Общие сведения о том, что ждет робототехнику в производстве

Промышленная робототехника в некоторой степени идет по пути прогресса, аналогичному развитию систем механической обработки и стационарной автоматизации. Хотя рентабельность инвестиций легче всего измерить по эффективности и экономии, производители ищут роботизированные технологии, которые помогут им решить проблему в своей работе или создать новые возможности. Это может быть более эффективное связывание процессов или устранение необходимости передавать на аутсорсинг одну или две функции.

Таким образом, путь роста малых и средних производителей (SMM) с робототехникой все больше фокусируется на приложениях и дополнительных возможностях, а не только на эффективности и постоянном совершенствовании. Ключом к более широкому внедрению робототехники в SMM является упрощение использования и повторного использования роботов.

По сути, принятие зависит от роботов, которые обладают большей ловкостью и самоконтролем, как у людей.

NIST Labs разработала проекты по упрощению использования роботов

Ученые и инженеры из NIST Labs работают над устранением значительного разрыва между передовыми технологиями и тем, что в настоящее время используется во многих производственных цехах. Это в значительной степени связано с отсутствием науки об измерениях для проверки и подтверждения появляющихся новых исследований и, таким образом, снижения риска принятия.

Одним из приоритетов подразделения интеллектуальных систем NIST является улучшение характеристик захвата, манипулирования и обеспечения безопасности, которые позволят SMM эффективно развертывать роботизированные решения. Эта работа включает в себя показатели производительности, методы тестирования и соответствующие инструменты измерения, которые могут стать отраслевыми стандартами.

Исследования продвигают робототехнику в производстве, обеспечивая:

• Повышенная повторяемость, чтобы роботы могли надежно выполнять движения и действия в пространстве систем координат X, Y, Z
• Более простые в использовании человеко-машинные интерфейсы (HMI) для операторов для программирования задач и взаимодействия с робототехникой.
• Новые конструкции захватов, обеспечивающие более точные движения, похожие на человеческие.
• Лучшая безопасность и ситуационная осведомленность.

Среди достижений, которые сейчас достигаются в цехах, - программное обеспечение в портативных устройствах HMI, которое переводит привязки координат человека (вправо / влево, вперед / назад) в обычные декартовы координаты X, Y, Z. Это позволяет операторам более легко программировать совместных роботов.

Улучшения в программировании с помощью HMI позволили программировать некоторых роботов сварщиками, которые моделируют движения и действия для рассматриваемого процесса.

Победив паллетизацию, робототехника взяла курс на сборку

Раннее внедрение робототехники в производство было сосредоточено на повторяющихся задачах, не требующих специальных навыков или обеспечивающих добавленную стоимость. Самые популярные роботизированные приложения по использованию:

Задача	Коэффициент принятия
Паллетирование	35%
Загрузить / выгрузить	18%
Обработка материалов	11%
Упаковка коробки	11%

Сборка составляет лишь 2 процента от использования роботами, хотя исследователи NIST и отраслевые эксперты считают, что она имеет многообещающие перспективы для широкого распространения среди SMM по мере совершенствования технологии манипуляции.

Вероятные направления расширения монтажных работ:

• Электрические соединители
• Заправка и установка крепежа
• Прокладка проводов

Одна из проблем роботизированной сборки - это множество переменных, которые необходимо учитывать при выполнении сложных операций. Например, оптимальная сила захвата для захвата и перемещения детали может отличаться от силы, необходимой для нарезания резьбы на более поздних этапах производства.

По мере улучшения тактильного восприятия роботы смогут захватывать все, используя надлежащую силу, что потенциально сокращает количество шагов, необходимых для этого производственного процесса.

Захватывающие конструкции демонстрируют улучшения в ловкости и универсальности

Лаборатории NIST работают над десятком методов испытаний для захвата и манипулирования с использованием платформы стандартов Института инженеров по электротехнике и электронике.

Четыре наиболее распространенных типа роботизированных захватов:

• Вакуум - стандартный инструмент на конце руки, используемый для плоских гладких поверхностей, часто используемый при паллетировании и упаковке.
• Пневматический - также известные как «захваты-грипперы» из-за шума, производимого на промышленных предприятиях, этот универсальный тип часто используется для небольших объектов при выполнении операций по подъему и перемещению.
• Гидравлический - самый прочный и беспорядочный из промышленных захватов.
• Сервоэлектрический - очень гибкие и экономичные, они позволяют использовать различные допуски материала при работе с деталями.

Инновационные конструкции с использованием шестиосевых датчиков силы и крутящего момента процветают в технологиях захвата, в том числе в механизмах, имитирующих человеческие руки.

Эти достижения все чаще появляются в магазинах:

• Настраиваемые концевые эффекторы, которые можно легко снимать и заменять.
• Повышенная маневренность благодаря адаптивным захватам с тремя пальцами, которые позволяют манипулировать хрупкими предметами и сводят к минимуму смену инструментов.
• Робототехника использует машинное обучение с помощью интеллектуальных датчиков на захватах, чтобы научиться приближаться к объектам.
• Захваты, сочетающие в себе несколько технологий. Это может быть вакуумный захват с пальцами или два отдельных рычага и конфигурации захватов на одной рабочей станции, что позволяет решать несколько задач, повышая как скорость, так и надежность.

Ключи к успеху в начале вашего роботизированного путешествия

В отличие от стационарных систем автоматизации, существует компромисс между функциональностью робототехники и простотой использования. Одно из преимуществ робототехники заключается в том, что робота можно построить и запрограммировать почти на все. Однако чем больше функциональных возможностей вы встраиваете в робота, тем больше соображений окружающей среды необходимо учитывать в условных требованиях, что затрудняет программирование и интеграцию робота в операции для дополнительных задач.

Планирование малых партий робототехники может быть затруднено, если у производителей нет подходящей системы поддержки. Принятие будет больше, когда SMM увидят, как робототехника сэкономит затраты на переоснащение, когда они будут готовы нанимать персонал, заботящийся о робототехнике. Не исключено, что производитель с 10 или менее сотрудниками скоро получит специалиста по робототехнике, который обеспечит общую эффективность оборудования.

Catalyst Connection, часть национальной сети MEP ^TM , составил простое для понимания руководство по робототехнике. Он определил эти ключи к успеху для изучения использования робототехники в производстве:

• Определите ресурсы, в том числе внутреннего чемпиона, чтобы получить необходимый уровень поддержки.
• Определите свои потребности или болевые точки
  • Сделайте приоритетными вспомогательные инструменты.
  • Примеры изготовления удостоверений личности; начните с малого и сделайте все просто
• Создайте бизнес-обоснование; В 2–4 раза увеличиваются затраты на оборудование, принадлежности и сложность интеграции.

Эксперты в вашем местном центре MEP готовы помочь вам изучить и, возможно, внедрить робототехнику. Свяжитесь с ними, чтобы узнать, как робототехника может помочь вам расширить свой бизнес за счет добавления новых функций.

Информация об исследованиях NIST Labs предоставлена ​​Еленой Мессиной, Джереми Марвелом и Джозефом Фалько.