Dołącz do czytelników
Brak wyników

Rewolucyjne roboty, które zmieniają produkcję

Artykuł | 7 stycznia 2021 | NR 1
0 110

W obecnych czasach nie trzeba nikogo przekonywać, że nowoczesne technologie są niezbędne do zwiększania możliwości produkcyjnych i bezpieczeństwa w zakładach przemysłowych. Świadomość ta przyczynia się do tego, że coraz częściej zauważyć można w przedsiębiorstwach wprowadzanie sztucznej inteligencji na poziomie procesu technologicznego, zwiększanie ilości informacji rozsyłanych po całej firmie, jak i dążenie do eliminowania błędów powodowanych przez czynnik ludzki.

 

Kiedy na początku lat 50. w przemyśle zaczęto stosować roboty, wielu ludzi sądziło, że mają one zastąpić człowieka w pracy. Dla dzisiejszych czołowych firm produkcyjnych automatyka i robotyka przyczynia się do zwiększania wydajności i elastyczności, jak też lepszego wykorzystania posiadanego potencjału ludzkiego. Roboty mają zastosowanie tam, gdzie prace mogą być wykonane szybciej, dokładniej i bezpieczniej, bez narażania zdrowia ludzi. Dodatkowo fakt, że nowoczesne systemy zarządzania produkcją wymagają szybkiego przepływu dużej ilości danych, sprawia, że linie przemysłowe wyposażone muszą być w zaawansowaną technologię, m.in. inteligentne czujniki, bezprzewodowe sieci zintegrowane z maszynami i transferujące dane, a także systemy cyber-fizyczne, wspierające utrzymanie ruchu. Obecny poziom technologii pozwala za zautomatyzowanie całego procesu wytwórczego, będącego głównym elementem procesu produkcji (rys. 1).

 

Rys. 1. Struktura procesu produkcji

 

Rys.2. Wysokiej jakości spoina wykonana na zrobotyzowanym stanowisku spawalniczym

 

 Roboty w nowoczesnych fabrykach wykorzystuje się w procesach:

  • spawania, ukosowania (w tym ukosowania plazmą),
  • montażu, przenoszenia, transportu międzyoperacyjnego,
  • pakowania, naważania, dozowania, paletyzacji, depaletyzacji,
  • malowania, szlifowania,
  • jako elastyczne, zrobotyzowane gniazda produkcyjne kooperujące z ludźmi i wykazujące się rozszerzoną inteligencją.

Zapotrzebowanie na roboty i inteligentne obrabiarki CNC pojawia się obecnie praktycznie w każdej branży. Nowe koncepcje zarządzania, takie jak np. Industry 4.0, opierają się głównie na idei informatyzacji i automatyzacji procesów mających za zadanie maksymalnie zoptymalizować wydajność i wyeliminować wszystkie czynniki, których kontrola jest utrudniona przez automatyczne systemy nadzoru. Realizacja tej koncepcji możliwa jest tylko przy zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań z szeroko pojętej dziedziny automatyki przemysłowej, która nieustannie się rozwija. Aby móc lepiej poznać możliwości i korzyści, jakie daje robotyzowanie i automatyzowanie poszczególnych procesów wytwórczych, należy mieć wiedzę nt. dostępnych rozwiązań rynkowych, ich zalet, wad i przydatności do konkretnych zastosowań.

 

Robotyzacja procesów wytwórczych

Każdy z wymienionych wcześniej procesów wytwórczych ma swoją specyficzną charakterystykę, przez co jego automatyzacja często wymaga zastosowania specyficznych środków (np. robotów) posiadających określone konieczne cechy. Sprawia to, że roboty klasyfikowane jako „przemysłowe” często są dodatkowo klasyfikowane ze względu na dostosowanie do wybranych procesów wytwórczych, spośród których można wyróżnić kilka ich rodzajów.

Roboty spawalnicze, do których zalicza się szereg różnych robotów wykorzystywanych do automatyzowania procesów spawania, zgrzewania, lutowania, wykorzystywanych najczęściej w przemyśle samochodowym i elektronicznym. Większość producentów robotów przemysłowych opracowało i rozwija konstrukcje dedykowane do zrobotyzowanych aplikacji spawania. Zadania wykonywane przez roboty pozwalają na zwiększenie wydajności pracy, wpływają na jakość wyrobów (rys. 2), oszczędność materiałową i energetyczną. Roboty mogą wykonywać precyzyjne spoiny nawet w trudno dostępnych miejscach (rys. 3).

 

Rys.3. Robot Kuka Serii KR-16 pracujący podczas spawania elementów kratownicowych [13]

 

Robotyzacja procesu spawania pozwala uzyskać:

  • wysoką precyzję, powtarzalność i dokładność,
  • prędkość spawania dochodzącą do 50 mm/s (dla spawacza prędkość przyjmuje się na poziomie 7 mm/s),
  • prędkość końcówki palnika w ruchu liniowym może dochodzić do 4 m/s, co powoduje skrócenie czasu przejścia pomiędzy spawanymi elementami,
  • wykorzystywanie źródła zrobotyzowanego szacuje się, przy odpowiedniej konfiguracji stanowiska, na 80% (a przy ręcznym spawaniu spawacz przy najlepszej pracy osiąga maksymalnie poziom 20% na jedną zmianę),
  • stosowane źródła MIG do zrobotyzowanego spawania pozwalają zastąpić spawanie metodą TIG w 85% aplikacji,
  • nowoczesne zrobotyzowane źródła MIG pozwalają zredukować występowanie odprysków o 90% w stosunku do ręcznych spawarek,
  • możliwość spawania dużymi prądami, przy których człowiek nie jest w stanie przebywać w bezpośrednim otoczeniu żarzącego się łuku,
  • możliwość lepszego wykorzystania wysoko wyspecjalizowanego spawacza – nie musi on wykonywać długich i powtarzalnych spawów,
  • zwiększenie mocy produkcyjnych zakładu,
  • możliwość pracy w trudnych warunkach.

 

Rys.4. Zrobotyzowane stanowisko montażu podzespołów elektronicznych [12]

 

Roboty montażowe wykonujące dokładne i powtarzalne czynności są idealne do prac montażowych, dlatego też większość obecnie produkowanych urządzeń jest montowana automatycznie lub półautomatycznie. Procesowi montażu mogą podlegać różnego rodzaju operacje technologiczne, od mało skomplikowanych łączeń elementów, po bardzo skomplikowane montaże układów elektronicznych (rys. 4). Montaż powierzchniowy układów elektronicznych już dawno został całkowicie zautomatyzowany, niemniej nie wyczerpuje on całości procesu. W wielu przypadkach wymaga uzupełniania o operacje ręczne, gdzie montuje się duże elementy, złącza, radiatory, podzespoły mocy, wyświetlacze lub czujniki, a więc takie elementy, któr...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy