- Это многозвенный манипулятор или робот с несколькими степенями свободы, предназначенный для промышленности.
- Механическое устройство, которое автоматически выполняет работу, — это машина, реализующая различные функции за счёт собственной энергии и способности к управлению.
- Промышленные роботы используются в широком спектре применений в различных отраслях для автоматизации задач, повышения эффективности и роста производительности.
Промышленные роботы — это автоматизированные машины, используемые в производстве. Как правило, такие многофункциональные машины состоят как минимум из одной перепрограммируемой роботизированной руки или манипулятора, работающего по трём и более осям.
Широкое применение промышленных роботов на складах и сборочных линиях заводов объясняется их способностью быстро, с высокой точностью и без перерывов выполнять повторяющиеся задачи.
Определение промышленного робота
Промышленные роботы — это роботы, созданные специально для автоматизации трудоёмких производственных задач, например тех, что необходимы на постоянно движущихся сборочных линиях. Будучи крупными и тяжёлыми машинами, они размещаются на фиксированных позициях на заводе, а все остальные задачи и процессы работников выстраиваются вокруг них.
Согласно международным стандартам, промышленный робот определяется как «многофункциональный перепрограммируемый манипулятор с автоматическим управлением, программируемый по трём и более осям, который может быть закреплён на одном месте или перемещаться для задач промышленной автоматизации».
Промышленные роботы, как правило, не имеют человекоподобной формы, хотя способны воспроизводить движения и поведение человека — но с силой, точностью и скоростью машины.
По данным Built In, Nadia Figueroa, профессор машиностроения и прикладной механики в Université de Pennsylvanie, считает, что из-за характера выполняемой работы «промышленные роботы должны быть прочными, быстрыми и точными».
Это делает большинство промышленных роботов „достаточно крупными и опасными для людей“, — заявила Figueroa, которая также консультирует GRASP Lab. «Их часто помещают в клетки или за ограждения, чтобы люди не оказались в опасности».
Читайте также:Автопроизводитель Magna испытает человекоподобных роботов Sanctuary AI
Виды промышленных роботов
Промышленные роботы выпускаются в разных видах, каждый из которых предназначен для конкретных задач и применений. Вот некоторые распространённые виды:
Шарнирные роботы: у таких роботов есть вращательные сочленения, напоминающие руку человека, обычно с шестью и более степенями свободы, что обеспечивает гибкость движений. Они универсальны и широко применяются для таких задач, как сварка, перемещение материалов, сборка и покраска.
SCARA-роботы (роботы с избирательной податливостью для сборочных операций): у них два параллельных вращательных сочленения для горизонтального движения и одно линейное сочленение для вертикального. Они отлично подходят для задач, требующих быстрых и точных горизонтальных перемещений, например сборки и операций «взять и положить».
Дельта-роботы (параллельные роботы): у них параллельная структура звеньев — три и более руки, соединённые с общим основанием. Они известны высокой скоростью работы и обычно применяются для таких задач, как упаковка, сортировка и манипуляции с мелкими деталями в пищевой и электронной промышленности.
Декартовы роботы / портальные роботы: декартовы роботы, также называемые портальными, перемещаются по трём линейным осям (X, Y, Z) в декартовой системе координат. Они подходят для задач, требующих точных линейных перемещений, таких как «взять и положить», нанесение материалов и механическая обработка с ЧПУ.
Коллаборативные роботы (коботы): коботы спроектированы для работы рядом с людьми в общем рабочем пространстве. Они оснащены функциями безопасности — например, датчиками силы и момента, — чтобы обнаруживать присутствие человека и предотвращать столкновения. Коботы применяются в различных отраслях для таких задач, как сборка, инспекция и упаковка.
Мобильные роботы: мобильные роботы оснащаются колёсами или гусеницами для автономного или полуавтономного передвижения по объекту. Они применяются для таких задач, как транспортировка материалов, управление запасами и мониторинг на складах, заводах и в распределительных центрах.
Это лишь несколько примеров — существуют и другие специализированные виды промышленных роботов, спроектированные под конкретные задачи и отрасли. Выбор типа робота зависит от таких факторов, как требования приложения, ограничения рабочего пространства, грузоподъёмность и желаемый уровень автоматизации.
Читайте также:Роботы на базе ИИ с суперзрением обеспечивают работу «революционного» склада
Преимущества промышленных роботов
Нельзя отрицать, что промышленные роботы произвели революцию в современном производстве. Вот некоторые из их преимуществ.
Повышение производительности: промышленные роботы могут работать непрерывно и на высокой скорости, что ведёт к росту пропускной способности и производительности производственных процессов.
Повышение качества: роботы выполняют задачи с высокой точностью и повторяемостью, что обеспечивает стабильное качество и снижение числа производственных дефектов.
Повышенная безопасность: автоматизируя опасные или повторяющиеся задачи, роботы повышают безопасность труда, снижая риск несчастных случаев и травм у работников.
Экономия затрат: хотя первоначальные инвестиции в промышленных роботов могут быть значительными, в долгосрочной перспективе они дают экономию за счёт роста эффективности, снижения затрат на труд и минимизации отходов.
Гибкость: роботов можно программировать и перепрограммировать на выполнение различных задач, что позволяет производителям быстро адаптироваться к изменениям производственного спроса и требований к продукции.
Работа 24/7: промышленные роботы могут работать круглосуточно без усталости, что обеспечивает непрерывную работу и сокращение простоев на производственных объектах.
Постоянство: роботы выполняют задачи со стабильной точностью и аккуратностью, устраняя изменчивость, свойственную ручному труду, и гарантируя единообразие качества продукции.
Сбор и анализ данных: многие промышленные роботы оснащены датчиками и возможностями сбора данных, что позволяет производителям получать ценные сведения о производственных процессах и оптимизировать показатели.
Опасения по поводу промышленных роботов
Хотя промышленные роботы дают производителям множество преимуществ, они вызывают и определённые опасения.
Сокращение рабочих мест: одна из главных проблем в том, что автоматизация задач, ранее выполнявшихся людьми, может привести к сокращению рабочих мест и безработице, особенно среди работников отраслей, сильнее всего затронутых автоматизацией.
Изменение требований к навыкам: распространение промышленных роботов может потребовать от работников новых навыков — по эксплуатации, программированию и обслуживанию этих машин, — что создаёт вызовы для перехода и переобучения персонала.
Риски для безопасности: несмотря на защитные устройства, промышленные роботы по-прежнему могут представлять опасность для работников, особенно при взаимодействии в общем рабочем пространстве. Аварии могут происходить из-за механических отказов, ошибок программирования или ненадлежащего обслуживания.
Этические аспекты: использование промышленных роботов поднимает этические вопросы, особенно когда автоматизация ведёт к потере рабочих мест или усугубляет социально-экономическое неравенство. Кроме того, звучат опасения по поводу влияния автоматизации на человеческое достоинство и автономию.
Уязвимости в кибербезопасности: промышленные роботы всё чаще подключаются к сетям и системам, что порождает опасения об уязвимостях в кибербезопасности. Злоумышленники могут использовать такие уязвимости для получения несанкционированного доступа к роботам, что создаёт риски для безопасности или приводит к сбоям в производстве.
Чрезмерная зависимость от автоматизации: слишком сильная зависимость от промышленных роботов в производственных процессах может сделать производителей уязвимыми к сбоям из-за технических отказов, перебоев в цепочках поставок или кибератак. Это также может снизить гибкость и адаптивность производственных операций.
Воздействие на окружающую среду: хотя промышленные роботы могут способствовать эффективности и оптимизации ресурсов, существуют опасения по поводу их воздействия на окружающую среду — прежде всего в отношении потребления энергии, образования отходов и использования материалов в производственных процессах.
Социально-экономические последствия: автоматизация на базе промышленных роботов может усугубить социально-экономическое неравенство, увеличивая разрыв между квалифицированными и неквалифицированными работниками и сосредоточивая богатство и власть в руках компаний и разработчиков технологий.
Для решения этих проблем необходимо тщательно оценить социальные, экономические, этические и экологические последствия внедрения промышленных роботов. Это также предполагает упреждающие меры по снижению рисков, обеспечению безопасности и благополучия работников и продвижению справедливой и устойчивой практики автоматизации.
Как промышленные роботы используются в повседневной жизни?
Сегодня в мире насчитывается более 3,4 миллиона промышленных роботов, а мировое соотношение роботов и людей в производстве составляет 1 к 71. Согласно опросу McKinsey, промышленные компании планируют в течение следующих пяти лет вложить четверть своего капитала в робототехнику: ожидается, что к 2027 году рынок достигнет 43 миллиардов долларов выручки.
Промышленные роботы используются в широком спектре применений в различных отраслях для автоматизации задач, повышения эффективности и роста производительности. Вот несколько распространённых способов их применения:
Производство и сборка: промышленные роботы широко применяются в производственных процессах для сборки компонентов, сварки деталей, перемещения материалов и выполнения других производственных задач. Они работают с высокой точностью и повторяемостью, что повышает качество и стабильность сборочных операций.
Сварка: роботы широко используются для сварочных работ в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и металлообработка. Они могут выполнять различные виды сварки — дуговую, точечную и лазерную — с точностью и скоростью, что обеспечивает стабильное качество швов и сокращение времени цикла.
Перемещение материалов и упаковка: промышленные роботы используются для таких задач, как захват, укладка, паллетирование и упаковка товаров на складах, в распределительных центрах и на производственных объектах. Они способны работать с тяжёлыми грузами и без перерывов, что повышает пропускную способность и эффективность логистических операций.
Покраска и нанесение покрытий: роботы с распылительными пистолетами используются для автоматизированной покраски и нанесения покрытий в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство бытовой электроники. Они могут равномерно и точно наносить краску или покрытия на поверхности, сокращая расход материалов и улучшая качество отделки.
Инспекция и контроль качества: роботы, оснащённые датчиками и камерами, используются для проверки продукции, компонентов или объектов на наличие дефектов в целях контроля качества и безопасности. Они обнаруживают дефекты, измеряют размеры и проводят проверки качества с высокой точностью и стабильностью, гарантируя качество продукции и соответствие стандартам.
Загрузка станков: роботы используются для загрузки и выгрузки деталей на металлорежущем оборудовании, таком как станки с ЧПУ (числовым программным управлением), токарные и фрезерные станки. Они могут работать непрерывно и автономно, сокращая простои и повышая загрузку оборудования в производственных процессах.
Испытания и измерения: роботы используются для тестирования и измерения компонентов или продукции в таких отраслях, как электроника, автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность. Они выполняют электрические испытания, контроль размеров и анализ материалов точно и эффективно, гарантируя надёжность и характеристики продукции.
Совместная работа: коллаборативные роботы (коботы) спроектированы для работы рядом с людьми в общем рабочем пространстве. Они применяются для таких задач, как сборка, инспекция и упаковка, где необходимо тесное взаимодействие человека и робота. Коботы оснащены функциями безопасности, чтобы гарантировать безопасное взаимодействие с работниками.
Промышленные роботы играют ключевую роль в автоматизации широкого круга задач в производственной и промышленной среде, открывая путь к новому миру будущего.