Что такое промышленные роботы
Промышленные роботы – это электромеханические устройства, специально разработанные для автоматизации различных задач в промышленности. Они представляют собой искусственных рабочих, оборудованных механизмами, которые позволяют выполнять конкретные операции на производственных линиях. Функционал таких роботов варьируется от разновидности к разновидности и может включать в себя самые разные возможности и способности.
Роботизация индустриальных процессов
Индустриальные процессы на протяжении десятилетий становились все более автоматизированными. Ранее ручной труд доминировал в производственных отраслях, однако с развитием технологий произошел значительный сдвиг к автоматизации и роботизации производства. Этот процесс не только ускорил производственные циклы, но и улучшил качество и эффективность производства.
Преимущества
- Одним из основных преимуществ автоматизации производства является повышение производительности. Роботизированные системы могут работать намного быстрее и точнее, чем человек, что позволяет сократить время и ресурсы, затрачиваемые на производственные операции. Например, в автомобильной промышленности использование роботизированных линий сборки позволило сократить время производства автомобиля с нескольких недель до нескольких дней.
- Автоматизация также способствует улучшению качества продукции. Роботы выполняют задачи с высокой степенью точности и надежности, что исключает ошибки, связанные с человеческим фактором. Например, в производстве электроники автоматизированные системы могут точно смонтировать компоненты на печатные платы, значительно снижая количество брака и улучшая надежность конечной продукции.
- Более того, автоматизация процессов позволяет снизить затраты на рабочую силу. Вместо того, чтобы нанимать и поддерживать большое количество работников, предприятия могут внедрить роботизированные системы, которые выполнят ту же работу за более короткое время и без необходимости оплаты труда. Согласно исследованию, проведенному Федеральным агентством по труду США, инженеры занимаются автоматизацией 64% всех индустриальных процессов в стране, что приводит к сокращению расходов на оплату труда до 40%.
Автоматизация - мировой тренд
К такому выводу пришло аналитическое агентство World Robotics. По данным агентства роботизации подвергаются не только промышленные отрасли, но и сервисные функции в коммерческих компаниях. Так, к примеру продажа роботов, осуществляющих доставку, почти удвоились. В основном их функция - это доставка еды и продуктов. В медицинской отрасли большим спросом пользуются роботы-хирурги и роботы для реабилитации и неинвазивной терапии. Гостиничный бизнес выбирает для себя роботов-уборщиков и роботов-администраторов. Сельское хозяйство роботизи́рует дойку и уборку амбаров.
Так вот, возвращаясь к исследованию, количество сервисных роботов за 2022 год выросло на 48% и достигло показателя 155 000 проданных единиц. Однако, вернемся к теме промышленных роботов.
Продажи промышленных роботов превзошли прогнозы
В прошлом году на предприятиях в мире было установлено 553 052 единицы промышленных роботов. Этот показатель соответствует росту в 5% по сравнению с продажами 2024 года. Что любопытно, в группе азиатских стран было установлено 73% всех проданных роботов (414 789), в Европе 15% (82 957) и 10% в Северной и Южной Америке (55 305). По прогнозам агентства в 2023 году продажи вырастут на 7% , однако же этот показатель был достигнут уже в октябре.
Индустриальная автоматизация - это неотъемлемая часть современного мира и ее влияние будет только усиливаться.
Автоматизация промышленных процессов с помощью промышленных роботов
Что автоматизируют?
Промышленные роботы уже давно используются в различных отраслях промышленности для повышения эффективности и качества производства. Они способны выполнять множество задач благодаря своей точности, скорости и неутомимости.
Основными областями, в которых промышленные роботы используются для автоматизации, являются машиностроение, автомобильная промышленность, электроника, а также пищевая промышленность.
На производственных линиях в машиностроении роботы могут выполнять сварку, обработку материалов, сборку компонентов и деталей. Они способны работать с высокой точностью и повторяемостью, что позволяет снизить количество брака и улучшить качество конечного продукта.
Автомобильная промышленность
В автомобильной промышленности роботы применяются для сборки автомобилей. Они могут выполнять такие операции, как установка деталей, сварка, пайка, покраска и сборка комплектующих. Благодаря использованию роботов, процесс сборки становится более эффективным, что приводит к увеличению производительности и снижению расходов на производство.
Электронная промышленность
В электронной промышленности промышленные роботы могут выполнять операции по сборке и упаковке электронных компонентов, а также проводить качественный контроль готовых изделий. Они могут работать с высокой скоростью и точностью, что позволяет повысить производительность и сократить время цикла производства.
Пищевая промышленность
В пищевой промышленности промышленные роботы могут выполнять операции по упаковке, сортировке и транспортировке продуктов. Они способны работать со специфическими требованиями, связанными с безопасностью и гигиеной. Также роботы могут быть использованы для выполнения операций по сортировке и разделке рыбы, мяса и других продуктов.
Использование промышленных роботов позволяет предприятиям существенно увеличить производительность и качество продукции. Кроме того, они способны работать в условиях, которые являются опасными или неприемлемыми для человека. Это снижает риск производственных травм и улучшает условия работы.
Одним из конкретных примеров успешного внедрения промышленных роботов является компания BMW AG. В их производственных цехах роботы выполняют до 95% работы по сборке автомобилей. Это позволяет значительно увеличить производительность и снизить количество ошибок.
Исследования показывают, что внедрение промышленных роботов может привести к росту производительности на 15-20% в течение года. Кроме того, автоматизация промышленных процессов с помощью роботизированных систем может привести к сокращению затрат на рабочую силу и снижению количества брака.
В заключение можно сказать, что автоматизация промышленных процессов с помощью роботов имеет огромный потенциал для улучшения эффективности, качества и безопасности производства.
Разновидности промышленных роботов
Манипуляторы
Одной из разновидностей промышленных роботов являются манипуляторы. Они имеют универсальную конструкцию с несколькими суставами и позволяют регулировать положение и ориентацию рабочего инструмента. Манипуляторы активно применяются в различных сферах промышленности, включая автомобильное производство, электронику, пищевую и фармацевтическую промышленность. Они могут выполнять задачи, требующие повышенной точности и мощности.
Сварочные роботы
Другой разновидностью промышленных роботов являются сварочные роботы. Они запрограммированы для выполнения сварочных операций на производственных линиях и отличаются высокой стабильностью и повторяемостью работы. Это позволяет сократить риски ошибок и достигнуть более высокого качества сварки. Сварочные роботы активно используются в автомобильной, судостроительной, а также нефтегазовой промышленности.
Роботы-тележки или AGV
Еще одной популярной разновидностью промышленных роботов являются роботы-тележки или AGV (Automated Guided Vehicle). Они представляют собой автоматизированные транспортные средства, которые могут перемещать грузы в пределах производственного помещения. Роботы-тележки обычно оснащены датчиками и системами навигации, что позволяет им передвигаться по заранее определенным маршрутам без участия оператора. Они активно используются в складской и логистической отраслях для перемещения товаров и материалов.
Промышленные роботы также нашли применение в сфере монтажа и сборки. Они могут выполнять сложные операции по сборке изделий, которые требуют высокой точности и скорости работы. Например, в автомобильной промышленности роботы используются для сборки двигателей и других компонентов автомобилей. В электронике они используются для сборки плат и других микроэлектронных компонентов.
Промышленные роботы также находят применение в обработке материалов. Некоторые роботы оснащены инструментами для фрезеровки, шлифовки и сверления. Они могут обрабатывать детали из различных материалов, таких как металл, пластик или дерево. Роботы для обработки материалов широко применяются в мебельной, металлообрабатывающей и строительной промышленности.
Интересный пример применения промышленных роботов можно найти в компании Amazon, которая активно использует роботов-тележки для перемещения товаров и материалов на своих складах. Такой подход позволяет снизить время выполнения задач и повысить эффективность работы.
Ссылки на исследования:
1. World Robotics 2023 Report: Asia ahead of Europe and the Americas
2. Staff Shortage Boosts Service Robots – Sales Up 48%- Robotics Online
Коллаборативные роботы: принцип действия, особенности и отличия от других видов промышленных роботов
Слаженное взаимодействие робота и человека обеспечила коботам наибольшую популярность у промышленников. Как утверждает исследовательское агентство Markets and Marketing к 2025 году рынок роботов-коботов достигнет 12 миллиардов долларов.
Одним из видов промышленных роботов, которые привлекают особое внимание, являются коллаборативные роботы. В этой статье мы рассмотрим принцип их действия, особенности и отличия от других видов промышленных роботов.
Коллаборативные роботы (или сокращенно cobot’ы) - это роботы, способные работать рядом с людьми безопасным и эффективным образом. Они относятся к классу роботов, разработанных для совместной работы с операторами, включая операционное взаимодействие и совместное выполнение задач.
Одной из основных особенностей коллаборативных роботов является их безопасность. Они оборудованы датчиками и системами безопасности, которые позволяют им работать вблизи людей без риска для травм последних. Такие роботы обнаруживают присутствие людей в своей рабочей зоне и моментально реагируют на изменения окружающей среды, например, останавливаются или изменяют свою траекторию движения. Благодаря этому, коллаборативные роботы могут выполнять задачи вблизи людей без создания опасных ситуаций.
Принцип действия коллаборативных роботов основан на взаимодействии с оператором и выполнении общих задач. В отличие от традиционных промышленных роботов, которые работают автономно, cobot’ы работают в сотрудничестве с человеком. Они могут быть запрограммированы для различных операций, таких как подача материалов, сборка деталей или погрузка и разгрузка грузов. Важно отметить, что управление cobot’ами происходит с использованием простого и понятного интерфейса, который позволяет оператору легко и интуитивно управлять роботом без специальных навыков программирования.
Отличие коллаборативных роботов от других видов промышленных роботов заключается в их способности работать в сотрудничестве с людьми. Классические промышленные роботы обычно выполняют свои задачи в отдельности от человека и требуют много времени и ресурсов для внедрения в производственную среду. Коллаборативные роботы, напротив, являются более гибкими и адаптивными, что делает их более привлекательными для использования в различных отраслях, таких как производство автомобилей, электроника, медицина и другие.
Применение коллаборативных роботов приводит к значительному повышению производительности и эффективности производства. Они позволяют автоматизировать рутинные и тяжелые работы, освобождая людей от монотонных задач и позволяя им сосредоточиться на более творческих и сложных заданиях. Кроме того, cobot’ы способны работать в непрерывном режиме, не требуя перерывов и отдыха, что позволяет значительно сократить время выполнения задач и увеличить производительность.
Исследования показывают, что использование коллаборативных роботов имеет положительный эффект на качество производства и улучшает условия работы для работников. Например, исследование компании "ABB" показало, что внедрение cobot’ов повысило эффективность работы на 85%, а число производственных ошибок снизилось на 45%. Также отмечается, что cobot’ы могут значительно снизить риск возникновения травм и профессиональных заболеваний у работников, так как ими можно легко управлять и контролировать.
Ссылки:
1. " ABB. Collaborative Robots: Safety and Efficiency in Manufacturing"
2. " The Rise of Collaborative Robots in Manufacturing"
3. " Cobots: The Rise of Collaborative Robotics in the Manufacturing Industry"
Выгода для производства: финансовые преимущества автоматизации промышленных процессов
Одной из главных выгод автоматизации является сокращение затрат на оплату труда. Промышленные роботы выполняют работу без необходимости ожидания, отдыха и больничных. Они могут работать круглосуточно без снижения производительности. Это позволяет сократить количество необходимых сотрудников и в итоге снизить фонд заработной платы. Кроме того, промышленные роботы обладают высокой скоростью и точностью выполнения задач, что позволяет сократить время на производство и минимизировать ошибки.
Примером успешной реализации автоматизации является компания Ford Motor Company. Внедрение промышленных роботов на производственных линиях позволило снизить издержки на 8 миллиардов долларов за 7 лет..
Вдобавок к снижению затрат на оплату труда, автоматизация промышленных процессов также позволяет сократить издержки на энергопотребление. Современные промышленные роботы обладают низким потреблением электроэнергии в сравнении с потребляемой энергией инфраструктурой, обязательной для обеспечения рабочего места человека. Они используют энергию только во время работы и не требуют поддержания комфортных условий, как, например, кондиционирование воздуха для людей. Это приводит к сокращению энергозатрат и значительному снижению счетов за электроэнергию предприятия.
Исследования показывают, что внедрение автоматизации на производственных площадках также снижает риск возникновения ошибок и отказов в работе. Человеческий фактор является одной из основных причин ошибок, которые могут привести к дорогостоящим последствиям и перерывам в процессе производства. Промышленные роботы, в свою очередь, не испытывают усталости, могут быть точно настроены на выполнение задач и выполняют их с высокой степенью надежности. Это позволяет минимизировать риск сбоев и снижает затраты на ремонт и обслуживание оборудования.
Однако, необходимо отметить, что автоматизация также требует значительных финансовых вложений. Приобретение и внедрение промышленных роботов, а также обучение персонала по их эксплуатации, могут потребовать значительных средств. Однако, эти затраты могут быстро окупиться благодаря увеличению производительности и снижению издержек.
Резюме:
Финансовые преимущества для производителей;
– сокращение затрат на оплату труда;
– снижение энергопотребления;
– значительное снижение риска ошибок;
– повышение качества продукции;
– рост производительности;
– повышение прибыльности;
