רובוטים תעשייתיים ויתרונות הטמעתם בייצור, חשיבות הרובוטיקה

העולם הופך ליותר ויותר דיגיטלי ומתקדם. ניתן לשפוט זאת, למשל, לפי העובדה שמספר הרובוטים המותקנים בתעשייה ברחבי העולם גדל פי שלושה בעשר השנים האחרונות.

רובוטיקה היא כלי חדש למיכון מורכב ואוטומציה של ייצור, טכנולוגיה מהדורות האחרונים, המעניקה את היעילות הגבוהה ביותר.

רובוטיקה הוא כיוון מדעי וטכני מורכב חדש, כולל פיתוח, יצירה ושימוש מניפולטורים, רובוטים ומתחמים טכנולוגיים רובוטיים, כמו גם ההיבטים הארגוניים, החברתיים-כלכליים והפסיכולוגיים הקשורים הדורשים גישה מדעית חדשה. עובד בהצלחה בתחומים שונים, הוא מוכיח בהדרגה את יתרונותיו.

אוטומציה רובוטית לפרודוקטיביות, גמישות ובטיחות

הרעיון של החלפת עבודה אנושית במכונות היה ידוע עוד מימי קדם.הרובוט התעשייתי הוא שלב נוסף בפיתוח אוטומציה גמישה לייעול הייצור, עם יכולת לא רק לחזור ברציפות על אותן פעולות בדיוק מובטח, אלא גם עם אפשרות לתכנות מחדש פשוט במקרה של שינוי בתוכנית הייצור של המשתמש .

הרעיון מתחיל בתחנות עבודה פשוטות, בהן הרובוט מצויד במנח להצבת גופים ומיקום חלקים בשתי תחנות או יותר, לכל קו הייצור הרובוטי, בו נשלטת תפקוד הגופים, לרבות טעינה ופריקה של חלקים, ע"י. רובוטים.

עוזרים חשובים בעולם האוטומציה המודרנית כיום הם מערכות מסייעות בשימוש נרחב כגון מערכות הדמיה או מצלמות המאפשרות לרובוטים להסיר ולתפעל חלקים גדולים.

עם זאת, מהימנות הרובוטים, התוכנה שלהם, הביצועים הגבוהים וקלות התפעול הם תנאי מוקדם חיוניים לתפקוד תקין של מכשירים ומערכות אלו.

רמת ושיטות האוטומציה של הייצור תלויים באופן משמעותי בסוגו ובקנה מידה, ואם בייצור המוני ובקנה מידה גדול השימוש בקווים אוטומטיים מוצדק ביותר, הרי שבסדרות בינוניות וקטנות ובייצור בודד. אוטומציה מורכבת התאפשר עם כניסתם של מחשבים, מכונות CNC ורובוטים תעשייתיים.

על הבסיס ציוד טכנולוגי עם בקרה דיגיטלית ולהרכיב רובוטים תעשייתיים, קווים מרובי מוצרים, חלקים, סדנאות הנקראות ייצור אוטומטי גמיש.

העיקרון העיקרי לבניית מתקני ייצור גמישים כאלה הוא מודולריות.אוטומציה של ייצור זריז התפתחה מפשוטה למורכבת - תוכננה ויושמה במקור מודולי ייצור גמישים (PMM), בנויים על בסיסם מתחמי ייצור גמישים (HPC) ולבסוף ייצור אוטומטי גמיש (HAP).

רובוטים מהדור החדש קלים יותר להתקנה ולתכנות ובמקביל קל להם יותר לתקשר זה עם זה

המשך הפיתוח שלהם הוא יצירת ייצור אוטומטי כמעט נטוש, שבו ייצור אוטומטי גמיש מתווסף על ידי ייצור ממוחשב של מוצרים מיוצרים (CAD) והכנה טכנולוגית של הייצור, התכנון והבקרה שלהם (ACS).

היחידה המבנית העיקרית של מודולי ייצור גמישים בכל מורכבות הם מתחמי טכנולוגיה רובוטיים (RTC), שיכול להיווצר על בסיס רובוט תעשייתי אחד המספק תחזוקה פרטנית או קבוצתית של ציוד צמוד או מחזור עיבוד שלם של המוצר (לדוגמה, ריתוך), או על בסיס מספר רובוטים תעשייתיים המבצעים פעולות מחוברות.

הרבגוניות של רוב הרובוטים התעשייתיים מאפשרת שימוש נרחב בהם כחלק ממתחמים טכנולוגיים רובוטיים לסוגי ייצור שונים.

ההתקדמות בטכנולוגיה הרובוטית מניעה את השימוש הגובר ברובוטים

האימוץ האינטנסיבי של רובוטיקה תעשייתית בהווה ובעתיד נובע ממספר סיבות.

קודם כל, יצירה והחדרה נרחבת של רובוטים ומניפולטורים תעשייתיים, המאפשרים להעצים תהליכים ופעולות טכנולוגיות שונות, להחריג את השימוש בעבודה ידנית עם מיומנות נמוכה ומונוטונית, במיוחד בתנאים קשים, מסוכנים ומזיקים לאנשים. .

בשנים הקרובות, התעשייה אמורה להבטיח גידול משמעותי בייצור באמצעות הכנסת סוגי ציוד חדשים וטכנולוגיות מתקדמות. אף על פי שחלקה של עבודת כפיים בתעשייה ירד, עדיין יש בעולם כיום מיליון אנשים בעבודת כפיים.

מחקרים רבים על תנאי העבודה מראים שכ-30% מהעובדים מושפעים לרעה מרעש, 30% צריכים לעבוד על פי משטר מוסדר בקפדנות, 25% נחשפים ללחות, חום או קור, 20% עובדים בתנוחות פיזיות לא נוחות או מתחת. תנאי עשן ועשן. 20% נאלצים לעשות מאמצים פיזיים גדולים, ו-15% עובדים בלילה.

גורמי לחץ אלו פועלים לרוב בשילוב; לפיכך, כ-40% מהעובדים מושפעים בו-זמנית משניים וכ-25% משלושה גורמים או יותר. בהתאם לכך, הכנסת הרובוטיקה מעניקה הפחתה משמעותית בשיעור העבודה הידנית, הכבדה, המזיקה והמייגעת. (גורם חברתי).

רובוטים תעשייתיים יכולים לבצע משימות שבעבר יכלו לבצע רק בני אדם

בנוסף, אופי הייצור השתנה - כ-80% מהמוצרים מיוצרים במנות קטנות. לכן, אוטומציה של ייצור הופכת לאחד מהמנופים החיוניים להגדלת פריון העבודה בייצור בקנה מידה קטן. (גורם כלכלי).

רובוטיקה מאפשרת לפתור את הבעיות של עבודה בת שתיים ושלוש משמרות, להגדיל את מקדם העומס של הציוד ואת קצב עבודתו, לשפר את איכות המוצרים ולהפחית את עלותם, בעיקר בייצור בקנה מידה קטן.

זה יוצר תנאים מוקדמים למעבר לרמה חדשה מבחינה איכותית - יצירת מערכות ייצור אוטומטיות גמישות המאפשרות הגדרה מחדש מהירה לביצוע פעולות עם רצפים ואופי פעולות שונים ועבודה עם מעורבות אנושית מינימלית.

ישנה התקרבות גדולה עוד יותר בין האדם למכונה: הם עובדים יותר ויותר יד ביד וללא גדר מגן.

המאפיינים הטכניים העיקריים של רובוטים תעשייתיים נקבעים לפי תחום היישום ותנאי הייצור להם הם מיועדים.

תיאור ומאפיינים של רובוטים תעשייתיים מודרניים כלולים במאמרים: רובוטים תעשייתיים בייצור מודרני ו סיווג רובוטים תעשייתיים

מחקרים מראים כי בשימוש בפעולות מסוימות, רובוט תעשייתי, בהתאם למשמרת העבודה, מחליף 1-3 עובדים, מעלה את פריון העבודה ב-60-80% ומפחית את עלויות הכנת הייצור ב-45-50%.

בשימוש בקבוצות, היעילות של רובוטים תעשייתיים עולה בחדות: התפוקה גדלה לפחות פי 3 עד 5, ובמקרים מסוימים פי 8 עד 10, עלויות ההשקעה והאחזקה מופחתות יחסית, עוצמת הייצור וקצב הייצור משתנים , עלייה באיכות המוצר, מספר הדחיות מצטמצם.

תעשיית הרכב מובילה: שימוש בפתרונות ייצור חכמים וברובוטים תעשייתיים במקום בפסי הייצור ששולטים בייצור המסורתי כבר יותר מ-100 שנה.

בין תחומי הפחתת העבודה הפיזית והכבדה, בנוסף לרובוטים, מוקצה מקום חשוב גם למכשירים הפשוטים ביותר - מניפולטוריםכאמצעי למיכון מורכב של הייצור.

בייצור, שבו אין צורך להגן על אדם מפני הסביבה וטעינה ופריקה תכופה של ציוד, מניפולטורים בשליטת פיקוד הפכו נפוצים, המאופיינים בעובדה שהמפעיל האנושי מפעיל ברצף את הכוננים של כל חוליה בנפרד.

מניפולטורים רובוטיים כאלה הם הפשוטים ביותר בעיצובם, זולים יחסית, והשימוש בהם אינו מביא לשינוי בתהליך הטכנולוגי, שכן הם משתלבים בקלות בטכנולוגיה הקיימת. צדדיות, עלות נמוכה ויעילות גבוהה בפעולות ההעמסה והפריקה הן התכונות המובהקות שלהם.

מניפולטורים רובוטיים מודרניים מספקים הזדמנויות חדשות בעולם העבודה

סוגים רבים של עבודות, בפרט הרכבה מכנית, בנייה וגימור, הרמה והובלה, אחסון ותיקון יכולים להיות ממוכנים בעתיד הקרוב אך ורק בעזרת מניפולטורים.

לפי חישובים, מתן מענה לצרכים התעשייתיים של מניפולטורים רובוטיים יקטין את מספר העובדים הכפיים ביותר מ-30 מקצועות: מסגריות ב-4%, שיפוצניקים ב-3, אורזים ב-5, מחסנים ב-2.5, מובילים ב-3 ומעמיסים - ב-5 %

כתוצאה מהחדשנות ברשת, יותר ויותר רובוטים מופיעים במגזרי ייצור שגילו רק לאחרונה אוטומציה. דוגמאות לכך הן תעשיית המזון, תעשיית הטקסטיל, תעשיית העץ ותעשיית הפלסטיק.

עד לאחרונה, השימוש בסוגים סטנדרטיים של רובוטים תעשייתיים לווה במספר אמצעי בטיחות ומניעת תאונות. בהקשר זה, סוג חדש של רובוטים (רובוטים שיתופיים), הנקראים לעיתים "קובוטים", הוא פתרון מהפכני לחלוטין.

המחקר והפיתוח של רובוטים שיתופיים התמקדו מלכתחילה בבטיחות ובמקביל באפשרות של שילובו בקווי עבודה עם מפעילים אנושיים.

אפילו בעשור האחרון רובוטים תעשייתיים היו על הגדר. אבל אז זה הופיע רובוטים שיתופיים... המהות של המונח "שיתוף פעולה" פירושה שהוא יכול לעבוד יחד עם אנשים.

איך זה עשוי להיראות ולמה זה לא מסוכן? העיצוב של הרובוט הוא כזה שיש לו כוח ותפוקה מוגבלים, כולל פונקציה שעוצרת מיד את הרובוט כאשר מתגלה התנגשות, מה שניתן לעשות בכמה דרכים. ביישומים רבים, ניתן להשתמש ברובוט זה ללא הגנה בטיחותית.

כיום, יצרני רובוטים יכולים להציע ללקוחותיהם סוג של רובוט העומד בדרישות המחמירות ביותר מבחינת המאפיינים שלו ובמקביל בעל מספר יתרונות נוספים שניתן להדגיש:

• פעולה בו זמנית עם מפעיל אנושי,
• חיסכון במקום,
• התקנה קלה,
• ביצועים גבוהים,
• דיוק,
• מהימנות.

רובוטים שיתופיים הם עדיין חדשים. אפשרויות היישום שלהם עדיין לא נחשפו במלואן.כיום, הקובוטים נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר בתעשיית האלקטרוניקה, אך היכולות שלהם יושמו בהצלחה גם בתעשיות אחרות. בזכות הגמישות וקלות השימוש שלהם, הם ימצאו את מקומם גם בענפי הלוגיסטיקה והשירותים. המחקר שלנו מראה שהאזורים הלא-ייצוריים הללו יהוו 21.3% ממכירות הקובוטים עד 2024. לקובוטים הקטנים והידידותיים שלנו יש פוטנציאל לגדול באופן משמעותי בהשוואה לסוגים אחרים של רובוטים!

— יאן ז'אנג, מנכ"ל אינטראקט אנליזה

אם עובד מבצע משימה שחוזרת על עצמה שעות רבות ביום, לרוב קל יחסית להחליף רובוט שיתופי בפרק זמן קצר יחסית, הודות לתכנות ותצורה פשוטים וללא כל אמצעי הבטיחות הנדרשים לרובוטים תעשייתיים מסורתיים.

מאותן סיבות, הרובוט השיתופי הוא גם הרבה יותר משתלם (לא רק עלות הרובוט נמוכה יותר, אלא גם עלות ההתקנה על ידי ביטול הזמן הדרוש לתחזוקה והגדרה של ציוד התא הרובוטי) ולכן קל יותר להצדיק אותו. מבחינה כלכלית.

הדוגמאות הטובות ביותר ליישום מוצלח של רובוטים כאלה הן במתקני ייצור שבהם יש מספר תחנות המבצעות את אותו סוג של תהליכים, למשל תהליכים טכנולוגיים עם מספר מכונות CNC.

נכון להיום, יש להכיר ביצירה והטמעה של רובוטיקה כאחד מתחומי העדיפות של פיתוח תעשייתי.

יותר מאלף חברות עוסקות בפיתוח וייצור של רובוטים תעשייתיים. כל החברות הגדולות מתחילות להשקיע ברובוטים תעשייתיים.נוצרות חברות חדשות המתמחות במוצרים אלו, וכן חברות מתווך להכנסת רובוטים תעשייתיים.

בכל המדינות המפותחות הוקמו איגודים לאומיים לרובוטיקה תעשייתית, ובחלק מהמדינות הועלתה העבודה בתחום זה לדרגת תוכנית ממלכתית.

ברוסיה הוקם האגודה הלאומית של משתתפים בשוק הרובוטיקה (NAURR), שמטרתו לפתח את שוק הרובוטיקה, להרחיב את היחסים הבינלאומיים ולהפוך את הרובוטיקה לפופולריות.