Sanoat roboti. Ishlab chiqarishda robotlar. Avtomat-robotlar

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Bu qurilmalar bugungi kunda milliy iqtisodiyotda ayniqsa talabga ega. K. Chapekning “Robotlar yuksalishi” kitobidagi prototipiga unchalik o‘xshamaydigan sanoat roboti inqilobiy g‘oyalarni aslo oziqlantirmaydi. Aksincha, u asosiy ishlab chiqarish jarayonlarini (yig'ish, payvandlash, bo'yash) ham, yordamchi jarayonlarni ham (yuklash va tushirish, ishlab chiqarish vaqtida mahsulotni mahkamlash, ko'chirish) vijdonan va katta aniqlik bilan bajaradi.

Bunday "aqlli" mashinalardan foydalanish uchta asosiy ishlab chiqarish muammosini samarali hal qilishga yordam beradi:

• mehnat unumdorligini oshirish;
• odamlarning mehnat sharoitlarini yaxshilash;
• inson resurslaridan foydalanishni optimallashtirish.

Sanoat robotlari yirik ishlab chiqarishning asosidir

Ishlab chiqarishdagi robotlar 20-asr oxirida sanoat ishlab chiqarishining sezilarli o'sishi tufayli ommaviy ravishda tarqaldi. Katta seriyali mahsulotlar bunday ishlarning intensivligi va sifatiga bo'lgan ehtiyojni keltirib chiqardi, ularning bajarilishi insonning ob'ektiv imkoniyatlaridan oshib ketadi. Ko'p minglab malakali ishchilarni ish bilan ta'minlash o'rniga zamonaviy texnologik zavodlar ishlab turibdiuzluksiz yoki uzluksiz tsikllarda ishlaydigan ko'plab yuqori samarali avtomatik liniyalar.

Sanoat robotlarining keng qoʻllanilishini eʼlon qilgan bunday texnologiyalarni ishlab chiqish boʻyicha yetakchilar Yaponiya, AQSh, Germaniya, Shvetsiya va Shveytsariya hisoblanadi. Yuqoridagi mamlakatlarda ishlab chiqarilgan zamonaviy sanoat robotlari ikkita katta guruhga bo'lingan. Ularning turlari ikkita tubdan farq qiluvchi boshqaruv usullariga mansubligi bilan belgilanadi:

• avtomatik manipulyatorlar;
• inson tomonidan masofadan boshqariladigan qurilmalar.

Ular nima uchun ishlatiladi?

Ularni yaratish zarurati 20-asr boshlarida muhokama qilina boshlandi. Biroq, o'sha paytda rejani amalga oshirish uchun elementar baza yo'q edi. Bugungi kunda, zamon talabiga binoan, robotlashtirilgan mashinalar eng texnologik rivojlangan sanoat tarmoqlarida qo'llaniladi.

Afsuski, butun sanoat tarmoqlarini bunday “aqlli” mashinalar bilan qayta jihozlash sarmoya yetishmasligi tufayli toʻsqinlik qilmoqda. Garchi ulardan foydalanishning foydasi dastlabki pul xarajatlaridan aniq ko'proq bo'lsa-da, chunki ular nafaqat avtomatlashtirish haqida, balki ishlab chiqarish va mehnat sohasidagi chuqur o'zgarishlar haqida gapirishga imkon beradi.

Sanoat robotlaridan foydalanish mehnat zichligi va aniqligi boʻyicha inson kuchidan tashqari ishlarni samaraliroq bajarish imkonini berdi: qismlarni yuklash/tushirish, yigʻish, saralash, yoʻn altirish; blankalarni bir robotdan boshqasiga, tayyor mahsulotlarni esa omborga o'tkazish; nuqtali payvandlash va tikuvlarni payvandlash; mexanik va elektron qismlarni yig'ish; kabel yotqizish; kesishmurakkab kontur bo'ylab blankalar.

Sanoat robotining bir qismi sifatidagi manipulyator

Funktsional jihatdan bunday «aqlli» mashina qayta dasturlashtiriladigan ACS (avtomatik boshqaruv tizimi) va ishchi organdan (sayohat tizimi va mexanik manipulyator) iborat. Agar ACS odatda juda ixcham bo'lsa, vizual ravishda yashirin bo'lsa va darhol ko'zni qamashtirmasa, u holda ishchi organ shunday xarakterli ko'rinishga ega bo'lib, sanoat roboti odatda quyidagicha nomlanadi: "robot-manipulyator".

Ta'rifga ko'ra, manipulyator - bu kosmosda ishchi yuzalar va mehnat ob'ektlarini harakatga keltiradigan qurilma. Ushbu qurilmalar ikki turdagi havolalardan iborat. Birinchisi progressiv harakatni ta'minlaydi. Ikkinchisi - burchakli siljish. Bunday standart havolalar harakati uchun pnevmatik yoki gidravlik (kuchli) haydovchidan foydalanadi.

Inson qoʻli bilan oʻxshashlik asosida yaratilgan manipulyator qismlar bilan ishlash uchun texnologik ushlagich bilan jihozlangan. Ushbu turdagi turli xil qurilmalarda to'g'ridan-to'g'ri ushlash ko'pincha mexanik barmoqlar tomonidan amalga oshirildi. Yassi yuzalar bilan ishlaganda ob'ektlar mexanik so'rg'ichlar yordamida olinadi.

Agar manipulyator bir vaqtning o'zida ko'plab shunga o'xshash ish qismlari bilan ishlashi kerak bo'lsa, unda qo'lga olish maxsus keng dizayn tufayli amalga oshirildi.

Manipulator o'rniga tutqich o'rniga ko'pincha mobil payvandlash uskunalari, maxsus texnologik purkagich yoki oddiyginatornavida.

Robot qanday harakat qiladi

Avtomat-robotlar odatda kosmosda ikki turdagi harakatga moslashadi (shu bilan birga ularning ba'zilarini statsionar deb atash mumkin). Bu muayyan ishlab chiqarish shartlariga bog'liq. Agar silliq sirt ustida harakatlanishni ta'minlash zarur bo'lsa, u yo'nalishli monoray yordamida amalga oshiriladi. Agar turli darajalarda ishlash talab etilsa, pnevmatik assimilyatsiya stakanlari bilan "yurish" tizimlari qo'llaniladi. Harakatlanuvchi robot fazoviy va burchak koordinatalarida mukammal yo'n altirilgan. Bunday qurilmalarning zamonaviy joylashishni aniqlash moslamalari birlashtirilgan bo'lib, ular texnologik bloklardan iborat bo'lib, og'irligi 250 dan 4000 kg gacha bo'lgan ish qismlarini yuqori aniqlikda harakatlanishiga imkon beradi.

Dizayn

Ko'rib chiqilayotgan avtomatlashtirilgan mashinalarning ko'p tarmoqli tarmoqlarda qo'llanilishi ularning asosiy tarkibiy bloklarini ma'lum darajada birlashtirishga olib keldi. Zamonaviy sanoat robot-manipulyatorlari o'z dizayniga ega:

• qismni ushlash moslamasini (tutish) mahkamlash uchun ishlatiladigan ramka - aslida ishlov berishni amalga oshiradigan bir turdagi "qo'l";
• qoʻllanma bilan ushlang (ikkinchisi "qoʻl"ning kosmosdagi holatini aniqlaydi);
• energetikani eksa bo'yicha moment shaklida boshqaradigan, aylantiradigan va uzatuvchi qurilmalarni qo'llab-quvvatlaydi (ular tufayli sanoat roboti harakatlanish potentsialini oladi);
• o`ziga yuklangan dasturlarning bajarilishini monitoring qilish va boshqarish tizimi; yangi dasturlarni qabul qilish; sensorlardan keladigan ma'lumotlarni tahlil qilish va shunga mos ravishdauni ta'minlovchi qurilmalarga o'tkazish;
• ishchi qismning joylashishni aniqlash tizimi, manipulyatsiya o'qlari bo'ylab pozitsiyalar va harakatlarni o'lchash.

Sanoat robotlarining tongi

Yaqin o'tmishga qaytaylik va sanoat avtomatik mashinalarining yaratilish tarixi qanday boshlanganini eslaylik. Birinchi robotlar 1962 yilda AQShda paydo bo'lgan va ular Union Incorporated va Versatran tomonidan ishlab chiqarilgan. Garchi, aniq qilib aytadigan bo'lsak, ular shunga qaramay, amerikalik muhandis D. Devol tomonidan yaratilgan Unimate sanoat robotini chiqardilar, u o'zining perfokartalar yordamida dasturlashtirilgan o'ziyurar qurollarini patentladi. Bu yaqqol texnik yutuq bo‘ldi: “aqlli” mashinalar o‘z marshrutidagi yo‘nalish nuqtalarining koordinatalarini eslab qolishdi va ishni dasturga muvofiq bajarishdi.

Unimate kompaniyasining birinchi sanoat roboti pnevmatik qo'zg'aluvchan ikki barmoqli tutqich va besh darajali erkin gidravlik qo'l bilan jihozlangan. Uning xarakteristikalari 1,25 mm aniqlik bilan 12 kg qismni siljitish imkonini berdi.

Xuddi shu nomdagi kompaniya tomonidan ishlab chiqarilgan yana bir Versatran robot qo'li soatiga 1200 dona g'ishtni o'choqqa yuklagan va tushirgan. U odamlarning sog'lig'iga zarar etkazadigan muhitda ishini yuqori harorat bilan muvaffaqiyatli almashtirdi. Uni yaratish g'oyasi juda muvaffaqiyatli bo'ldi va dizayn shunchalik ishonchliki, ushbu brendning ba'zi mashinalari bizning davrimizda ishlashda davom etmoqda. Va bu ularning resursi yuz minglab soatlardan oshganiga qaramay.

E'tibor bering, sanoat robotlarining birinchi avlodiqiymat jihatidan u 75% mexanika va 25% elektronikani o'z zimmasiga oldi. Bunday qurilmalarni qayta sozlash vaqt talab qildi va uskunaning ishlamay qolishiga olib keldi. Ularni yangi ishni bajarish uchun ishlatish uchun boshqaruv dasturi almashtirildi.

Ikkinchi avlod robot mashinalari

Tez orada ma'lum bo'ldi: barcha afzalliklarga qaramay, birinchi avlod mashinalari nomukammal bo'lib chiqdi … Ikkinchi avlod sanoat robotlarini yanada nozik boshqarishni o'z zimmasiga oldi - adaptiv. Birinchi qurilmalar ishlayotgan muhitga buyurtma berishni talab qildi. Oxirgi holat ko'pincha yuqori qo'shimcha xarajatlarni anglatadi. Bu ommaviy ishlab chiqarishni rivojlantirish uchun juda muhim edi.

Taraqqiyotning yangi bosqichi koʻplab sensorlarning rivojlanishi bilan ajralib turdi. Ularning yordami bilan robot "hissiyot" deb nomlangan sifatni oldi. U tashqi muhit to'g'risida ma'lumot olishni va unga mos ravishda eng yaxshi harakat yo'nalishini tanlashni boshladi. Masalan, u ishtirok etish va u bilan to'siqni chetlab o'tishga imkon beradigan ko'nikmalarga ega bo'ldi. Ushbu harakat qabul qilingan ma'lumotni mikroprotsessor bilan qayta ishlash tufayli sodir bo'ladi, keyinchalik ular nazorat dasturlari o'zgaruvchilariga kiritilgan, aslida robotlar tomonidan boshqariladi.

Asosiy ishlab chiqarish operatsiyalarining turlari (payvandlash, bo'yash, yig'ish, turli xil ishlov berish) ham moslashtiriladi. Ya'ni, ularning har birini bajarayotganda yuqoridagi ishlarning har qanday turi sifatini yaxshilash uchun multivariantlik ishga tushiriladi.

Sanoat manipulyatorlari asosan dasturiy ta'minot bilan boshqariladi. Boshqarish apparativazifalari sanoat mini-kompyuterlari PC/104 yoki MicroPC. E'tibor bering, moslashuvchan boshqaruv multivariant dasturiy ta'minotga asoslangan. Bundan tashqari, dasturning ishlash turini tanlash bo'yicha qaror robot tomonidan detektorlar tomonidan tasvirlangan muhit haqidagi ma'lumotlar asosida qabul qilinadi.

Ikkinchi avlod robotining ishlashining o'ziga xos xususiyati - har biri tashqi muhitdan olingan ma'lum ko'rsatkichlarda faollashtirilgan belgilangan ish rejimlarining dastlabki mavjudligi.

Robotlarning uchinchi avlodi

Uchinchi avlodning avtomatik robotlari vazifa va tashqi muhit sharoitiga qarab mustaqil ravishda oʻz harakatlari dasturini yaratishga qodir. Ularda "cheat varaqlari" yo'q, ya'ni tashqi muhitning muayyan variantlari uchun bo'yalgan texnologik harakatlar. Ular o'z ishlarining algoritmini mustaqil ravishda optimal tarzda qurish, shuningdek uni amalda tezda amalga oshirish qobiliyatiga ega. Bunday sanoat robotining elektronikasi narxi uning mexanik qismidan o'n baravar qimmat.

Datchiklar tufayli biror qismni suratga oladigan eng yangi robot buni qanchalik yaxshi bajarganini “biladi”. Bundan tashqari, ushlash kuchining o'zi (kuchli fikr-mulohazalar) qism materialining mo'rtligiga qarab tartibga solinadi. Ehtimol, shuning uchun sanoat robotlarining yangi avlodi qurilmasi aqlli deb nomlanadi.

Siz tushunganingizdek, bunday qurilmaning "miyasi" uning boshqaruv tizimidir. Eng istiqbolli - sun'iy usullarga muvofiq amalga oshirilgan tartibga solishrazvedka.

Ushbu mashinalarga razvedka ilova paketlari, programlanadigan mantiqiy kontrollerlar, modellashtirish vositalari orqali beriladi. Ishlab chiqarishda sanoat robotlari tarmoqqa ulangan bo'lib, inson-mashina tizimi o'rtasidagi o'zaro ta'sirning tegishli darajasini ta'minlaydi. Shuningdek, amalga oshirilgan dasturiy taʼminot simulyatsiyasi tufayli bunday qurilmalarning kelajakda ishlashini bashorat qilish uchun vositalar ishlab chiqilgan boʻlib, bu sizga harakat va tarmoq ulanishi konfiguratsiyasi uchun eng yaxshi variantlarni tanlash imkonini beradi.

Dunyoning yetakchi robot kompaniyalari

Bugungi kunda sanoat robotlaridan foydalanish yapon (Fanuc, Kawasaki, Motoman, OTC Daihen, Panasonic), Amerika (KC Robots, Triton Manufacturing, Kaman Corporation), Germaniya (Kuka) kabi yetakchi kompaniyalar tomonidan taʼminlanadi.

Bu firmalar nimasi bilan dunyoga mashhur? Fanucning aktivlari qatoriga hozirgi kunga qadar eng tezkor delta robot M-1iA (bunday mashinalar odatda qadoqlash uchun ishlatiladi), seriyali robotlarning eng kuchlisi - M-2000iA, ArcMate payvandlash robotlari butun dunyoda tan olingan.

Kuka tomonidan ishlab chiqarilgan sanoat robotlariga talab kam emas. Bu mashinalar ishlov berish, payvandlash, yig‘ish, qadoqlash, palletlash, yuklashni nemis aniqligi bilan amalga oshiradi.

AQSh bozorida faoliyat yurituvchi Motoman (Yaskawa) yapon-amerika kompaniyasining mahsulot assortimenti ham hayratlanarli: sanoat robotlarining 175 ta modeli, shuningdek, 40 dan ortiq integratsiyalashgan yechimlar. AQShda ishlab chiqarishda qo'llaniladigan sanoat robotlari asosan ushbu sohaning etakchisi tomonidan ishlab chiqariladikompaniya.

Biz vakillik qiladigan boshqa firmalarning aksariyati torroq assortimentdagi maxsus asboblarni ishlab chiqarish orqali o'z o'rnini to'ldiradi. Masalan, Daihen va Panasonic payvandlash robotlarini ishlab chiqaradi.

Avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishni tashkil etish usullari

Agar biz avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishni tashkil etish haqida gapiradigan bo'lsak, unda dastlab qattiq chiziqli printsip amalga oshirildi. Biroq, ishlab chiqarish tsiklining etarlicha yuqori tezligida u sezilarli kamchilikka ega - nosozliklar tufayli ishlamay qolish vaqti. Shu bilan bir qatorda, aylanish texnologiyasi ixtiro qilindi. Ishlab chiqarishning bunday tashkil etilishi bilan ish qismi ham, avtomatlashtirilgan chiziqning o'zi ham (robotlar) aylana bo'ylab harakatlanadi. Bunday holda, mashinalar funktsiyalarni takrorlashi mumkin va nosozliklar deyarli istisno qilinadi. Biroq, bu holda, tezlik yo'qoladi. Jarayonni ideal tashkil etish yuqoridagi ikkitasining gibrididir. U aylanuvchi konveyer deb ataladi.

Sanoat roboti moslashuvchan avtomatik ishlab chiqarish elementi sifatida

Zamonaviy "aqlli" qurilmalar tezda qayta konfiguratsiya qilinadi, yuqori mahsuldorlikka ega va o'z uskunalari, ishlov berish materiallari va ish qismlari yordamida mustaqil ravishda ishlarni bajaradi. Foydalanish xususiyatlariga qarab, ular bitta dastur doirasida ham, ishini o'zgartirish orqali ham, ya'ni taqdim etilgan dasturlarning belgilangan sonidan to'g'risini tanlash orqali ishlashi mumkin.

Sanoat roboti moslashuvchan avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishning tarkibiy elementi (umumiy qabul qilingan qisqartma - GAP). Oxirgishuningdek quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• kompyuterli dizayn tizimi;
• ishlab chiqarishning texnologik jihozlarini avtomatlashtirilgan boshqarish kompleksi;
• sanoat robot qurollari;
• Avtomatik ishlab chiqarish transporti;
• yuklash/tushirish va joylashtirish qurilmalari;
• ishlab chiqarish jarayonini boshqarish tizimlari;
• avtomatik ishlab chiqarishni boshqarish.

Robotlardan foydalanish amaliyoti haqida batafsil

Haqiqiy sanoat ilovalari zamonaviy robotlardir. Ularning turlari har xil bo‘lib, sanoatning strategik muhim sohalarida yuqori mahsuldorlikni ta’minlaydi. Xususan, zamonaviy Germaniya iqtisodiyoti o'sib borayotgan potentsialning katta qismini ularning qo'llanilishiga qarzdor. Bu “temirchilar” qaysi sohalarda ishlaydi? Metallga ishlov berishda ular deyarli barcha jarayonlarda ishlaydi: quyish, payvandlash, zarb qilish, ish sifatining eng yuqori darajasini ta'minlaydi.

Inson mehnati uchun ekstremal sharoitlarga ega sanoat (yuqori harorat va ifloslanish degani) sifatida quyish asosan robotlashtirilgan. Kuka mashinalari hatto quyish zavodlarida ham yig'iladi.

Oziq-ovqat sanoati ham Kukadan ishlab chiqarish uchun uskunalar oldi. "Oziq-ovqat robotlari" (fotosuratlar maqolada keltirilgan) ko'pincha odamlarni maxsus sharoitlar bilan almashtiradi. Isitiladigan xonalarda mikroiqlimni ta'minlaydigan mashinalar ishlab chiqarishda taqsimlanadiharorat 30 darajadan oshmaydi. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan robotlar go'shtni mohirlik bilan qayta ishlaydi, sut mahsulotlari ishlab chiqarishda ishtirok etadi va, albatta, mahsulotlarni optimal tarzda yig'adi va qadoqlaydi.

Bunday qurilmalarning avtomobilsozlik sanoatiga qo'shgan hissasini ortiqcha baholash qiyin. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, bugungi kunda eng kuchli va samarali mashinalar aynan "Oshpaz" robotlaridir. Avtomatik yig'ish operatsiyalarining barcha turlarini amalga oshiradigan bunday qurilmalarning fotosuratlari ta'sirchan. Shu bilan birga, avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish haqida gapirish vaqti keldi.

Plastmassalarni qayta ishlash, plastmassa ishlab chiqarish, turli materiallardan eng murakkab qismlarni ishlab chiqarish inson salomatligi uchun haqiqatan ham zararli bo'lgan ifloslangan muhitda ishlab chiqarishda robotlar tomonidan ta'minlanadi.

"Oshpaz" agregatlarini qo'llashning yana bir muhim sohasi - bu yog'ochga ishlov berish. Bundan tashqari, tavsiflangan qurilmalar barcha bosqichlarda - birlamchi qayta ishlash va arralashdan tortib frezalash, burg'ulash, silliqlashgacha bo'lgan barcha bosqichlarda individual buyurtmalarni bajarishni va keng ko'lamli ommaviy ishlab chiqarishni yo'lga qo'yishni ta'minlaydi.

Narxlar

Hozirda Kuka va Fanuc kompaniyalari tomonidan ishlab chiqarilgan robotlar Rossiya va MDH bozorlarida talabga ega. Ularning narxi 25 000 dan 800 000 rublgacha. Bunday ta'sirchan farq turli xil modellarning mavjudligi bilan izohlanadi: standart past quvvatli (5-15 kg), maxsus (maxsus vazifalarni hal qilish), ixtisoslashgan (nostandart muhitda ishlaydigan), katta hajmli (4000 tonnagacha)).

Xulosa

Sanoat robotlarining salohiyatidan hali toʻliq foydalanilmayotganini tan olish kerak. Shu bilan birga, mutaxassislarning sa'y-harakatlari tufayli zamonaviy texnologiyalar yanada dadil g'oyalarni amalga oshirish imkonini beradi.

Jahon iqtisodiyoti unumdorligini oshirish va intellektual inson mehnati ulushini maksimal darajada oshirish zarurati sanoat robotlarining tobora koʻproq yangi turlari va modifikatsiyalarini ishlab chiqish uchun kuchli ragʻbat boʻlib xizmat qilmoqda.