Els robots industrials i els beneficis de la seva implantació en la producció, la importància de la robòtica
El món és cada cop més digital i progressista. Això es pot jutjar, per exemple, pel fet que el nombre de robots instal·lats a la indústria a tot el món s'ha més que triplicat en els darrers deu anys.
La robòtica és una nova eina per a la mecanització complexa i l'automatització de la producció, tecnologia d'últimes generacions, que ofereix la màxima eficiència.
Robòtica és una nova direcció científica i tècnica complexa, que inclou el desenvolupament, la creació i l'ús manipuladors, robots i complexos tecnològics robòtics, així com els aspectes organitzatius, socioeconòmics i psicològics relacionats que requereixen un nou enfocament científic. Treballant amb èxit en diversos camps, va demostrant progressivament els seus avantatges.
Automatització de robots per a productivitat, flexibilitat i seguretat
La idea de substituir el treball humà per màquines es coneix des de l'antiguitat.El robot industrial és un pas més en el desenvolupament de l'automatització flexible per optimitzar la producció, amb la capacitat no només de repetir contínuament les mateixes operacions amb precisió garantida, sinó també amb la possibilitat de simple reprogramació en cas de canvi en el programa de producció de l'usuari. .
El concepte comença amb estacions de treball senzilles, on el robot està equipat amb un posicionador per col·locar cossos i col·locar peces en dues o més estacions, fins a tota la línia de producció robòtica, on la funció dels cossos, inclosa la càrrega i descàrrega de peces, està controlada per robots.
Ajudants importants en el món de l'automatització moderna d'avui són sistemes d'assistència àmpliament utilitzats, com ara sistemes d'imatge o càmeres que permeten als robots treure i manipular peces grans.
No obstant això, la fiabilitat dels robots, el seu programari, l'alt rendiment i la facilitat d'operació són prerequisits essencials per al bon funcionament d'aquests dispositius i sistemes.
El nivell i els mètodes d'automatització de la producció depenen significativament del seu tipus i escala, i si en la producció massiva i a gran escala l'ús de línies automàtiques està més justificat, llavors en sèries mitjanes i petits lots i producció única. automatització complexa fet possible amb l'arribada dels ordinadors, màquines CNC i robots industrials.
A la base equips tecnològics amb control digital i muntar robots industrials, línies multiproducte, seccions, tallers anomenats fabricació automatitzada flexible.
El principi principal per construir aquestes instal·lacions de producció flexibles és la modularitat.L'automatització de la fabricació àgil ha evolucionat de simple a complexa, dissenyada i implementada originalment mòduls de fabricació flexible (PMM), es construeixen sobre la seva base complexos de producció flexible (HPC) i finalment fabricació automatitzada flexible (HAP).
Els robots de nova generació són més fàcils d'instal·lar i programar i alhora més fàcils de comunicar-se entre ells
El seu desenvolupament posterior és la creació d'una producció automàtica gairebé abandonada, on la producció automatitzada flexible es complementa amb la producció dissenyada per ordinador de productes manufacturats (CAD) i la preparació tecnològica de la seva producció, planificació i control d'expedició (ACS).
La unitat estructural principal dels mòduls de producció flexible de qualsevol complexitat són complexos de tecnologia robòtica (RTC), que es pot formar a partir d'un robot industrial que proporciona manteniment individual o grupal d'equips connectats o un cicle complet de processament del producte (per exemple, soldadura), o sobre la base de diversos robots industrials que realitzen operacions interconnectades.
La versatilitat de la majoria de robots industrials permet el seu ampli ús com a part de complexos tecnològics robòtics per a diferents tipus de producció.
Els avenços en la tecnologia robòtica estan impulsant l'ús creixent dels robots
L'adopció intensiva de la robòtica industrial ara i en el futur es deu a diverses raons.
En primer lloc, la creació i implantació generalitzada de robots i manipuladors industrials, que permeten intensificar diversos processos i operacions tecnològiques, per excloure l'ús de mà d'obra manual poc qualificada i monòtona, especialment en condicions difícils, perilloses i nocives per a les persones. .
En els propers anys, la indústria hauria d'assegurar un augment significatiu de la producció mitjançant la introducció de nous tipus d'equips i tecnologies progressives. Tot i que la proporció de treball manual a la indústria ha disminuït, avui encara hi ha un milió de persones que treballen manualment al món.
Nombrosos estudis de condicions de treball mostren que al voltant del 30% dels treballadors es veuen afectats negativament pel soroll, el 30% ha de treballar segons un règim estrictament regulat, el 25% està exposat a la humitat, la calor o el fred, el 20% treballa en posicions físicament incòmodes o sota condicions de fums i fums. El 20% es veu obligat a fer grans esforços físics, i el 15% treballa de nit.
Aquests estressors sovint actuen en combinació; per tant, un 40% dels treballadors es veuen afectats simultàniament per dos i un 25% per tres o més factors. En conseqüència, la introducció de la robòtica suposa una reducció important de la proporció de treballs manuals, pesats, nocius i tediosos. (factor social).
Els robots industrials poden realitzar tasques que abans només podien realitzar els humans
A més, la naturalesa de la producció ha canviat: al voltant del 80% dels productes es produeixen en lots petits. Per tant, l'automatització de la producció esdevé una de les palanques essencials per augmentar la productivitat laboral en la producció a petita escala. (factor econòmic).
La robòtica permet resoldre els problemes de mà d'obra de dos i tres torns, augmentar el factor de càrrega de l'equip i el ritme del seu treball, millorar la qualitat dels productes i reduir-ne el cost, principalment en la producció a petita escala.
Crea requisits previs per passar a un nivell qualitativament nou: creació de sistemes de producció automatitzats flexibles que permetin una reconfiguració ràpida per realitzar operacions amb diferents seqüències i naturalesa d'accions i treballar amb la mínima implicació humana.
Hi ha un acostament encara més gran entre l'home i la màquina: cada cop treballen més de la mà i sense tanca protectora.
Les principals característiques tècniques dels robots industrials estan determinades pel camp d'aplicació i les condicions de producció a les quals estan destinats.
La descripció i les característiques dels robots industrials moderns es troben als articles: Robots industrials en producció moderna i Classificació dels robots industrials
Els estudis demostren que quan s'utilitza en determinades operacions, un robot industrial, depenent del torn de treball, substitueix 1-3 treballadors, augmenta la productivitat laboral entre un 60 i un 80% i redueix els costos de preparació de la producció en un 45-50%.
Quan s'utilitzen en grup, l'eficiència dels robots industrials augmenta considerablement: la productivitat augmenta almenys de 3 a 5 vegades i, en alguns casos, de 8 a 10 vegades, la inversió de capital i els costos de manteniment es redueixen relativament, la intensitat i el ritme de producció es desplacen. , augment de la qualitat del producte, es redueix el nombre de rebutjos.
La indústria de l'automòbil està liderant el camí: utilitzant solucions de fabricació intel·ligents i robots industrials en lloc de les línies de muntatge que han dominat la fabricació tradicional durant més de 100 anys.
Entre les àrees de reducció del treball físic manual i pesat, a més dels robots, també s'assigna un lloc important als dispositius més senzills: manipuladorscom a mitjà de mecanització complexa de la producció.
A la producció, on no cal protegir una persona del medi ambient i la càrrega i descàrrega freqüents d'equips, s'han generalitzat manipuladors controlats per comandaments, caracteritzats pel fet que l'operador humà encén seqüencialment les unitats de cada enllaç per separat.
Aquests manipuladors robòtics són els més senzills en disseny, relativament econòmics i el seu ús no comporta un canvi en el procés tecnològic, ja que s'adapten fàcilment a la tecnologia existent. Versatilitat, baix cost i alta eficiència en les operacions de càrrega i descàrrega són les seves qualitats distintives.
Els manipuladors robòtics moderns ofereixen noves oportunitats en el món laboral
Molts tipus de treballs, en particular el muntatge mecànic, la construcció i l'acabat, l'elevació i el transport, l'emmagatzematge i la reparació es poden mecanitzar en un futur proper exclusivament amb l'ajuda de manipuladors.
Segons els càlculs, satisfer les necessitats industrials dels manipuladors robòtics reduirà el nombre de treballadors manuals en més de 30 professions: serrallers en un 4%, reparadors en 3, empacadors en 5, magatzems en 2,5, transportistes en 3 i carregadors en 5. %
Com a resultat de la innovació en xarxa, cada cop apareixen més robots en sectors de fabricació que fa poc que han descobert l'automatització. En són exemples la indústria alimentària, la indústria tèxtil, la indústria de la fusta i la indústria del plàstic.
Fins fa poc, l'ús de tipus estàndard de robots industrials anava acompanyat d'una sèrie de mesures de seguretat i prevenció d'accidents. En aquest sentit, un nou tipus de robots (robots col·laboratius), de vegades anomenats "cobots", és una solució totalment revolucionària.
La investigació i desenvolupament de robots col·laboratius s'ha centrat des del principi en la seguretat i alhora en la possibilitat de la seva integració en línies de treball amb operaris humans.
Fins i tot en l'última dècada, els robots industrials estaven a la tanca. Però després va aparèixer robots col·laboratius... L'essència del terme "cooperació" vol dir que pot treballar conjuntament amb la gent.
Com pot semblar això i per què no és perillós? El disseny del robot és tal que té una potència i una sortida limitades, inclosa una funció que atura immediatament el robot quan es detecta una col·lisió, cosa que es pot fer de diverses maneres. En moltes aplicacions, aquest robot es pot utilitzar sense protecció de seguretat.
Avui dia, els fabricants de robots poden oferir als seus clients un tipus de robot que compleixi els requisits més estrictes pel que fa a les seves característiques i que al mateix temps té una sèrie d'avantatges més que es poden destacar:
- Funcionament simultània amb un operador humà,
- estalvi d'espai,
- fàcil configuració,
- gran actuació,
- precisió,
- fiabilitat.
Els robots col·laboratius encara són nous. Les possibilitats de la seva aplicació encara no s'han revelat completament.Actualment, els cobots són els més utilitzats a la indústria electrònica, però les seves capacitats també s'han aplicat amb èxit a altres indústries. Gràcies a la seva flexibilitat i facilitat d'ús, també trobaran el seu lloc en les indústries de la logística i els serveis. La nostra investigació mostra que aquestes àrees no de fabricació representaran el 21,3% de les vendes de cobots el 2024. Els nostres petits cobots amigables tenen el potencial de créixer significativament en comparació amb altres tipus de robots!
— Jan Zhang, director general d'Interact Analysis
Si un treballador realitza una tasca repetitiva durant moltes hores al dia, sovint és relativament fàcil substituir un robot col·laboratiu en un període de temps relativament curt, gràcies a una programació i configuració senzilles i sense totes les mesures de seguretat necessàries per als robots industrials tradicionals.
Per les mateixes raons, el robot col·laboratiu també és molt més assequible (no només el cost del robot és més baix, sinó també el cost d'instal·lació eliminant el temps necessari per mantenir i configurar l'equip de la cèl·lula robòtica) i per tant és més fàcil de justificar. econòmicament.
Els millors exemples d'implementació reeixida d'aquests robots es troben en instal·lacions de producció on hi ha diverses estacions que realitzen el mateix tipus de processos, per exemple processos tecnològics amb múltiples màquines CNC.
Actualment, la creació i implantació de la robòtica ha de ser reconeguda com una de les àrees prioritàries del desenvolupament industrial.
Més d'un miler d'empreses es dediquen al desenvolupament i producció de robots industrials. Totes les grans empreses estan començant a invertir en robots industrials.Es creen noves empreses especialitzades en aquests productes, així com empreses intermediàries per a la implantació de robots industrials.
A tots els països desenvolupats s'han establert associacions nacionals de robòtica industrial, i en alguns països el treball en aquest camp s'ha elevat al rang de programa estatal.
A Rússia, es va establir l'Associació Nacional de Participants del Mercat de Robòtica (NAURR), el propòsit de la qual és desenvolupar el mercat de la robòtica, ampliar les relacions internacionals i popularitzar la robòtica.