Industrijski roboti u suvremenoj proizvodnji — vrste i uređaji

Industrijski roboti danas se široko koriste u ljudskoj proizvodnji. Služe kao jedno od najučinkovitijih sredstava mehanizacije i automatizacije transporta i teretnih operacija, kao i mnogih tehnoloških procesa.

Pozitivan učinak uvođenja industrijskih robota obično se uočava istovremeno s nekoliko strana: povećava se produktivnost rada, poboljšava kvaliteta konačnog proizvoda, smanjuju se troškovi proizvodnje, poboljšavaju se uvjeti rada za čovjeka i konačno, prijelaz poduzeća iz puštanje jedne vrste proizvoda u drugu uvelike je olakšano.

No, da bi se postigao tako opsežan i višestruk pozitivan učinak uvođenja industrijskih robota na već uhodanu ručnu proizvodnju, potrebno je unaprijed izračunati planirane troškove za sam proces implementacije, za cijenu robota i također odvagnuti je li složenost vašeg proizvodnog i tehnološkog procesa općenito primjerena za plan modernizacije koji će vam pomoći u instaliranju industrijskih robota.

Zapravo, ponekad je proizvodnja u početku toliko pojednostavljena da je instaliranje robota jednostavno nepraktično, pa čak i štetno. Osim toga, bit će potrebno kvalificirano osoblje za postavljanje, održavanje, programiranje robota, au procesu rada - pomoćni uređaji itd. Važno je o tome unaprijed voditi računa.

Na ovaj ili onaj način, robotska bespilotna rješenja u proizvodnji danas postaju sve relevantnija, makar samo zato što je štetan utjecaj na ljudsko zdravlje sveden na minimum. Dodajmo ovdje i razumijevanje da se puni ciklus obrade i ugradnje odvija brže, bez pauza za pauze i bez grešaka svojstvenih bilo kojoj proizvodnji u kojoj umjesto robota radi živa osoba. Ljudski faktor, nakon postavljanja robota i pokretanja tehnološkog procesa, praktički je isključen.

Danas je ručni rad u većini slučajeva zamijenjen radom robotskog manipulatora: držanje alata, fiksacija alata, zadržavanje obratka, uvlačenje u radni prostor. Ograničenja nameću samo: nosivost, ograničen radni prostor, unaprijed programirani pokreti.

Industrijski robot može pružiti:

• visoka produktivnost zahvaljujući brzom i točnom pozicioniranju; bolja učinkovitost, jer nema potrebe za isplatom plaća ljudima koje zamjenjuje, dovoljan je jedan operater;

• visoka kvaliteta — točnost reda od 0,05 mm, mala vjerojatnost braka;

• sigurnost za ljudsko zdravlje, na primjer, zbog činjenice da je prilikom slikanja ljudski kontakt s bojama i lakovima sada isključen;

• Konačno, radno područje robota je strogo ograničeno i zahtijeva minimalno održavanje, čak i ako je radno okruženje kemijski agresivno, materijal robota će izdržati ovaj udar.

Povijesno gledano, prvog patentiranog industrijskog robota 1961. godine izdao je Unimation Inc za tvornicu General Motors u New Jerseyju. Redoslijed radnji robota bilježi se u obliku koda na magnetskom bubnju i izvodi u generaliziranim koordinatama. Za izvođenje radnji robot koristi hidraulička pojačala. Kasnije je ova tehnologija prenijeta na japanski Kawasaki Heavy Industries i engleski Guest, Keen i Nettlefolds, pa se proizvodnja robota Unimation Inc donekle proširila.

Do 1970. godine Sveučilište Stanford razvilo je prvog robota koji je po mogućnostima sličio ljudskoj ruci sa 6 stupnjeva slobode, kojim je upravljalo računalo i imao je električne pogone. Istodobno ga razvija japanska tvrtka Nachi. Njemački KUKA Robotics će 1973. demonstrirati Famulus robota sa šest osi, a švicarski ABB Robotics će sada početi prodavati robota ASEA, također sa šest osi i elektromehanički pokretan.

Godine 1974. japanska tvrtka Fanuc uspostavila je vlastitu proizvodnju. Godine 1977. proizveden je prvi Yaskawa robot.S razvojem računalne tehnologije roboti se sve više uvode u automobilsku industriju: početkom 1980-ih General Motors je uložio četrdeset milijardi dolara u formiranje vlastitog sustava automatizacije tvornice.

Godine 1984. domaći Avtovaz dobiva licencu od KUKA Roboticsa i počinje proizvoditi robote za vlastite proizvodne linije. Gotovo 70% svih robota na svijetu do 1995. bit će u Japanu, na domaćem tržištu. Na taj će se način industrijski roboti konačno etablirati u automobilskoj industriji.

Kako proizvodnja automobila ide bez zavarivanja? Nema šanse. Tako ispada da su sve automobilske industrije u svijetu opremljene stotinama robotskih kompleksa za zavarivanje. Svaki peti industrijski robot bavi se zavarivanjem. Sljedeća potražnja je robotski utovarivač, ali na prvom mjestu su argonsko i točkasto zavarivanje.

Nijedno ručno zavarivanje ne može se mjeriti kvalitetom šava i stupnjem kontrole procesa sa specijaliziranim robotom. Što je s laserskim zavarivanjem, gdje se s udaljenosti do 2 metra pomoću fokusiranog lasera tehnološki proces odvija s točnošću od 0,2 mm — jednostavno je nezamjenjiv u zrakoplovnoj konstrukciji i medicini. Dodajte tome integraciju s CAD/CAM digitalnim sustavima.

Robot za zavarivanje ima tri glavne radne jedinice: radno tijelo, računalo koje upravlja radnim tijelom i memoriju. Radno tijelo je opremljeno ručkom u obliku ruke. Tijelo ima slobodu kretanja duž tri osi (X, Y, Z), a sama hvataljka se može okretati oko tih osi. Sam robot se može kretati duž vodilica.

Nijedan moderni proizvodni pogon ne može bez istovara i utovara, bez obzira na veličinu i težinu proizvoda. Robot će samostalno ugraditi izradak u stroj, zatim ga rasteretiti i postaviti. Robot može komunicirati s nekoliko strojeva istovremeno. Naravno, ne možemo ne spomenuti u ovom kontekstu i utovar prtljage u zračnoj luci.

Roboti već sada omogućuju smanjenje troškova osoblja na minimum. Ne radi se samo o jednostavnim funkcijama poput bušenja ili rada pećnice. Roboti su sposobni dizati više utega u mnogo težim uvjetima, a pritom se ne umaraju i troše znatno manje vremena nego što bi živa osoba.

U ljevaonicama i kovačnicama, primjerice, tradicionalno su vrlo teški uvjeti za ljude. Ova vrsta proizvodnje je na trećem mjestu nakon istovara i utovara po robotizaciji. Nije slučajnost da su gotovo sve europske ljevaonice sada opremljene automatiziranim sustavima s industrijskim robotima. Trošak implementacije robota košta poduzeće stotine tisuća dolara, ali na raspolaganju mu se pojavljuje vrlo fleksibilan kompleks, koji je više nego nadoknađen.

Robotski laser i rezanje plazmom poboljšati tradicionalne linije s plazma bakljama. Trodimenzionalno rezanje i rezanje kutova i I-nosača, priprema za daljnju obradu, zavarivanje, bušenje. U automobilskoj industriji ova tehnologija je jednostavno nezamjenjiva, budući da se rubovi proizvoda moraju točno i brzo rezati nakon utiskivanja i oblikovanja.

Jedan takav robot može kombinirati i zavarivanje i rezanje.Produktivnost je povećana uvođenjem rezanja vodenim mlazom, čime se eliminira nepotrebno izlaganje materijala toplini.Tako se u Renaultovoj robotskoj tvornici u Francuskoj u dvije i pol minute izrezuju sve male rupe u metalu Renault Espace coupea.

U proizvodnji namještaja, automobila i drugih proizvoda, robotsko savijanje cijevi koje uključuje radnu glavu je korisno kada cijev postavlja robot i savija je vrlo brzo. Takva cijev sada može biti opremljena raznim elementima koji neće ometati proces savijanja igala od strane robota.

Rubljenje, bušenje i glodanje - što može biti lakše za robota, bilo da se radi o metalu, drvu ili plastici. Precizni i izdržljivi manipulatori rješavaju ove zadatke s praskom. Radno područje nije ograničeno, dovoljno je instalirati produženu os ili nekoliko kontroliranih osi, što će dati izvrsnu fleksibilnost plus veliku brzinu. Ne može se to učiniti.

Frekvencije rotacije alata za mljevenje dosežu desetke tisuća okretaja u minuti, a brušenje šavova potpuno se pretvara u niz jednostavnih ponavljajućih pokreta. Ali u prošlosti se brušenje i abrazivna obrada površine smatralo nečim prljavim i teškim, a također i vrlo štetnim. Pasta se sada automatski dovodi tijekom obrade filca nakon prolaska abrazivne trake. Brzo i sigurno za operatera.

Izgledi za industrijsku robotiku su ogromni, budući da se roboti temeljno mogu uvesti u gotovo svaki proizvodni proces i to u neograničenim količinama.Kvaliteta automatskog rada ponekad je toliko visoka da je jednostavno nedostižna za ljudske ruke. Postoje cijele velike industrije u kojima su pogreške i netočnosti neprihvatljive: proizvodnja zrakoplova, precizna medicinska oprema, ultraprecizno oružje itd. O povećanju konkurentnosti pojedinih poduzeća i pozitivnom učinku na njihovo gospodarstvo da i ne govorimo.