Industrieroboter und die Vorteile ihres Einsatzes in der Produktion, die Bedeutung der Robotik

Die Welt wird immer digitaler und fortschrittlicher. Dies lässt sich beispielsweise daran ablesen, dass sich die Zahl der weltweit in der Industrie installierten Roboter in den letzten zehn Jahren mehr als verdreifacht hat.

Robotik ist ein neues Werkzeug zur komplexen Mechanisierung und Automatisierung der Produktion, Technologie der neuesten Generation, die höchste Effizienz bietet.

Robotik ist eine neue komplexe wissenschaftliche und technische Richtung, einschließlich Entwicklung, Erstellung und Nutzung Manipulatoren, Roboter und robotertechnische Komplexesowie die damit verbundenen organisatorischen, sozioökonomischen und psychologischen Aspekte, die einen neuen wissenschaftlichen Ansatz erfordern. Durch die erfolgreiche Arbeit in verschiedenen Bereichen stellt es nach und nach seine Vorteile unter Beweis.

Roboterautomatisierung für Produktivität, Flexibilität und Sicherheit

Die Idee, menschliche Arbeitskraft durch Maschinen zu ersetzen, ist seit der Antike bekannt.Der Industrieroboter ist ein weiterer Schritt in der Entwicklung einer flexiblen Automatisierung zur Optimierung der Produktion, mit der Fähigkeit, nicht nur kontinuierlich dieselben Vorgänge mit garantierter Genauigkeit zu wiederholen, sondern auch mit der Möglichkeit einer einfachen Neuprogrammierung im Falle einer Änderung des Produktionsprogramms des Benutzers .

Das Konzept beginnt bei einfachen Arbeitsstationen, an denen der Roboter mit einem Positionierer ausgestattet ist, um Körper zu platzieren und Teile in zwei oder mehr Stationen zu positionieren, bis hin zur gesamten Roboterproduktionslinie, wo die Funktion von Körpern, einschließlich Be- und Entladen von Teilen, gesteuert wird Roboter.

Wichtige Helfer in der Welt der modernen Automatisierung sind heute weit verbreitete Assistenzsysteme wie bildgebende Systeme oder Kameras, die es Robotern ermöglichen, große Teile zu entnehmen und zu manipulieren.

Allerdings sind die Zuverlässigkeit von Robotern, ihre Software, hohe Leistungsfähigkeit und einfache Bedienung wesentliche Voraussetzungen für das einwandfreie Funktionieren dieser Geräte und Systeme.

Der Grad und die Methoden der Produktionsautomatisierung hängen maßgeblich von ihrer Art und ihrem Umfang ab. Wenn in der Massen- und Großserienproduktion der Einsatz automatischer Linien am sinnvollsten ist, dann in der Mittelserien-, Kleinserien- und Einzelfertigung komplexe Automatisierung Möglich gemacht durch das Aufkommen von Computern, CNC-Maschinen und Industrierobotern.

In der Basis technologische Ausrüstung mit digitaler Steuerung und montieren Sie Industrieroboter, Mehrproduktlinien, Abschnitte und Werkstätten, die als flexible automatisierte Fertigung bezeichnet werden.

Das Hauptprinzip beim Aufbau solch flexibler Produktionsanlagen ist die Modularität.Die agile Fertigungsautomatisierung hat sich von einfach zu komplex entwickelt – ursprünglich entworfen und implementiert Flexible Fertigungsmodule (PMM), sind auf ihrer Basis aufgebaut Flexible Produktionskomplexe (HPC) und schlussendlich Flexible automatisierte Fertigung (HAP).

Roboter der neuen Generation sind einfacher zu installieren und zu programmieren und können gleichzeitig einfacher miteinander kommunizieren

Ihre Weiterentwicklung ist die Schaffung einer fast aufgegebenen automatischen Produktion, in der die flexible automatisierte Produktion durch computergesteuerte Produktion hergestellter Produkte (CAD) und technologische Vorbereitung ihrer Produktion, Planung und Versandsteuerung (ACS) ergänzt wird.

Die Hauptstruktureinheit flexibler Produktionsmodule beliebiger Komplexität sind Robotertechnologiekomplexe (RTC), die auf der Grundlage eines einzelnen Industrieroboters gebildet werden kann, der die Einzel- oder Gruppenwartung angeschlossener Geräte oder eines kompletten Produktverarbeitungszyklus (z. B. Schweißen) übernimmt, oder auf der Grundlage mehrerer Industrieroboter, die miteinander verbundene Vorgänge ausführen.

Die Vielseitigkeit der meisten Industrieroboter ermöglicht ihren breiten Einsatz als Teil robotertechnischer Komplexe für verschiedene Produktionsarten.

Fortschritte in der Robotertechnologie treiben den zunehmenden Einsatz von Robotern voran

Die intensive Einführung der Industrierobotik jetzt und in Zukunft hat mehrere Gründe.

Erstens die Schaffung und weit verbreitete Einführung von Industrierobotern und Manipulatoren, die es ermöglichen, verschiedene technologische Prozesse und Vorgänge zu intensivieren und den Einsatz manueller, gering qualifizierter und eintöniger Arbeitskräfte auszuschließen, insbesondere unter schwierigen, gefährlichen und schädlichen Bedingungen für Menschen .

In den kommenden Jahren soll die Branche durch die Einführung neuer Gerätetypen und fortschrittlicher Technologien für eine deutliche Produktionssteigerung sorgen. Obwohl der Anteil der Handarbeit in der Industrie zurückgegangen ist, gibt es heute noch immer eine Million Menschen auf der Welt, die Handarbeit leisten.

Zahlreiche Studien zu Arbeitsbedingungen zeigen, dass etwa 30 % der Arbeitnehmer durch Lärm beeinträchtigt werden, 30 % nach einem streng geregelten Regime arbeiten müssen, 25 % Feuchtigkeit, Hitze oder Kälte ausgesetzt sind, 20 % in körperlich unbequemen Positionen oder darunter arbeiten Rauch- und Rauchbedingungen. 20 % sind zu großen körperlichen Anstrengungen gezwungen und 15 % arbeiten nachts.

Diese Stressfaktoren wirken oft in Kombination; Daher sind etwa 40 % der Arbeitnehmer gleichzeitig von zwei und etwa 25 % von drei oder mehr Faktoren betroffen. Dementsprechend führt die Einführung der Robotik zu einer deutlichen Reduzierung des Anteils manueller, schwerer, schädlicher und langwieriger Arbeiten. (sozialer Faktor).

Industrieroboter können Aufgaben übernehmen, die bisher nur von Menschen erledigt werden konnten

Darüber hinaus hat sich die Art der Produktion verändert – etwa 80 % der Produkte werden in kleinen Chargen hergestellt. Daher wird die Produktionsautomatisierung zu einem der wesentlichen Hebel zur Steigerung der Arbeitsproduktivität in der Kleinproduktion. (Wirtschaftsfaktor).

Mit der Robotik können Sie die Probleme der Zwei- und Dreischichtarbeit lösen, den Auslastungsfaktor der Ausrüstung und den Arbeitsrhythmus erhöhen, die Qualität der Produkte verbessern und deren Kosten senken, vor allem in der Kleinserienfertigung.

Es schafft Voraussetzungen für den Übergang zu einer qualitativ neuen Ebene – der Schaffung flexibler automatisierter Produktionssysteme, die eine schnelle Neukonfiguration ermöglichen, um Vorgänge mit unterschiedlichen Abfolgen und Arten von Aktionen auszuführen und mit minimalem menschlichen Eingriff zu arbeiten.

Die Annäherung zwischen Mensch und Maschine nimmt noch weiter zu: Sie arbeiten zunehmend Hand in Hand und ohne Schutzzaun.

Die wichtigsten technischen Eigenschaften von Industrierobotern werden durch den Einsatzbereich und die Produktionsbedingungen bestimmt, für die sie bestimmt sind.

Beschreibung und Eigenschaften moderner Industrieroboter sind in den Artikeln enthalten: Industrieroboter in der modernen Produktion Und Klassifizierung von Industrierobotern

Studien zeigen, dass ein Industrieroboter beim Einsatz in bestimmten Vorgängen je nach Arbeitsschicht 1–3 Arbeiter ersetzt, die Arbeitsproduktivität um 60–80 % steigert und die Produktionsvorbereitungskosten um 45–50 % senkt.

Beim Einsatz in Gruppen steigt die Effizienz von Industrierobotern stark an: Die Produktivität steigt um mindestens das 3- bis 5-fache, teilweise sogar um das 8- bis 10-fache, Kapitalinvestitionen und Wartungskosten werden relativ reduziert, Intensität und Rhythmus der Produktion werden verschoben , Erhöhung der Produktqualität, Reduzierung der Ausschussquote.

Die Automobilindustrie macht es vor: Sie nutzt intelligente Fertigungslösungen und Industrieroboter anstelle der Fließbänder, die seit mehr als 100 Jahren die traditionelle Fertigung dominieren.

Unter den Bereichen der Reduzierung manueller und schwerer körperlicher Arbeit nehmen neben Robotern auch die einfachsten Geräte einen wichtigen Platz ein – Manipulatorenals Mittel zur komplexen Mechanisierung der Produktion.

In der Produktion, wo es nicht erforderlich ist, eine Person vor der Umgebung zu schützen und Geräte häufig zu be- und entladen, haben sich befehlsgesteuerte Manipulatoren durchgesetzt, die sich dadurch auszeichnen, dass der menschliche Bediener die Antriebe jedes Glieds nacheinander einzeln einschaltet.

Solche Robotermanipulatoren sind am einfachsten aufgebaut, relativ kostengünstig und ihr Einsatz führt nicht zu einer Änderung des technologischen Prozesses, da sie sich problemlos in die bestehende Technologie einfügen. Vielseitigkeit, niedrige Kosten und hohe Effizienz beim Be- und Entladen zeichnen sie aus.

Moderne Robotermanipulatoren eröffnen neue Möglichkeiten in der Arbeitswelt

Viele Arten von Arbeiten, insbesondere mechanische Montage, Konstruktion und Endbearbeitung, Heben und Transportieren, Lagern und Reparieren, können in naher Zukunft ausschließlich mit Hilfe von Manipulatoren mechanisiert werden.

Berechnungen zufolge wird die Erfüllung des industriellen Bedarfs an Robotermanipulatoren die Zahl der Arbeiter in mehr als 30 Berufen reduzieren: Schlosser um 4 %, Mechaniker um 3, Packer um 5, Lagerverwalter um 2,5, Transporter um 3 und Lader um 5 %

Als Folge der Netzwerkinnovation tauchen immer mehr Roboter in Fertigungsbereichen auf, die die Automatisierung erst kürzlich für sich entdeckt haben. Beispiele hierfür sind die Lebensmittelindustrie, die Textilindustrie, die holzverarbeitende Industrie und die Kunststoffindustrie.

Bis vor Kurzem war der Einsatz von Standardtypen von Industrierobotern mit einer Reihe von Sicherheits- und Unfallverhütungsmaßnahmen verbunden. In dieser Hinsicht ist eine neue Art von Robotern (kollaborative Roboter), manchmal auch „Cobots“ genannt, eine völlig revolutionäre Lösung.

Die Forschung und Entwicklung kollaborativer Roboter konzentrierte sich von Anfang an auf die Sicherheit und gleichzeitig auf die Möglichkeit ihrer Integration in Arbeitslinien mit menschlichen Bedienern.

Selbst im letzten Jahrzehnt waren Industrieroboter auf dem Vormarsch. Aber dann erschien es kollaborative Roboter… Der Kern des Begriffs „Kooperation“ bedeutet, dass er mit Menschen zusammenarbeiten kann.

Wie könnte das aussehen und warum ist es ungefährlich? Der Roboter ist so konzipiert, dass er über eine begrenzte Leistung und Leistung verfügt, einschließlich einer Funktion, die den Roboter sofort stoppt, wenn eine Kollision erkannt wird, was auf verschiedene Arten erfolgen kann. In vielen Anwendungen kann dieser Roboter ohne Sicherheitsschutz eingesetzt werden.

Heute können Roboterhersteller ihren Kunden einen Robotertyp anbieten, der hinsichtlich seiner Eigenschaften höchste Anforderungen erfüllt und gleichzeitig eine Reihe weiterer hervorzuhebender Vorteile aufweist:

• Gleichzeitiger Betrieb mit einem menschlichen Bediener,
• platzsparend,
• Einfache Einstellung,
• Hochleistung,
• Genauigkeit,
• Zuverlässigkeit.

Kollaborative Roboter sind noch neu. Die Möglichkeiten ihrer Anwendung sind noch nicht vollständig geklärt.Derzeit werden Cobots am häufigsten in der Elektronikindustrie eingesetzt, ihre Fähigkeiten wurden jedoch auch in anderen Branchen erfolgreich eingesetzt. Dank ihrer Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit werden sie auch in der Logistik- und Dienstleistungsbranche ihren Platz finden. Unsere Forschung zeigt, dass diese nicht produzierenden Bereiche bis 2024 21,3 % des Cobot-Umsatzes ausmachen werden. Unsere freundlichen kleinen Cobots haben das Potenzial, im Vergleich zu anderen Robotertypen deutlich zu wachsen!

— Jan Zhang, CEO von Interact Analysis

Wenn ein Arbeiter viele Stunden am Tag eine sich wiederholende Aufgabe ausführt, ist es dank einfacher Programmierung und Konfiguration und ohne alle Sicherheitsmaßnahmen, die für herkömmliche Industrieroboter erforderlich sind, oft relativ einfach, einen kollaborativen Roboter in relativ kurzer Zeit auszutauschen.

Aus den gleichen Gründen ist der kollaborative Roboter auch viel erschwinglicher (nicht nur die Kosten des Roboters sind niedriger, sondern auch die Installationskosten, da der Zeitaufwand für die Wartung und Konfiguration der Roboterzellenausrüstung entfällt) und daher einfacher zu rechtfertigen finanziell.

Die besten Beispiele für den erfolgreichen Einsatz solcher Roboter sind Produktionsanlagen, in denen mehrere Stationen die gleichen Prozesse ausführen, beispielsweise technologische Prozesse mit mehreren CNC-Maschinen.

Derzeit sollte die Entwicklung und Implementierung der Robotik als einer der vorrangigen Bereiche der industriellen Entwicklung anerkannt werden.

Mehr als tausend Unternehmen beschäftigen sich mit der Entwicklung und Produktion von Industrierobotern. Alle großen Unternehmen beginnen, in Industrieroboter zu investieren.Es entstehen neue Unternehmen, die sich auf diese Produkte spezialisiert haben, sowie Zwischenunternehmen für die Einführung von Industrierobotern.

In allen entwickelten Ländern wurden nationale Verbände für Industrierobotik gegründet und in einigen Ländern wurde die Arbeit auf diesem Gebiet in den Rang eines staatlichen Programms erhoben.

In Russland wurde die National Association of Robotics Market Participants (NAURR) gegründet, deren Ziel es ist, den Robotikmarkt zu entwickeln, internationale Beziehungen auszubauen und Robotik bekannt zu machen.