Робототехника в производстве: повышение эффективности и инноваций

По мере того как промышленные роботы становятся быстрее, умнее и дешевле, все больше компаний начинают интегрировать эту технологию в связке с рабочей силой. Это не значит, что роботы заменяют людей. Хотя верно, что некоторые менее желательные работы заполняются машинами, этот тренд имеет несколько более позитивных исходов для производственной отрасли.

Краткий обзор того, как робототехника в производстве используется для изменения ландшафта отрасли, повышая производительность и точность, защищая сотрудников от небезопасных условий труда.

Быстрые ссылки:

• Обзор робототехники в производстве
• Отрасли, использующие роботизированную автоматизацию
• Экономия с производственными роботами
• Робототехника как конкурентное бизнес-решение
• Возможности роста рабочих мест в робототехнике
• Подготовка бизнеса к роботизированному производству

Обзор робототехники в производстве

Слово «робот» происходит от чешского «robotnik», означающего «работать как раб». Заводы начали использовать эти машины в начале 1960-х для выполнения более опасных или монотонных задач, которых люди не хотели делать. Однако они сделали больше, чем заполнили нежелательные заводские работы; они выполнили работу с беспрецедентной скоростью и точностью. Сегодня роботы выполняют все виды задач и классифицируются по разным критериям:

• Тип движения
• Применение
• Архитектура
• Бренд
• Способность к коллаборации

По мере роста затрат на труд и увеличения конкуренции за низкооплачиваемые зарубежные локации, все больше производителей используют робототехнологии. Фактически, 90% всех современных роботов находятся на заводах.

Типы роботов

Существует шесть основных типов робототехники для различных задач:

Артикулированные

Артикулированные роботы имеют вращательные суставы, позволяющие полный диапазон движения. Это дает очень точные и контролируемые движения с усиленной гибкостью и ловкостью.

Декартовы

Также известные как прямоугольные или портальные роботы, декартовы роботы имеют три линейных сустава, движущихся по разным осям (X, Y, Z). Эта уникальная жесткая структура обеспечивает простые движения с передовым точностью и повторяемостью. Поскольку им не нужны обширные движения, они среди самых дешевых промышленных роботов. Эти преимущества делают декартовых роботов идеальными для конвейерных применений, таких как подбор и перемещение бутылок.

Цилиндрические

Как следует из названия, цилиндрические роботы имеют цилиндрическую рабочую зону. Они имеют манипулятор, соединенный с базой через один сустав, с еще одним линейным суставом, соединяющим звенья манипулятора. Эти машины имеют один манипулятор, движущийся вверх, вниз и вокруг цилиндрического столба. Как и декартовы, цилиндрические роботы часто используются для сборочных операций, манипулирования и точечной сварки, но могут быть предпочтительнее за счет способности быстрее перемещаться между требуемыми точками.

Сферические

Некоторые из первых промышленных роботов, использовавшихся на заводах, сферические роботы — более сложная вариация декартовых и цилиндрических. Они выполняют задачи, требующие движения в трехмерном пространстве, благодаря манипулятору, соединенному с базой через крутящийся сустав, давая механизму сферическую рабочую зону.

SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm)

Роботы SCARA имеют манипуляторы, похожие на человеческие запястья, с суставами, способными к вертикальному и горизонтальному движению. «Запястье» имеет ограниченное движение, делая его идеальным для сборочной работы: pick and place, комплектация, упаковка и другие приложения по манипулированию материалами.

Дельта

Построенные из шарнирных параллелограммов, соединенных с единой базой, дельта-роботы имеют паукообразный вид для выполнения тонких, точных движений, полезных в пищевой, фармацевтической и электронной отраслях. Они выполняют высокоповторяющиеся задачи, такие как сборка мелких деталей, быстро и точно каждый раз. Поскольку такие повторяющиеся движения известны как причины мышечно-скелетных заболеваний у людей за длительные периоды, дельта-роботы полезны не только для эффективности, но и для здоровья и безопасности сотрудников.

Что делают промышленные роботы?

Благодаря широкому разнообразию робототехники и их способностей, промышленные роботы имеют множество применений в производстве. Обычно роботы в производственной отрасли нужны для:

• Сварка
• Покраска
• Pick & place (подбор и размещение)
• Упаковка и этикетировка
• Сборка и разборка
• Инспекция продукции
• Тестирование продукции
• Паллетизация
• Полировка
• Точировка
• Шлифовка

Все эти применения проводятся со скоростью и точностью, недоступной ручному труду.

Отрасли, использующие роботизированную автоматизацию

С продолжением прогресса в роботизированной автоматизации, промышленная робототехника продолжает выходить на первый план глобального рынка. Вот некоторые отрасли, использующие автоматизацию для большей эффективности, производительности и точности.

Автомобилестроение

Автомобильная отрасль многому обязана автоматизации. Более 50 лет роботизированная автоматизация используется в автопроме в процессе сборочной линии и тестировании продукции. Многие автозаводы видят, как сотрудники работают рядом с робототехникой для ускорения производства. Поскольку роботы гибче и не нуждаются в отдыхе, они выполняют те же монотонные задачи со скоростью и точностью.

Электронное производство

Производители должны идти в ногу с постоянным спросом на смартфоны, плоские телевизоры и другую электронику. Это возможно с помощью технологий автоматизации. Эти типы роботов способны увеличивать производство на цехах без увеличения потребности в ценном пространстве. Эта отрасль конкретно использует коботов за их вариативность в обработке задач и способность работать рядом с сотрудниками.

Медицина

Медицинское сообщество значительно استفодало от прогресса в роботизированной автоматизации. Роботы теперь помогают хиругам выполнять операции, требующие точности. В одном сценарии полуавтономный хирургический робот выполнил лучше человеческих хирургов с повышенной точностью и меньшим повреждением окружающих тканей. Когда даже пульсация крови в руке хирурга может влиять на точность операции, точность роботов обеспечивает более высокие шансы успеха в деликатных медицинских процедурах.

Пищевое производство

Робототехника в производстве пищи и напитков улучшает качество продукта за счет обнаружения дефектов в производственном процессе через датчики машинного зрения, камеры и обрабатывающее железо и ПО. Результаты — более последовательное качество пищевых продуктов и улучшенная безопасность для потребителей.

Сельское хозяйство

Сельхоз отрасль использует робототехнику для повышения продуктивности при снижении затрат. С сенсорными технологиями фермеры мониторят болезни и вредителей, негативно влияющие на урожайность. Автоматизированные системы для операций вроде обрезки, опрыскивания и удаления сорняков становятся все популярнее.

Экономия с производственными роботами

Производственные роботы предлагают множество выгод, включая экономию затрат. Это может удивить, так как малые производственные бизнесы могут считать покупку робототехники дорогой инвестицией. Хотя начальные затраты могут быть высокими, выгоды могут сэкономить производителям тысячи долларов в сокращенных затратах и улучшенной производительности.

Первый и, вероятно, самый очевидный способ, которым роботы снижают производственные затраты — они не требуют компенсации. Хотя начальная стоимость может пугать, производственные компании увидят долгосрочный возврат инвестиций. Это обусловлено несколькими ключевыми выгодами:

• Роботы могут работать 24/7 без перерывов при необходимости
• Им не нужно включать свет, снижая энергопотребление
• Высокоточные и повторяемые движения сокращают время на исправление ошибок

Промышленные роботы дают производителям большую последовательность и лучшее качество при выполнении повторяющихся задач. Их поведение предсказуемо, движения точны. Это значит, что они производят высококачественные продукты с малыми вариациями и большей последовательностью, чем люди.

Кроме того, роботизированные рабочие не нуждаются в перерывах и могут работать 24 часа в сутки без смен и других прерываний. После правильной программировки и обучения робота определенной работе, он ускоряет производство за счет сокращения времени цикла детали и создания более эффективных производственных процессов, что переводится в более высокую прибыль.

Робототехника как конкурентное бизнес-решение

Автоматизация в производстве высокоэффективна для компаний любого размера. Вместо аутсорсинга рабочих мест за рубеж, малые компании могут использовать роботов для выполнения выбранных задач по более низкой стоимости и с более высоким качеством, чем с аутсорсинговыми рабочими.

Это важно, так как позволяет производителям держать операции в США и все равно конкурировать на глобальном рынке. Фактически, автоматизация становится всё более необходимой для компаний, желающих создавать рабочие места в США и оставаться конкурентоспособными.

Возможности роста рабочих мест в робототехнике

Одно из крупнейших влияний роботов в производственной отрасли — создание новых возможностей рабочих мест для людей. Вместо перемещения тяжелых деталей или выполнения монотонных задач, рабочие могут учиться программировать и проводить ТО машин. Отчет швейцарского танк-тока предсказывает, что пока роботы сместят 75 млн рабочих мест глобально к 2022 году, они создадут 133 млн новых — чистый плюс 58 млн рабочих мест.

По мере роста производства и робототехники бок о бок, создается множество новых рабочих мест. Не только эти работы более желательны, но они также убирают людей из потенциально опасных ситуаций. Роботы выполняют высокоповторяющиеся задачи без риска травм вроде тунельного синдрома, или используются для опасных задач, где сотрудники подвергались бы опасным выделениям или средам. Например, роботы отвечали за обращение с радиоактивными отходами еще до 1980-х.

Подготовка бизнеса к роботизированному производству

Благодаря промышленным роботам производственная отрасль на пороге революции. По мере того как робототехника в производственных процессах становится еще более интеллектуальной, эффективной и экономичной, роботов зовут решать более сложные задачи. Но это не значит, что робототехника недоступна для малых и средних производственных компаний.

При правильном руководстве вы можете определить, какая производственная робототехника подходит для ваших объектов и производственных процессов. Обратитесь к экспертам по робототехнической автоматизации в CMTC и узнайте, как робототехническое производство может трансформировать ваш бизнес!