Image Source: Pixabay.com
Роботехниката се занимава с въпроси, свързани с изграждането на технически системи. Обикновено те наподобяват устройства на човешки тела и човешки функции. Например, при промишлените роботи (ПР) се набляга върху конструкции, наподобяващи крайници. Изкуствени ръце и крака могат да извършват дейности като захващане, повдигане и други.
Основните направления на развитие на робототехниката са :
- Сензорна технология
- Изкуствен интелект и информатика
- Мобилни машини и механизми
- Протезиране
- Промишлена робототехника
- Бионика
Всяко от тези направления се насочва към различна сфера на действие. Роботизираните системи се развиват все повече и повече през последните 50 години. Приложенията им прерастват и служат във различни сфери, някои от които се възползват от техниката по-отдавна, а други тепърва навлизат.
Една от тези сфери е пряко свързана с обслужването на металорежещи машини. Както вече знаете, металорежещите машини се използват за изработване на части и детайли в металообработката, автомобилостроенето, в машиностроенето и други индустрии.
Същност и особености на роботизираното обслужване
Квалифицираният човешки ресурс или обслужващ машините персонал винаги е бил неизменна част от процеси в производството. Неговите задължения обаче намаляват с развитието на роботиката и нейните функции.
Роботизираното обслужване има за основна задача да транспортира обекти в пространството, като например да разтоварват и натоварват материали и детайли, които ще бъдат обработвани. Обслужващите роботи също така ориентират обектите в пространството и се грижат за отчитане на края на работния цикъл и започване на нов (рестартиране на програмата).
Внедряването на роботизирано обслужване при металорежещите машини се увеличава с развитието на технологиите и тяхната висока прецизност и интелигентност. Роботите увеличават скоростта на производствения процес и продуктивността и елиминират възможността за допуснати грешки, които се наблюдават при дейности, извършвани от човека.
Интелигентните роботи имат три основни свойства:
- Помнят предходни събития
- Получават информация за заобикалящата ги среда
- Взимат решения и реагират спрямо предните две
Роботизираното обслужване намира най-широко приложение в индустриални отрасли като автомобилостроенето, машиностроенето, както и при металорежещите и металообработващи машини.
При машините за обработка на метали, употребата на роботизирано обслужване автоматизира процесите и значително намалява времето за зареждане и разтоварване на детайли. Роботите предоставят възможността за непрекъсната работа, обработка и рестартиране, ако подаването на детайли и материали към машината е непрекъснато.
Роботите могат да помогнат в товаро-разтоварни дейности с капацитет на натоварване до няколкостотин килограма. Имат различен брой оси, като се избират според приложението си, което освен товарене и разтоварване, може да помогне в обработващи операции като струговане, фрезоване, щанцоване, електроерозийна обработка, шлифоване и други.
Това означава, че са широко приложими при различни видове металообработващи машини като преси, стругове, EDM техника и други. За да се подпомогнат резултатите в конкретни операции, към роботите могат да се добавят периферни устройства, които правят процеса по-бърз, а обработката - по-прецизна.
Image Source: Pixabay.com
Обслужващи роботи в Lean (стегнатото) производство
Lean производството се превежда като “стегнато” производство, което се отнася до управленска философия, целяща запазване на стойността за клиента при минимизиране на необходимата работа и загубите.
С други думи, философията се свежда до елиминиране на материали и процеси без стойност и непрекъснато подобрение на продукта. Производствените загуби могат да бъдат свързани с дефектни продукти, процесите на работа, наличност, транспорт, свръхпродукция и движение.
Имайки горното предвид, е лесно да се види как внедряването на роботизираните системи за обслужване на машини подобрява и подпомага тези разбирания. Интелигентните работи намаляват производствени загуби, нуждата от човешки труд и съответните разходи, увеличават продуктивността, намаляват движението, свеждат възможността за дефектен продукт до минимум и оптимизират възвращаемостта на машините.
По този начин началните инвестиции се възвръщат по-бързо, а стойността на продукта за крайния клиент остава непроменена. Роботизираното обслужване в сферата на металообработващи машини спестява бавното и трудно товарене и разтоварване, което преди се е извършвало от работници.
Това от своя страна увеличава в пъти скоростта на производство и намалява риска от наранявания. Когато функциите им се отнасят до малки детайли, те са по-динамични и по-прецизни от човека, автоматизират промяната на програмите за обработка, обезмасляването, почистването и извършват други спомагателни операции.
Добре организираното стегнато производство включва компактни, бързи и интелигентни роботизирани обслужващи системи, които пестят пространство в производствените бази.
Компактността на роботите позволява да се поставят на подово пространство или да бъдат монтирани над клетките и да пренасят материали и детайли от една металообработваща машина към друга. Когато пространството е оптимизирано, може да се инвестира в повече техника, която да се постави и от своя страна допълнително да ускори процесите на обработка.
Дизайн на роботите и организация на работната клетка
Терминът работна клетка се отнася до стратегически подредени ресурси (машини, уреди, материали, детайли) с ясната цел да се извърши определена операция или процес. Подредбата и организацията на металорежещи машини и прилежащото роботизирано обслужване може да доведе до постигане на различни крайни резултати. Всеки вид подредба има и различни предимства или недостатъци.
Някои от основните “закони” в организацията на работни клетки с роботизирано обслужване са свързани с монтажа на роботизираните части. Начините на монтаж определят обхвата и направлението на движение. Например, ако роботът се монтира върху работната си клетка, ще се движи в хоризонтална ос. От друга страна, ако се монтира странично, ще постигне повече резултати във вертикална ос.
Съществуват и други видове монтаж, като например “обратният”, когато роботът се монтира на релса отгоре надолу. Също така може да бъде разделен на стационарен или подвижен, в зависимост от това дали роботът може да бъде преместен или не. Подвижните монтажи имат предимството да бъдат използвани за различни цели и операции.
Размерът на роботизираната част е от изключително значение, когато става дума за подредба, конфигурация и монтаж. По-големите части обикновено изискват подов монтаж, докато по-компактни версии могат да бъдат вградени в самата машина или в непосредствена близост до нея, за да се постигне по-голям обхват на действие.
Image Source: Pixabay.com
Предимства на роботизираното обслужване
Предимствата на роботизираното обслужване на металорежещи машини са много, главните от които са, че един робот може да се използва за няколко различни машини, както и че някои от тях позволяват известна степен на персонализация.
Роботизираното обслужване позволява развитието на стегнато производство с висока производителност, минимални загуби, висока прецизност, минимален брой допуснати грешки и непрекъснат работен процес.
Поради гореизброените, предприятията, които се възползват от интелигентни технологии в производството си, обикновено постигат по-висока производителност и по-малко загуби от конкурентите си. Това води и до бърза възвръщаемост на инвестицията за техника.
Хората, работещи в цехове с металорежещи машини, също се наслаждават на предимствата на роботизираната техника. Тъй като по-тежки и опасни задачи се прехвърлят към машините, вместо към хората, рискът от работни злополуки, травми и сериозни наранявания се свежда до минимум.
От гледна точка на безопасност, този вид техника също разполага с предварително зададени параметри, които обезопасяват работата. Те лесно могат да бъдат контролирани от разстояние или от бутон за незабавно изключване, а освен това имат и сензори, които засичат нежелани действия и спират машината.
Роботизирано обслужване в МСП
Малките и средни предприятия (или накратко МСП) обикновено произвеждат продукти на дребно и в малки партиди, които изискват различни видове обработка и машини. Те често страдат от недостатъчен финансов ресурс за големи инвестиции в интелигентни технологии, както и квалифициран човешки ресурс. Поради изредените причини твърдението, че роботизираното обслужване се прилага единствено в големи производствени бази, е често срещано.
Това твърдение обаче не винаги е вярно и много МСП го доказват. Подвижните роботизирани рамена, например, са често срещани в малки предприятия поради техните възможности да захващат всякакви обекти (малки и големи), както и да ги придвижва до отделните машини. Те не са сложни за програмиране и не се изискват специфични познания.
Image Source: Pixabay.com
Възможни конфигурации според бюджета
Дори МСП с малки финансови възможности имат варианти, чрез които могат да се възползват от съвременната техника и да улеснят процесите си на работа.
Някои от вариантите са:
- Самостоятелна конфигурация на производствената клетка
- Закупуване на предварително програмирана клетка
- Инвестиция в цялостно решение
Изброените горе варианти са подредени във възходящ ред спрямо бюджета и размера на машините. В случай че МСП избере самостоятелно да конфигурира производствената клетка, това ще е решението на най-ниска цена.
Предварително програмираните клетки предоставят по-голяма автоматизация и по-висока инвестиция. Цялостните решения, от друга страна, са по-скъпи и обикновено подходящи за големи предприятия и широко търсени производители. Те заемат и най-много пространство в производствената база.
