Сейчас производственные предприятия переходят на интеллектуальное производство, и внедрение промышленных роботов — выбор большинства людей. Типичные области применения промышленных роботов включают сварку, покраску, сборку, сбор и размещение (например, упаковку, укладку на поддоны и SMT), проверку и тестирование продукции; Все работы выполняются с эффективностью, долговечностью, скоростью и точностью. Технологии промышленной робототехники быстро меняются и с годами делают поразительные успехи, начиная от обычных самовывоза и заканчивая высокоточными коллаборативными роботами.
В фабричном цеху вы не увидите бегающих или прыгающих роботов, как роботы Boston Dynamics. Но вы увидите, что они работают безупречно, освобождая работников от опасных, скучных и повторяющихся задач.
Недавно Национальный институт стандартов и технологий США определил четыре типа роботов, наиболее подходящих для обрабатывающей промышленности: шарнирно-сочлененные роботы, роботы SCARA, декартовы роботы и коллаборативные роботы.
Первый. Шарнирный робот
Шарнирные роботы — это роботы, которые имеют шарнирную двухзвенную компоновку, аналогичную нашим человеческим рукам. Шарнирно-сочлененные роботы можно классифицировать по количеству точек вращения, при этом некоторые устройства имеют до семи степеней свободы. Механическая сложность этих устройств делает их относительно дорогими и немного медленнее, чем другие типы.
По данным InteractAnalysis, шарнирные роботы остаются самым крупным типом роботов. На шарнирные роботы приходилось 59,6% мировых поставок в 2019 году, и ожидается, что к 2023 году они составят 57,5% всего рынка.
Преимущество шарнирных роботов заключается в том, что они могут обходить препятствия, которые блокируют другие типы роботов. Эти устройства, пожалуй, самые распространенные на сегодняшний день. Их можно использовать для: захвата, раздачи, упаковки, деталей и сварки и т. д.
Второй. СКАР Робот
Роботы SCARA, горизонтальные многошарнирные роботы-манипуляторы, они могут двигаться по осям x и y, но руки являются жесткими в направлении оси Z и фиксируются на месте по оси z. В результате робот SCARA обладает избирательной податливостью, что дает преимущества в некоторых сборочных операциях, таких как вставка круглого штифта в круглое отверстие.
Робот SCARA, фото: ADTECH
Меньшая свобода SCARA означает меньшее количество двигателей, более простые расчеты управления и алгоритмы управления, а также меньшую вычислительную мощность. Между базой и строящейся частью меньше осей, что также означает уменьшение совокупной ошибки.
Важным соображением в робототехнике производственных цехов является то, насколько далеко робот может работать от пьедестала по сравнению с площадью земли, занимаемой самим пьедесталом, и SCARA в этом отношении очень выгодна, поскольку обычно занимает меньше места на фабричном этаже.
Хотя машина SCARA относительно ограничена, в целом это более быстрый, дешевый, более точный и простой в управлении робот.
Третий. Декартовы роботы
Декартовский робот, также известный как декартовый робот, может двигаться сразу по трем осям (длина, ширина и высота). Благодаря присущей этой конструкции прочности ее можно использовать при самых тяжелых нагрузках.
Отличие декартовых роботов от роботов SCARA заключается в возможности перемещения по оси z. По сравнению с этими двумя, SCARA будет реагировать быстрее, оборудование будет относительно чистым, его одноместное установочное сиденье требует небольшой площади, поэтому это может быть более простой и беспрепятственный способ установки. С другой стороны, SCARA будет дороже традиционной декартовой роботизированной руки, а управляющему программному обеспечению потребуется инверсионный кинематический механизм для линейной анимации движения. Более того, декартовы роботы могут использоваться для сбора, сборки и даже распределения таких материалов, как клей.
Четвертый. COBOT (Кооперативный робот)
Коллаборативный робот (сокращенно кобот) — это робот, предназначенный для тесного взаимодействия с людьми в коворкинг-пространстве. До 2010 года большинство промышленных роботов проектировались для работы автономно или с ограниченным руководством, поэтому им не нужно было беспокоиться о тесном взаимодействии с людьми, а их действия не должны были беспокоить безопасность окружающих их людей. — это особенности, которые коллаборативные роботы должны учитывать.
Как описано Международной федерацией робототехники (IFR), коллаборативные промышленные роботы (COBOTS) предназначены для совместной работы с людьми для выполнения задач в промышленности. Согласно IFR, это сотрудничество происходит на четырех уровнях:
Отдельные единицы: люди и роботы работают рядом, но в разных физических рабочих местах. Нет взаимодействия человека с компьютером или синхронизации.
Последовательное сотрудничество: есть некоторые пересечения между рабочими пространствами человека и робота. Однако действие одного участника начинается только после завершения действия другого участника.
Сотрудничество: люди и работники, работающие вместе.
Отзывчивое сотрудничество: роботы реагируют на действия человека в режиме реального времени.
Эти уровни показаны ниже. Зеленая область представляет собой рабочее пространство робота, а желтая область представляет рабочее пространство работника.
Последовательная совместная работа — это наиболее продвинутый уровень, обычно применяемый на современных фабриках, и его необходимо реализовать с помощью машинного зрения и искусственного интеллекта. Кроме того, тангенциальные ветви коллаборативных роботов — это роботы, используемые в хирургических операциях, таких как первая роботизированная хирургия глаза, проведенная в 2016 году. кобот от его разработчиков. Каждое движение робота контролируется хирургом, но с точностью, до которой не может приблизиться ни одна человеческая рука.
Благодаря роботизированному управлению хирурги могут оперировать через меньшие разрезы, сокращая количество инвазивных процедур и ускоряя выздоровление пациентов.
Очевидно, что такой уровень точности и точного управления двигателем можно найти в бесчисленных приложениях в промышленных условиях. Однако в настоящее время высокоточные коллаборативные роботы слишком дороги для обычных производственных предприятий.