Производственные предприятия постепенно переходят от отдельных автоматизированных операций к более гибким роботизированным системам. Одним из вариантов такой автоматизации являются коллаборативные роботы, которые могут использоваться для выполнения повторяющихся действий, перемещения изделий, обслуживания оборудования и других задач.
Коботы особенно интересны предприятиям, которым требуется автоматизировать определенную операцию без обязательного создания полностью автономной производственной линии. Робот может занимать относительно небольшой участок и выполнять конкретную функцию в общей технологической схеме.
Что называют коллаборативными роботами
Коллаборативными называют роботизированные манипуляторы, разработанные для сценариев, в которых может потребоваться совместная работа автоматизированной системы и человека.
Манипулятор выполняет программу, состоящую из отдельных движений. Программа может включать перемещение к заданной точке, захват детали, перенос, позиционирование и возвращение в исходное положение.
В зависимости от задачи робот дополняется рабочим инструментом. Благодаря этому одна платформа может использоваться для разных производственных процессов.
Где применяются коботы
Коботы могут использоваться в различных отраслях промышленности. Особенно хорошо для автоматизации подходят процессы с повторяющейся последовательностью действий.
| Направление | Примеры операций |
|---|---|
| Машиностроение | Загрузка и разгрузка станков |
| Сборочное производство | Подача и позиционирование компонентов |
| Упаковка | Укладка изделий и формирование упаковки |
| Металлообработка | Перемещение заготовок |
| Контроль качества | Подача изделий на контроль |
| Складские операции | Перемещение продукции между рабочими зонами |
Почему роботизация начинается с анализа операции
Одна из важных задач перед внедрением — определить, какую именно работу должен выполнять робот.
Например, на предприятии оператор может выполнять семь различных действий. Необязательно автоматизировать их все. Если пять из них являются повторяющимися, именно они могут стать первым кандидатом для роботизации.
Такой подход позволяет не усложнять систему без необходимости и сосредоточиться на операции, где автоматизация способна дать наиболее понятный производственный эффект.
Основные параметры оборудования
Коботы отличаются по грузоподъемности, рабочему радиусу, скорости и другим техническим характеристикам. Эти параметры необходимо сопоставлять с реальной задачей.
Грузоподъемность
При расчете учитывается совокупная масса изделия и рабочего инструмента. Если робот должен перемещать тяжелую деталь с захватом, нагрузка рассчитывается для всей системы.
Рабочий радиус
Робот должен иметь доступ ко всем необходимым точкам. При проектировании учитывается не только расстояние до объекта, но и возможность манипулятора занять требуемое положение.
Точность
Для сборки и некоторых технологических операций важна точность позиционирования. Она должна соответствовать требованиям конкретного процесса.
Скорость
Скорость влияет на время цикла, однако ее нельзя оценивать отдельно от массы детали, траектории движения и требований безопасности.
Оснастка определяет возможности системы
Один манипулятор может выполнять разные задачи при использовании различных инструментов.
Механические захваты подходят для определенных деталей, вакуумные — для других поверхностей, а специальные инструменты могут использоваться для дозирования, обработки или контроля.
Поэтому при проектировании необходимо одновременно подбирать робота и оснастку.
Совместная работа человека и робота
Коллаборативный сценарий предполагает не обязательное одновременное выполнение одной операции человеком и машиной, а возможность организовать их работу в общей производственной среде.
Например, робот может перемещать детали между станком и зоной контроля, а оператор — следить за процессом, менять материалы и выполнять действия при перенастройке.
Такое распределение функций позволяет использовать сильные стороны обеих сторон производственного процесса.
Безопасность
При проектировании рабочей зоны необходимо учитывать реальные условия эксплуатации. Анализируются движение манипулятора, характеристики детали, рабочий инструмент, скорость, траектория и возможные действия персонала.
В зависимости от конкретной задачи могут потребоваться дополнительные защитные устройства. Поэтому безопасность определяется всей системой, а не только техническими характеристиками робота.
Интеграция с производством
Кобот может работать вместе с другим оборудованием. Например, он получает сигнал от станка после окончания обработки, извлекает деталь и передает ее на следующий участок.
Для этого применяются датчики, контроллеры и программная логика. Если положение продукции меняется, может использоваться техническое зрение.
ИТБ Роботикс специализируется на задачах промышленной роботизации и автоматизации производственных процессов, включая разработку и интеграцию роботизированных решений.
Преимущества автоматизации повторяющихся действий
Главный практический эффект роботизации состоит в возможности передать автоматизированной системе операции, которые отличаются высокой повторяемостью.
Робот может выполнять одну последовательность на протяжении длительного времени, тогда как сотрудники переключаются на контроль, настройку, обслуживание и более сложные задачи.
При этом автоматизация должна оцениваться комплексно. Помимо скорости важно учитывать стабильность цикла, простои, переналадку и взаимодействие с соседними участками.
Можно ли использовать робота для нескольких изделий
В некоторых производствах один робот обслуживает несколько вариантов продукции. Для этого меняются программа, положение рабочих точек или оснастка.
Однако необходимо заранее оценить время перенастройки и возможность быстрого перехода между изделиями. Если переналадка занимает слишком много времени, универсальность может не дать ожидаемого результата.
Как подготовить предприятие к внедрению
До начала проекта необходимо собрать информацию о производственном процессе:
- массе и размерах деталей;
- времени выполнения операции;
- количестве циклов за смену;
- расположении оборудования;
- требованиях к точности;
- типе необходимого инструмента;
- условиях работы персонала.
После этого формируется техническое задание и определяется конфигурация роботизированной системы.
Заключение
Коллаборативные роботы позволяют автоматизировать повторяющиеся производственные операции и включать роботизированное оборудование в существующую организацию труда. Они применяются для загрузки станков, перемещения деталей, сборки, упаковки и контроля.
Выбор оборудования должен основываться на характеристиках конкретной операции. Важны грузоподъемность, рабочий радиус, точность, скорость, оснастка, программирование и требования безопасности. Такой подход позволяет рассматривать роботизацию как полноценный инженерный проект.
