Новые способы автоматизации с помощью робототехники в 2022 году

С приближением 2021 года быстро меняющиеся технологии, требования потребителей и конкурентное давление продолжают вдохновлять на реализацию творческих операционных стратегий. В результате на производственных площадках внедряются более доступные, но очень гибкие роботы, чтобы эффективно справляться с проблемами цепочки поставок, нехваткой квалифицированной рабочей силы, беспрецедентной пандемией и общими колебаниями рынка. Имея это в виду, вот некоторые тенденции и инновации, которые опытные производители могут рассмотреть при планировании успешного 2022 года и последующих лет.

Внедрение в небольших магазинах

Способность производить высококачественную продукцию с минимальными затратами является обязательным условием сохранения конкурентоспособности в условиях современного промышленного ландшафта. Поскольку затраты на автоматизацию снижаются, а удобство использования увеличивается, это по-прежнему побуждает постоянное число малых и средних производителей интегрировать роботов в свои цеха. Доступность роботов, рассматриваемая теперь как преимущество, убеждает потенциальных клиентов в том, что их ожидания в отношении своевременной доставки и качества продукции могут быть удовлетворены.

Простые в использовании коллаборативные роботы (коботы) с точным ручным обучением для быстрое развертывание или повторное развертывание по запросу являются очень привлекательными, заполняя пустоту для многокомпонентного мелкосерийного производства. Идеально подходящие для дуговой сварки, плазменной резки, обслуживания машин, легкой сборки и укладки на поддоны, коботы, которые могут работать с людьми или в непосредственной близости от них, решают ряд проблем, таких как доступность рабочих, безопасность сотрудников, эффективность работы и качество продукции.

Роботы, такие как коллаборативный робот с шестью осями HC10XP со встроенным безопасным устройством ограничения мощности и усилия (PFL), могут легко дополнять ручную сварку или скручиваться в большие и тяжелые заготовки в заводских условиях. Это не только обеспечивает мощность сварки, необходимую для небольших операций, но также максимально увеличивает площадь пола в стесненных условиях. Коботы с более высокой полезной нагрузкой, такие как HC20XP грузоподъемностью 20 кг, также умеют экономить ценную площадь. С подставкой соответствующего размера этот кобот со степенью защиты IP67 способен загружать или разгружать поддон размером 40 x 48 дюймов (до 80 дюймов в высоту) без подъемника, предлагая большую универсальность и более высокую окупаемость инвестиций.

«Компактные рабочие ячейки, такие как ArcWorld ^® 50 и серии LC также используются для увеличения масштабов производства для сварки мелких и средних деталей в условиях цеха», — говорит Джош Лит, старший менеджер по продукции Yaskawa Motoman. «Такие компактные решения для сварки, доступные на одной или двух рабочих станциях, обеспечивают быструю и простую установку или перемещение при очень быстрой окупаемости».

Автономное программирование роботов

Демографические факторы рабочей силы и рыночные факторы продолжают менять подход производителей к интеграции и программированию роботов настолько сильно, что это привело к революции в простоте использования. Интуитивно понятные возможности программирования, в том числе автономное программирование (OLP), необходимы для обеспечения высокой степени безотказной работы, особенно для операций, которые не могут позволить себе прерывать производство, пока программа робота пишется шаг за шагом с пульта обучения.

Используя 3D-представление роботизированной рабочей ячейки, которая визуально показывает робота, движущегося по запрограммированному пути, OLP предоставляет как опытным, так и начинающим программистам возможность разрабатывать, тестировать и настраивать программу робота или задание с помощью виртуального компьютера на базе ПК. Окружающая среда. MotoSim ^® от Yaskawa предоставляет полезные функции, такие как обнаружение столкновений, 3D-файлы PDF, отслеживание конвейера, Cam Path и многое другое. это удобное и экономичное программное обеспечение, которое идеально подходит для программирования и изучения охвата. Другие сторонние варианты обеспечивают надежную функциональность, позволяя специалистам по задачам быстро и легко программировать роботов. Роботмастер ^® , ОКТОПУЗ ^® и Delfoi предоставляют комплексные программные решения для различных приложений, включая комплексное программирование для роботизированных систем сварки. Что касается последнего, Delfoi может сэкономить 90 процентов времени на программировании по сравнению с обучением программированию подвесных устройств, что делает его чрезвычайно быстрым способом точной отправки программ даже для сложных конфигураций, таких как рабочие ячейки с несколькими руками.

Инновационные методы программирования

Ландшафт программирования роботов изобилует нетрадиционными идеями программирования, многие из которых способствуют очень быстрому и простому внедрению роботизированной системы.

Точное обучение под руководством
Ожидается рост на 40% в течение следующих шести лет ¹ , простые в использовании коллаборативные роботы помогают воплощать в жизнь новые и очень важные приложения. Ключевым аспектом этой тенденции является точное ручное обучение, что делает его идеальным решением для компаний, желающих интегрировать универсальную и удобную роботизированную систему.

Кроме того, такие компании, как Wandelbots, используют интеллектуальные сенсорные технологии. который может моделировать движения оператора, позволяя пользователю обучать робота траектории с помощью стилуса, а не захвата руки. Этот чрезвычайно простой, экономичный подход с минимальным объемом кода в среднем в 20 раз быстрее, чем традиционное программирование для некоторых приложений.

Интуитивно понятные подвесные приложения
Интуитивно понятные обучающие подвески, похожие на смартфоны, сегодня становятся обычным явлением. Наряду с этим растет использование подвесных и расширенных приложений для удобной, но мощной прикладной функциональности.

Интуитивная умная подвеска Yaskawa, которая радикально меняет способ программирования робота, теперь предлагает надежные возможности для быстрое создание заданий для обработки деталей по определенному образцу. Это расширение Smart Pendant, известное как Smart Pattern, предоставляет графический интерфейс, который поддерживает общие задачи, такие как загрузка или разгрузка машины, штабелирование или распаковка, а также упаковка ящиков. интуитивно понятные подвесные обучающие приложения, такие как универсальный интерфейс Weldcom (UWI) Yaskawa, преодолевают исторические барьеры программирования. От региональных различий в том, где хранятся настройки сварки, до различного использования защитного газа, наряду с наличием сложной технологии источников питания и ростом новых методов сварки, UWI был чрезвычайно полезен для производителей, стремящихся получить легкий контроль над любым процессом сварки или параметр. Это включает в себя напряжение, силу тока и скорость подачи проволоки.

Программирование с минимальным кодом и без кода
Такие инструменты, как UWI, также дополняют последние программные инновации для программирования с минимальным кодом и без него. Теперь пользователи могут использовать гибкие платформы разработки и модули приложений для программирования приложения или роботизированной системы без написания единой строчки кода.

Другие компании, такие как Path Robotics, разрабатывают современные искусственные роботы. системы интеллекта (ИИ), машинного обучения и компьютерного зрения, чтобы сделать промышленных роботов более интеллектуальными. Первоначально ориентируясь на приложения для сварки, Path полностью устраняет уравнение программирования с помощью запатентованной системы видения и восприятия, которая распознает, где находится деталь в пространстве, а затем регулирует траекторию робота и параметры сварки в режиме реального времени в соответствии с изменениями. По мере того как совершенствуются датчики и обработка данных, производительность и внедрение интеллектуальных роботизированных установок будут расти.

Кросс-платформенная роботизированная автоматизация
Открывая новую парадигму удобной автоматизации, READY Robotics создала операционную систему корпоративного уровня для кросс-платформенной роботизированной автоматизации. Это не только позволяет почти любому программировать практически любого робота (включая роботов Yaskawa), но и делает автоматизацию более доступной, чем когда-либо, благодаря программированию на основе графических значков, которое не требует специальных навыков программирования.

Операционная система для роботов
Завершение методов программирования, за которыми стоит следить в новом году, — это эволюция операционной системы роботов (ROS). Растущая коллекция промежуточного программного обеспечения, работающего в таких операционных системах, как Linux, Java и Microsoft Windows ^® . IoT Enterprise, ROS — это бесплатный репозиторий с открытым исходным кодом современных алгоритмов, программного обеспечения, функций, драйверов и многого другого, который поддерживается Open Robotics на ros.org.

Принимая ROS шаг вперед, РОС-Промышленность ^® (ROS-I) уделяет особое внимание расширенным возможностям, которые ROS может предоставить для промышленных роботов. Этот набор многофункциональных инструментов, рассматриваемый некоторыми как связующее звено между передовыми технологиями, помогает производителям роботов, поставщикам компонентов, системным интеграторам и конечным пользователям улучшать множество сложных приложений, таких как обработка 2D/3D-изображений или принудительное управление. управляйте траекторией робота в режиме реального времени, а не по заранее запрограммированной траектории.

Увидев потребность в расширении возможностей адаптивных модификаций функциональности традиционных приложений промышленных роботов для многокомпонентных и малообъемных задач, Yaskawa заключила партнерское соглашение с ROS-Industrial Consortium (RIC) Americas в разработке надежного коммуникационного драйвера, который предоставляет производителям и исследователям возможность создавать надстройки и интегрировать датчики восприятия. Имея большое преимущество в своевременном и экономичном способе создания робота, совместимого с различными приложениями в неструктурированной среде, Yaskawa предоставляет возможность использовать эту технологию со своими роботами, поскольку все последние поколения роботов Yaskawa поддерживают ROS и могут быть модифицированы. чтобы расширить функциональность для более сложных задач.

Оптимизированное машинное зрение

Как уже упоминалось, рентабельные улучшения зрения позволяют использовать более широкий спектр приложений. Системы машинного зрения, такие как FreeMove ^® от Veo Robotics. , заново изобретают способ производства продуктов, делая машины более чувствительными к людям, достигая кульминации в динамических системах безопасности, которые используют минимальные меры защиты. Система FreeMove проецирует все возможные будущие положения объектов в окружающей среде, динамически рассчитывая защитные расстояния, прежде чем дать роботу сигнал замедлиться или остановиться, если это необходимо для безопасности работников.

Подобные системы не только обеспечивают вариант, который позволяет людям участвовать в уравнении производства, но также роботизированные системы с этой технологией могут помочь производителям лучше адаптироваться к массовой настройке, сокращению производственных циклов и ужесточению требований к качеству, что делает его более рентабельным в долгосрочной перспективе. Зрение не ограничивается поиском деталей или их осмотром, оно помогает совершенствовать такие процессы, как аддитивное производство или планирование пути сварки, с использованием робототехники.

«Роботизированное зрение также применяется для решения все большего числа задач контроля. », — говорит Крис Колдуэлл, менеджер по продукции Yaskawa Motoman. «Обычно быстрее и надежнее, чем люди, роботизированная инспекция становится чрезвычайно важной для производителей, стремящихся улучшить качество продукции и производительность». Чтобы уменьшить брак, максимально увеличить количество качественных деталей и оптимизировать общую эффективность оборудования, гибкие модели роботов, в том числе коллаборативные роботы, интегрируются в рабочие ячейки для обеспечения качества поверхности, целостности сварного шва или геометрии детали. Предлагая возможности и согласованность, недоступные людям и скоординированным измерительным машинам (КИМ), комбинированное использование роботов и интеллектуальных периферийных устройств, таких как передовые системы технического зрения, надежные источники питания, интуитивная звуковая аналитика, системы контроля сварных швов и многое другое, может предоставить множество данных для информирования. производственные решения.

Интегрированное управление активами

Огромный объем данных, предоставляемых подключенными устройствами, лучше всего собирать с помощью решений для пограничных серверов, таких как Yaskawa Cockpit™, которые используют передовой интерфейс сбора данных OPC-UA или другой. Подобные системы управления активами могут предоставить всестороннюю информацию производителям, стремящимся получить конкурентное преимущество. Возьмем, к примеру, качество сварки. Независимо от того, используется ли он для внутренней детали или реализован для проверки калибра деталей, поступающих из другой части цепочки поставок, использование роботов в сочетании с этим типом подключения к нескольким источникам данных может оказать положительное влияние.

Это вызывает постоянные проблемы с цепочками поставок, которые по-прежнему находятся в центре внимания производителей. Содействуя безопасности работников и предоставляя возможность удаленного мониторинга и управления подключенными фабричными устройствами, решения по управлению активами набирают популярность. Обеспечивая интегрированный, интеллектуальный и инновационный подход к анализу данных, подобные инструменты помогают лицам, принимающим решения, просматривать текущие и исторические объемы производства, а также рабочее состояние любого подключенного устройства (включая роботов) в режиме реального времени. Это не только помогает производителям принимать обоснованные решения о поддержании производительности оборудования, но и дает возможность эффективно выполнять операционные задачи практически из любого места.

Промышленное будущее за технологиями

В 2022 году технологические достижения будут продолжать подпитывать потребности рынка и последующие инновации в области робототехники, в то время как требования к компонентам и потребительским товарам будут по-прежнему иметь постоянно сокращающиеся допуски. Поскольку допустимая погрешность, похоже, достигает наномасштаба, повторяемость роботов приведет к дополнительной автоматизации, особенно в том, что касается электроники, электромобилей, медицинского оборудования и многого другого. В целом производители, применяющие операционные стратегии, включающие новые технологии, в том числе роботизированную автоматизацию, скорее всего, смогут быстро адаптироваться к рыночному давлению для дальнейшего успеха.

^{1 Размер рынка коллаборативных роботов, анализ доли и воздействия Covid-19, Fortune Business Insights, 2020 г.}