрузки занимает именно совмещение с кузнечнопрессовым и литейным оборудованием. Практически все процессы литья под давлением в Европе сопровождаются автоматизацией с использованием роботов.
Применение технологических систем на базе роботов может стать альтернативой использованию обычного специализированного на какомлибо технологическом процессе оборудования.
В среднем, цена внедрения робота с установкой и необходимым пакетом для взаимодействия с оборудованием обойдется предприятию в 5 млн. рублей, представляя собой действительно гибкое решение, которое может в будущем использоваться и для иных задач или реализовывать вспомогательные операции, к примеру, сортировку различных изделий, удаление заусенцев, сборочные операции и т.д.
Металлообрабатывающие процессы с использованием роботов
Помимо сварочных и вспомогательных операций роботы могут применяться в самих процессах обработки, выступая альтернативой обрабатывающему оборудованию.
Раскрой материала
Промышленные роботы активно используются для операций раскроя металла с помощью плазмы, лазера и гидроабразивной резки. В отличие от традиционной установки плазменного раскроя плазменные горелки с применением робота могут осуществлять трехмерную резку, что актуально для обработки металлоконструкций, металлопроката (тавров, двутавров, уголков и т.д.), а также подготовки поверхностей под углом для дальнейшей сварки, вырезки различных отверстий и т.д.
Раскрой металла с помощью лазерной резки выступает альтернативой для трехмерного лазерного комплекса, позволяя выполнить любой раскрой в трехмерном пространстве. Данная технология широко используется в автомобилестроении, а также достаточно эффективна для обрезки краев изделий после штамповочных и формовочных операций. Роботизированная ячейка для лазерной резки может использоваться и для лазерной сварки, а также в дальнейшем совмещать двух роботов, использующих один источник.
Гидро или гидроабразивная резка роботом расширяет возможности раскроя до обработки любых трехмерных деталей, повышает производительность. Гидроабразивная резка отличается отсутствием теплового воздействия и возможностью обработки практически любых материалов. Так, гидроабразивная резка роботом используется для вырезки всех отверстий в стали толщиной 3 мм по корпусу автомобиля Renault Espace на заводе во Франции (Romorantin, France). Полный цикл вырезки отверстий занимает 2 минуты 30 секунд.
Гибка труб
Гибка труб роботом используется в ограниченном виде, представляя собой бездорновую гибку с помощью позиционирования заготовки роботом и использования сопутствующей гибочной головки. Преимуществом такой обработки является высокая скорость изготовления, возможность обработки изделий с уже существующими присоединительными элементами и одновременное совмещение с загрузкойвыгрузкой изделий тем же роботом. Такие системы используются в автомобилестроении, изготовлении металлической мебели и других товаров народного потребления, где применяется бездорновая гибка.
Фрезерование, сверление, удаление заусенцев и сварных швов
Использование роботов для фрезерования, сверления и обработки кромок металлов, пластмасс, древесины и камня – новая, динамично развивающаяся технология. Она стала возможна прежде всего благодаря увеличению жесткости и точности современных манипуляторов. Основные преимущества заключаются в практически неограниченной рабочей зоне робота (систему можно оборудовать линейной осью в несколько десятков метров), высокой скорости обработки и большом количестве управляемых осей. Например, типичная фрезеровальная ячейка на базе промышленного робота имеет 8 – 10 управляемых осей и позволяет получить максимальную гибкость обработки.
Возможно использование самого разного приводного инструмента, пневматического и электрического, с воздушным и жидкостным охлаждением. Для снятия заусенцев с кромок деталей после фрезерования используются пневматический приводной инструмент с частотой вращения 35 000 об/мин, а для фрезерования металлов – электрический шпиндель с водяным охлаждением, мощностью 24 кВт.
Отдельно стоит упомянуть такой тяжелый, трудоемкий процесс для человека, как зачистка сварного шва на изделии. Применение автоматизации позволяет снизить воздействие вредных производственных факторов и существенно уменьшить время на выполнение зачистки.
Полирование и шлифование
Шлифование металлических деталей – сложный и грязный процесс, крайне вредный для человека. В то же время его автоматизация довольно проста и не представляет проблемы для современных промышленных манипуляторов. Робот всегда сможет повторить траекторию движения шлифовальщика, обеспечив при этом неизменную повторяемость и отличное качество обработки.
Процессы абразивной обработки поверхности можно разделить на два основных класса – шлифование и полирование. При шлифовании используют абразивные круги или ленты, съем материала может быть существенным, образуется много пыли. Полирование – более тонкий процесс, для которого применяются войлочные круги с абразивной пастой, съема материала при этом практически не происходит. Как правило, эти процессы комбинируют. Преимущество робота заключается в том, что он может обрабатывать деталь на нескольких абразивных инструментах поочередно, за один установ. Например, сначала снимается поверхностный слой на абразивной ленте, а потом деталь заполировывается на войлочном круге с автоматической подачей пасты.
Перспективы применения роботов
Достоинство робототехники – гибкость применения и возможность использования в практически неограниченном количестве процессов. Так, например, в авиастроительной отрасли в целях повышения качества при снижении ручного труда роботы начинают применяться в процессах клепки, обшивки фюзеляжа, выкладки композитных материалов, при различных работах в условиях ограниченного пространства. Активно распространяется применение роботов в измерительных системах. В США и Европе роботы используются в камерах очистки изделий под высоким давлением.
В России применение роботов пока ограничено. Так, в докризисный 2007 год было внедрено до 200 роботизированных систем с общей численностью около 8000 промышленных роботов по стране. Для примера, за тот же год в США было внедрено около 34 тыс., Европе – 43 тыс., Японии – 59 тыс. роботизированных систем. Причинами отставания являются недостаточная информированность российских технических специалистов и менеджмента предприятий, желание избежать больших затрат на их внедрение, низкая стоимость ручного труда.
Вместе с тем, в отличие от стационарного ЧПУ оборудования, робот более широкофункциональная система, ориентированная на повышение качества и производительности производства и минимизацию ручного труда, приводящих в конечном итоге к положительному экономическому эффекту и повышению конкурентоспособности предприятия. А потому все больше российских интеграторов готовы решать задачи прикладного внедрения роботов в технологические процессы. Мы надеемся, что в течение ближайших лет концепция «безлюдного производства» в России будет интенсивно набирать обороты.
Игорь Проценко, Борис Иванов
ООО «Нью Лайн Инжиниринг»
Пром роботы в культурном секторе
Введение:
Экономика многих стран развивается в первую очередь за счет промышленности. Промышленные предприятия, такие как металлургические комбинаты, машиностроительные заводы, нефтеперерабатывающие концерны и фабрики легкой промышленности приносят ежегодно более 40 % прибыльности государств. И так как большинство индустриальных предприятий нашей страны приватизировано, речь идет об очень прибыльном бизнесе.
В промышленном бизнесе качество и производительность – это визитная карточка при работе с поставщиками и клиентами. Чем выше требования к качеству выпускаемой продукции, тем актуальнее становится внедрение современных технологий.
Предприятия внедряют роботизированные системы в производство в первую очередь для увеличения прибыли за счет сокращения рабочей силы. В Японии, Китае и США почти все промышленные заводы оснащены «по последнему слову техники». На них работает минимум работников, что обеспечивает низкую себестоимость выпускаемой продукции. В России и Украине применение роботизированных устройств пока ограничено. Устаревшее оборудование на предприятиях приводит к снижению эффективности и количества производства. И к тому же наносит вред окружающей среде. Для увеличения производства и качества продукции, компаниям необходимо позаботится об обновлении оборудования.
В наше время автоматизированные устройства для работы на заводах представлены в широком ассортименте. Роботы успешно используются в металлургии, машиностроении, легкой и пищевой промышленности. Они способны заменить человека в тяжелых и опасных условиях труда. Предоставляют скорость, точность, качество, а также высокую окупаемость. Это достижимо путем того, что роботам не нужно платить зарплату, оплачивать отпуск и обеспечивать соцпакетом.
Мы предлагаем вам узнать полезную информацию об автоматизированных системах и промышленных роботах, а также о выгодном применении этих устройств на промышленных предприятиях.
Автоматизированные линии производства:
Предприятия массового и мелкосерийного производства нуждаються в установлении автоматизированных линий производства. Эти механизмы представляют собой машины непрерывного режима работы в виде взаимосвязанных станков. Автоматические линии производятся во многих странах мира, в том числе в России и Украине и поставляются по цене от $10 000. Современные отечественные производственные линии заводов Днепропетровска, Донецка и Запорожья служат на комплексно-автоматизированных цехах по изготовлению различной продукции, включая функции обработки, контроля и сборки.
Механизмы управляються компьютером и позволяют осуществлять обработку деталей по динамичной технологии. В соответствии с требованием оптимальной загрузки станков частично изменяется порядок и маршрут обработки деталей. Компьютер планирует запуск и выпуск деталей, выполняет плановые, диспетчерские расчеты и рассчитывает режимы обработки в соответствии с избранным алгоритмом.
К производственным линиям относятся автоматические машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Современные машины непрерывного литья заготовок представляют собой целый комплекс сложного оборудования: механического, гидравлического, систем охлаждения и смазки, а также электроприводов с автоматизированной системой управления технологическим процессом. Установка данного устройства обеспечивает значительное сокращение потери металла, улучшение условий труда, постоянство условий производства и повышение производительности комбината.
Мартеновские печи и кислородные конвертеры уже давно не актуальные при производстве стали на металлургических комбинатах. Серьезные капитальные вложения на внедрение новейших технологий (печи-ковши, электропечи, электрометаллургические мини-заводы и непрерывное литье стали) на заводах Украины и России, будут гарантировать производительность в 1 млн. 320 тыс. тонн высококачественной стальной заготовки в год.
Универсальные роботы-манипуляторы:
Манипуляторы на заводах используются уже с середины 20-го века. Эти устройства представляют собой автоматизированный механизм, оборудованный специальным отличительным инструментом – так называемой «рукой» манипулятора. Эта «рука» и служит основным действующим органом в различных целях. Если это робот для сварки, рука-манипулятор выполняет сварочные операции, если робот-укладчик, рука служит для укладки и упаковки продукции. Естественно, принцип действия манипулятора зависит от его программирования и оснащения.
Разнообразие роботов-манипуляторов стремительно набирает обороты. На сегодняшний день существует 30 видов манипуляторов. Компании-производители промышленной робототехники представляют свои изобретения, начиная от универсальных манипуляторов до формовщиков готовой продукции. Эти устройства намного доступней, чем кажется, и сегодня даже среднестатистическое предприятие в год может позволить прибрести себе пару подобных механизмов по цене в среднем 2500 долларов за штуку.
Начните с универсальных роботов-манипуляторов. Универсальные промышленные роботы – это высокотехнологичные устройства, служащие для решения задач, связанных с автоматизацией производства. Применяются в основном в машиностроении и металлургии для сварки, резки, обслуживания станков, покраски, полировки, наплавки, механической обработки, распределения клея и наполнителей, плазменного напыления, перемещения грузов и паллетирования.
Компании ABB, Kawasaki и FANUC поставляют универсальных промышленных роботов по цене от 2000 до 4000 долларов в зависимости от функциональности устройства. Данные аппараты способны увеличить скорость и качество обработки деталей, но основными недостатками данных устройств являются неполноценное взаимодействие всех компонентов и невозможность проведения точнейших операций.
На современных машиностроительных и металлургических заводах широкого применения обретают «узкоспециальные» роботы-манипуляторы. Самыми распространенными являются роботы для сварки. Производства, изготавливающие ограниченное количество продукции, могут извлечь выгоду из внедрения автоматизации систем сварки. Этот процесс позволяет сократить количество квалифицированных сварщиков, так как робот работает в 8 раз эффективней человека.
Роботы-сварщики:
Сварочные манипуляторы представляют собой комплекс передовых технологий и комплектующих деталей, запрограммированных на выполнение дуговой и точечной сварки объектов. Манипуляторы служат для сварки ёмкостей, кранов, балок и цистерн. Устройства производят сварку стыковых и угловых швов, сварку прямолинейных и кольцевых швов и другие работы, требующие крайней точности. Преимущества автоматизированной сварки очевидны: манипуляторы обеспечивают высокое качество сварки и идентичность готовой продукции; снижают брак при обработке деталей; увеличивают скорость производства. Внедрение сварочных роботов в производство позволяет предприятиям сократить время изготовления продукции, включая сбор в сварочном кондукторе и процесс сварки с 30 до 7 минут.
При выборе поставщиков сварочного оборудования стоит принимать во внимание, какие компании производители могут дать гарантии качества своих устройств. Самыми квалифицированными специалистами в области автоматизированной сварки являются компании KUKA и Kawasaki . Они поставляют манипуляторы для сварки по цене в среднем $2300 и по отзывам промышленников, которые уже внедрили роботов данных компаний, устройства действительно надежны, эффективны и легки в эксплуатации.
Роботы-сборщики:
Далее рассмотрим манипуляторы для автоматической сборки деталей. Как показывают экономические исследования Московского государственного университета, до 25% всего производственного времени уходит на сборочные операции. Сборочные роботы-манипуляторы в основном представляют собой 6-ти осевые устройства с 6-тью степенями свободы, которые приводятся в действие за счет системы сервоприводов.
Сборочные роботы компаний iRobot и MOTOMAN являются одними из лучших механизмов для автоматизированной сборки. Они доступны на рынке промышленной автоматики по цене в среднем от 2000 долларов. Роботы предлагают высококачественную сборку продукции, поднимая производительность труда на 10-20% и снижая брак на 30-40%. Наибольший эффект от использования сборочных роботов достигается при полной автоматизации всей линии производства.
Роботы-резчики:
Предприятия металлургической промышленности также зачастую используют манипуляторы для резки металла - самостоятельные антропоморфные механизмы. Современные роботы для резки выпускаются с системой отслеживания текущего положения заготовки. По конструкции манипулятор для резки металла – один из самых сложных механизмов. Важным элементом робота является датчик контакта головки инструмента с металлической поверхностью. Бортовой компьютер обеспечивает точность позиционирования до 0,05 мм, чего достаточно для обработки даже небольших деталей, а так же заготовок, требующих особо точной резки. При выборе данных устройств, стоит учесть, что манипулятор должен обладать большой степенью подвижности, что обуславливает наличие большого количества осей и приводов. Такие машины могут предложить компании Daihen и Kawasaki стоимостью по ~ $1300 за шт. Наряду с невысокой стоимостью данные устройства обеспечивают стабильное и точное выполнение резки металла.
Роботы-маляры:
Важным элементом машиностроительных предприятий является окрасочное оборудование. Робототехника успела добиться существенных достижений в области данных устройств. Например, компании Adept и Triton поставляют роботов-манипуляторов для окраски по цене от 2500 долларов. Данные машины оснащены специальными пульверизаторами для окраски деталей и обладают повышенной гибкостью для защиты шлангов при подачи в рабочую зону красящего вещества от механических воздействий, скручивания и излома, загрязнения и запыления, что просто невозможно для выполнения людьми вручную.
Гибочные роботы:
Новаторством на предприятиях тяжелой промышленности является применение гибочных роботов. Робот для гибки – это простой автоматизированный станок, как правило, с гидравлическим или электрическим приводом. В качестве захватывающего приспособления устройства может использоваться как обычный манипулятор, так и пневматические присоски. Основным поставщиком гибочных манипуляторов является компания ROBOMAC , которая предоставляет современные устройства по цене $3165. Устройства способны осуществлять загрузку объекта в гибочную головку, подачу, поворот объекта и выгрузку после гибки. Как правило, результатом становится гибкая система, не требующая никаких дополнительных устройств для работы.
Роботы-грузчики:
В тяжелой и легкой промышленности не обойтись без грузоподъемных средств. Компании ABB, KUKA, FANUC и Epson предоставляют решения в области подъема тяжелых грузов весом больше тонны и транспортировку их от комбината до склада. Мощнейшие системы выполняют приёмку и отправку груза с невероятной скоростью и эффективностью. Стоимость данных «подъемников» зависит от количества и скорости подъема груза и колеблется между 1900 и 4000 долларов США.
Роботы-упаковщики:
Необходимость в сокращении времени внутрипроизводственной логистики, вредная для здоровья среда, тяжелый человеческий труд вызывает потребность в автоматизации процессов паллетирования. Скорость и точность работы роботов-паллетайзеров, несравнимы с человеческим трудом, а эффективность и универсальность значительно выше, чем у стандартной машины для паллетирования. Стоимость данных роботов достаточно высока. К примеру, арендовать на четыре месяца паллетайзер от OKURA стоит $80 000.
Предприятия легкой и пищевой промышленности заинтересованы в быстрой и качественной упаковке продукции с конвейера. Компании KOMATEC, Packmore и Epson предлагают выгодные решения для автоматизированной упаковки готовых изделий. Машины оснащены гибкой рукой-манипулятором, которая позволяет им с ловкостью и осторожностью упаковывать даже самые хрупкие предметы, не разбивая их в отличии от людей-упаковщиков. К примеру, робот-упаковщик от KOMATEC по цене $3700, действует таким образом: просматривает движение конвейера, определив изделие, получает сигнал на электронный блок управления, а тот, в свою очередь, подает команду механической руке взять изделие. Как видим, все движения робота совершаются по программе. Это способствует качественному и быстрому процессу упаковки объектов.
Роботы-сортировщики:
Далее рассмотрим подобных робоупаковщикам манипуляторов-сортировщиков. Эти устройства также оснащены рабочим инструментом и рядом датчиков определения продукции для точной её сортировки. К основным производителям «сортировщиков» относятся MOTOMAN и LEGO. Приобрести их устройства стало как никогда выгодно - от 2800 долларов.
Стоить отметить, что разнообразие манипуляторов не ограничивается вышеперечисленными устройствами. Компании-производители активно занимаются разработкой и внедрением роботизированных систем для наплавки, формовки, полировки и механической обработки продукции, которые с каждым днем становятся всё доступнее для промышленных предприятий.
Роботы для работы с опасными веществами:
Если вы являетесь владельцем химического завода или нефтеперерабатывающего предприятия, вам следует позаботиться о фильтрации рабочего помещения. Современные устройства фильтрации представляют собой различные газо- и пылеулавливатели, а также аппараты для работы с радиоактивными веществами. Газоулавливатели особенно хорошо представлены в ассортименте компании Блиц по цене 700 долларов.
Работа с радиоактивными веществами крайне опасна для человека, поэтому ученые активно работают над разработкой роботов для службы на химических предприятиях. Газо- и пылеулавливатели используются для утилизации опасных для здоровья человека веществ, газов и пыли и способствуют очищению воздуха. Установка одного такого устройства, например пылеулавливателя компании Torit, стоит около 3200 долларов. На крупном предприятии достаточно установить по одному пылеулавливателю в каждом цеху, и чистый воздух и безопасная среда труда гарантированы.
Нефтеперерабатывающие предприятия зачастую нуждаются в качественной проверке трубопроводов на коррозию. Эта проверка очень важна, так как из-за неисправности труб опасные ядовитые вещества могут попадать в окружающую среду и наносить пагубный на неё вред. Проверка трубопроводов изнутри людьми возможна, но лучше переложить этот процесс на роботов. Для проверки трубопроводов на коррозию служит «крошечный робопатруль». Лаборатории и компании робототехники, к примеру, SoCalGas, занимаются разработкой миниатюрных роботов, оснащенных камерами и датчиками, которые самостоятельно перемещаются по трубам и передают видеосъемку в режиме реального времени. На данный момент пока неизвестно, когда роботы будут доступны для продажи и по какой цене, но исследователи уверяют, что стоимость этих удивительных устройств не будет заоблачной.
Программное обеспечение для промышленной автоматики:
Программное обеспечение, как правило, для промышленных роботов пишется с ноля и разрабатывается отдельно для каждого робота. Принцип действия робота зависит от его запрограммированного интеллекта. Ведущие производители промышленной робототехники KUKA, FANUC, MOTOMAN и АВВ уделяют данному вопросу особое внимание и вкладывают приличные средства в разработку программного обеспечения для своих устройств.
Высокоинтеллектуальные роботы способны выполнять все свои движения в соответствии с требующейся манипуляционной операцией. При этом в память устройства управления записывается программа с необходимыми координатами и технологической информацией. Отличительными особенностями промышленных машин, наделенных высокими интеллектуальными способностями, являются:
отсутствие электропривода
высокая точность позиционирования детали за счет расположения органов управления
самостоятельно обслуживаемые механизмы и детали.
Снабженные независимыми приводами и высокоэффективными механизмами, интеллектуальные роботы являются наилучшим выбором для ведения любых точных машиностроительных работ, подходят для подъема грузов, а также применяются в авто- и железнодорожном транспорте.
На данный момент полностью автоматизированные, наделенные искусственным интеллектом машины – дорогостоящее удовольствие. К примеру, компания MOTOMAN сдает свои высокоинтеллектуальные манипуляторы в аренду на месяц за 280 000 долларов.
Заключение:
Таким образом, мы видим, как стремительно роботы развиваются в промышленной сфере. Передовые технологии всё больше освобождают человека от выполнения сложной и рутинной работы. Внедрение робототехники на заводах способно экономить энергоресурсы, снизить уровень загрязнения окружающей среды, уменьшить затраты на рабочую силу и увеличить эффективность производственного процесса. Использование роботизированных технологий предоставляет предприятиям уникальную возможность осуществить эволюционный скачок и оторваться от конкурентов. Ведь окупаемость затрат на роботов уже доказана на практике. Так что, позаботьтесь о своем будущем и о будущем своей страны уже сейчас.
Список RBR50 знаком многим, специализирующимся в области робототехники - это 50 компаний, отобранных в редакции roboticsbusinessreview.com. Принцип отбора таков - в список включаются компании, которые оказали наиболее значимое влияние в области робототехники по итогам 2015 года. Уверен, что вам знакомы большинство этих компаний. А если не все, то стоит обратить внимание не те, что еще не знакомы - это они движут вперед развитие робототехники на планете. Отмечу, что среди них, к сожалению, по-прежнему нет российских компаний.
Другие страны представлены в следующих пропорциях: Германия - 1 (2%), Дания - 1 (2%), Индия - 1 (2%), Канада - 3 (6%), Китай - 2 (4%), Объединенное королевство - 2 (4%), США - 32 (64%), Тайвань - 1 (2%), Швейцария - 2 (4%), Южная Корея - 1 (2%), Япония - 4 (8%).
Остается ждать, когда Россия наконец бросит заниматься тем, чем занимается сейчас, сосредоточит усилия в области развития современных технологий, и попробует вновь стать полноценным участником международного технологического соревнования. Если, конечно, к тому времени не будет слишком поздно.
, США
Частная компания, фокусирующаяся на роботике. США, Berkeley, CA. 3drobotics.com Разрабатывает инновационные, гибкие и надежные персональные беспилотники, а также технологии в области БЛА, предназначенные для частного использования и применений в бизнесе. Платформа Solo предназначена для аэросъемки с последующим анализом данных для составления карт и исследований, 3D-моделирования и так далее. Сегменты рынка: сельское хозяйство, строительство, безопасность, исследования.
, Швейцария
Публичная компания, специализирующаяся в области промышленных роботов и манипуляторов. Штаб-квартира в Цюрихе, Швейцария. Ведущий производитель промышленных роботов, модульных производственных систем и оказания услуг. Компания обращает особое внимание на производительность решений, качество продуктов и безопасность работников. ABB расширяет свою деятельность на новые рынки, а также активно работает в области традиционного производства для повышения его гибкости и конкурентоспособности. Сегменты рынка: энергетика, промышленная автоматизация, цепочки снабжения и ритейл, промышленность, манипуляторы. new.abb.com/products/robotics
, США
Один из лидеров в области поставок мобильных роботов курьеров. Робот автоматизирует внутренние логистические задачи за счет автономной навигации в условиях динамично изменяющейся и сложной рабочей среды, например, доставляя медикаменты и материалы в госпиталях и больницах.
, США
Публичная компания с фокусом на медицинскую робототехнику, ассистивную робототехнику, андроидов, промышленные роботы, манипуляторы, мобильную робототехнику. Штаб-квартира - в США.
Основу робототехнических направлений компании составили приобретенные в 2013 году компании: Boston Dynamics, Bot & Dolly, Holomni, Industrial Perception, Meka Robotics, Redwood Robotics, Schaft, Inc.
, США
Компания является онлайн-ритейлером. Компания обслуживает клиентов в США и во всем мире. Для этого Amazon использует робототехнику в своих логистических цепочках, в частности, роботов KIVA на складах компании.
, США
ASI, Autonomous Solutions, Inc. занимается разработками железа и ПО беспилотных систем для использования в добывающих отраслях, фермерстве, автоматизации, промышленной робототехники, систем безопасности и для военных.
, США
Стартап в области промышленной робототехники, которая комбинирует специализацию в области систем распознавания изображений и автономных мобильных роботов. Цель - повышение эффективности, "прозрачности" и безопасности предприятий и складов.
Carbon Robotics, США
, Канада
Компания специализируется в разработке и производстве беспилотных решений для научных, промышленных и военных применений.
Cyberdyne, Япония
Экзоскелеты HAL3, HAL5, Cyberdyne for Labor Support
, США
Разработка решений для беспилотных и роботизированных автомобилей.
, Китай
Разрабатывает и производит беспилотные системы и камеры для беспилотных систем, предназначенные для использования в хобби-секторе, производстве кинофильмов, сельском хозяйстве, поисковых и спасательных работах, в энергетике и так далее.
Ekso Bionics, США
Экзоскелеты Ekso (eLEGs), ExoClimber, ExoHiker, Energid Technologies, США
EPSON Robots, США
, Япония
Разработка и производство промышленных роботов.
Fetch Robotics, США
, США
Корпорация iRobot разрабатывает и строит роботов для частных потребителей, правительственных структур и промышленных предприятий.
, США
Домашний семейный робот. Социальный робот.
Kawasaki Robotics, США
Knightscope, США
KUKA Robotics, США
Промышленные роботы, разработка и производство
, США
Корпорация специализируется в области создания систем обеспечения глобальной безопасности, разрабатывает производит и интегрирует продукты и услуги. Компания занимается бизнесом в широком спектре отраслей - космос, телеком, электроника. информация, аэронавтика, энергетика, интеграция систем. Известны ее разработки дронов и пассивного экзоскелета Fortis.
, США
Частная компания, специализрующаяся в области мобильных роботов. Предлагает решения для использования на складах, которые могут увеличивать производительность труда в 5-8 раз по сравнению с использованием традиционных методов, основанных на применении электрокаров.
, США
Специализируется на разработке, производстве и продажах роботов для использования в таких отраслях, как электроника, телекоммуникации, коммунальное хозяйство, фармацевтика, пищевая промыщленность, производство компонентов для автоматизации.
Open Bionics, Объединенное Королевство
ReWalk Robotics, США
Медицинские экзоскелеты ReWalk
Robotiq, Канада
Samsung, Южная Корея
Разработка и производство военных роботов, интерес к другим сегментам рынка, например, экзоскелетам.
, США
Компания разрабатывает сервисных автономных роботов для использования в индустрии услуг. Флагманский продукт - это робот Relay, который уже используется в ряде гостиниц США.
Schunk, Германия
, США
Частная компания, фокусирующаяся на мобильной робототехнике. Основана в 2003 году, занимается внедрением технологий на основе компьютерного зрения в отрасль перемещения грузов (товаров на складах). Основной продукт - робокары (робопогрузчики).
Siasun Robot & Automation Co.Ltd., Китай
SoftBank Robotics Corporation, Япония
Дочернее предприятие Aldebaran Robotics, роботы андроидного типа Pepper
Soil Machine Dynamics Ltd., Объединенное Королевство
Swisslog, Швейцария
Логистические системы, складские роботы, роботы-курьеры, например, Transcar
Titan Medical, Канада
Toyota, Япония
ULC Robotics, США
разработчик и производитель роботов-краулеров для ремонта и герметизации трубопроводов (изнутри), например, робот CISBOT
Universal Robotics, Inc., Дания
промышленные коллаборативные роботы серии UR, например, UR-10 и UR-5
Vecna Technologies, США
, США
робот-ассистивные хирургические системы, проще и дешевле по-сравнению с da Vinci
, США
конструкторы для самостоятельной сборки роботов, например, VEX Classroom & Competition Super Kit 276-3000, VEX Dual Control Starter Kit, VEX IQ Super Kit
, США
производитель промышленных роботов.
производитель беспилотников, в том числе БЛА для использования в сельском хозяйстве
, США
Разработка и производство промышленных роботов
Чтобы не пропустить интересную для вас новость, подпишитесь на анонсы публикаций
Отечественный рынок робототехники в настоящее время можно назвать свободной нишей. Производство промышленных роботов в России еще очень далеко от того уровня, когда предложение будет превышать спрос. Многие промышленные компании заключают договора с иностранными компаниями, желая получить больший процент прибыли и увеличить долю на рынке за счет модернизации производства. Отсутствие госпрограмм переориентации отечественного бизнеса на внутренний рынок значительно усложняет и замедляет процесс развития инновационных сфер производства. Но даже в такой ситуации появляются достойные игроки российского рынка робототехники. Компания Ucan – один из лидеров производства коммерческих роботизированных единиц. В арсенале предприятия ряд современных решений и большой штат квалифицированных инженеров-программистов. Совокупность всех факторов указывает на высокий потенциал бренда и его перспективность.
Насколько выгодно производство роботов в России
Всех существующих в настоящее время роботов, применяемых в промышленности, можно классифицировать по таким признакам как:- область применения;
- способ расположения;
- принцип управления;
- внешний вид;
- степень автономности.
- миниатюрные (размером с насекомое) модели с радио модулем и сенсорами;
- масштабные комплексы с нескольким манипуляторами и единым центром управления;
- устройства, напоминающие привычные автомобили, самолеты или корабли;
- отдельно стоящие компактные комплексы (терминалы, фотобудки и т.п.);
- антропоморфные мобильные или стационарные системы.
Какие функции могут выполнять роботы российского производства?
В зависимости от типа устройства роботы могут обладать различным функционалом, в том числе выполнять следующие виды работ:
- комплектовка и монтаж промышленных узлов и деталей (сварка, штамповка, заклепка, сортировка и т.п.);
- слежение и оповещение;
- обслуживание генерирующих и перерабатывающих комплексов;
- консультирование клиентов, предоставление справочной информации и аналитическая деятельность;
- ведение боевых действий;
- обеспечение двухсторонней связи при помощи аудиовизуальных и тактильных узлов.
Продажа роботов в России способствует модернизации производства и бизнеса, предлагая функционал, реализуемый за счет установки в оборудование современных блоков анализа речевой, визуальной и волновой информации. Робототехнический комплекс или отдельная машина получает информацию и обрабатывает её на основе заложенного программного кода. Отечественные роботы наделены всеми необходимыми компонентами и работают по классическим принципам, используемым крупнейшими мировыми производителями.
При помощи продукции предлагаемой компанией Ucan можно создать полностью автоматизированный комплекс, работающий без выходных и перерывов, не требующий заработной платы и даже приносящий неплохую прибыль. Отличным примером может служить модель серии Couch — , выполняющий функции коучера, используемый во время тренингов, курсов корпоративного обучения, семинаров и т.д.
Производство промышленных роботов в России, а также организация проката функциональных автономных систем может стать прибыльным бизнесом при правильном подходе и организации. Компания Ucan приглашает к сотрудничеству представителей крупного бизнеса и частных лиц, ведущих предпринимательскую деятельность. Узнать подробности можно, посетив официальный сайт компании или позвонив по телефону, который обслуживает робот-секретарь
, способный предоставить всю необходимую информацию.