Промышленных роботов виды: Промышленные роботы: тренды и типы

Промышленные роботы: тренды и типы

Роботы уже используются во многих отраслях промышленности, в том числе для 3D-печати, в парках развлечений, сельском хозяйстве, для выполнения сборочных работ, в строительстве. Они находят применение в области производства электроники, для представлений и театральных постановок, в логистике и складировании, в производстве, медицине, для добычи полезных ископаемых, для транспортировки, в космосе, в спорте, в качестве игрушек и во многих других сферах. Инновации в конструкциях роботов и рабочих инструментов (механических схватов, присосок, обрабатывающих и сварочных головок и т. п.), которые внедряются в одной из отраслей, могут быть адаптированы и для применения в других областях промышленности.

Многочисленные конкурсы в области робототехники вдохновляют инженерные умы на продвижение роботов в сферах образования, развлечения, услуг и технологий. Значительные усилия направлены на то, чтобы адаптировать роботов для пожаротушения, поисковых и спасательных операций, устранения последствий стихийных бедствий, использования в опасных зонах, для предотвращения производственных травм.

Контроллеры роботов уменьшаются в габаритах и становятся более открытыми для инженеров и разработчиков. В настоящее время программируемые логические контроллеры (Programmable Logic Controller, PLC), программируемые контроллеры для автоматизации (Programmable Automation Controller, PAC), промышленные компьютеры, встраиваемые контроллеры, выпущенные сторонними производителями, могут использоваться для управления роботами.

Достижения в области сетевых технологий позволяют осуществлять беспроблемную коммуникацию и скоординированное управление сразу несколькими роботами, что важно для таких концепций, как «умные» фабрики, «промышленный Интернет вещей» (Industrial Internet of Things, IIoT), интегрированное производство (Industry 4.0).

Вот 10 подтверждений тому, что программное обеспечение (ПО) роботов и их программирование становятся проще:

• Искусственный интеллект позволяет использовать историю прошлых действий, чтобы робот быстрее адаптировался к новым ситуациям.
• Чтобы избежать введения вредо­носного кода и не допустить несанкционированного дистанционного управления, в робототехнику активно внедряются достижения в области кибербезопасности.
• Все чаще используется принцип блочного программирования, причем функциональные блоки, отвечающие за исполнение тех или иных движений или рабочих сценариев, могут быть как предложены поставщиком программного обеспечения, так и дополнены конечным пользователем, производителем оригинального оборудования, конструктором конечного заводского оборудования или системным интегратором.
• Интерактивная сенсорная информация и инструкции могут быть переданы от конечных исполнительных устройств, датчиков, а также других устройств и систем. Для предотвращения аварийных ситуаций и повышения качества выполнения операций могут использоваться машинное зрение или встроенные непосредственно в технологическую оснастку радио­частотные идентификационные чипы. Такой подход даст возможность вовремя обнаружить и компенсировать износ инструмента.
• Программирование с открытым исходным кодом позволяет совместно использовать системы роботов от различных производителей.
• Функция «Обучение демонстрацией» позволяет некоторым роботам во время движения по определенному пути одновременно пополнять свою базу знаний, спрашивая в определенных ситуациях, является ли путь от А до С более приемлемым, нежели путь от А к B, а потом к С.
• Компьютерные среды моделирования позволяют детально сымитировать поведение робота и его окружение. Это дает возможность провести полное тестирование исполнительных устройств (инструментов и манипуляторов), нескольких комбинаций роботов или машин, элементов безопасности и задач, удостоверяющее правильность проектирования и функционирования робота еще до его установки или покупки.
• Универсальное ПО позволяет импортировать и использовать данные по кинематике робота (правилам его движения) в унифицированном виде.
• Беспроводные пульты управления дают больше мобильности, чем проводные человеко-машинные интерфейсы (HMI). Некоторые виды ПО могут использоваться непосредственно в коммерческих планшетных компьютерах.
• «Мастер подсказок» или пошаговый «Мастер команд» позволяют запрограммировать действия робота без непосредственного написания кода, с использованием пошаговой структурной схемы с выпадающими списками команд, списками выбора вариантов и подсказок.

Разновидности промышленных роботов

Промышленные роботы весьма разнообразны и могут включать в себя элементы более чем одного типа. Так, например, робот с шарнирными сочленениями, или, как его еще называют, шарнирный робот, может быть интегрирован в портальный (козловой) робот (он устанавливается на массивное жесткое основание, а его направляющие закреплены на фундаменте практически неподвижно) или в мобильного робота. Рассмотрим основные типы промышленных роботов и их функции.

Шарнирные роботы

Шарнирные (артикулированные) роботы имеют вращающиеся «талию», «плечо», «локоть» и три вращающихся шарнира в «запястье». Эти роботы могут очень точно размещать мелкие детали, производить упаковку и укладку на поддоны.

Например, у робота Fanuc М-2000iA/900L (рис. 1) большая рабочая область, и он обладает возможностью переносить полезную нагрузку большой массы, например осуществлять подъем кузова и установку его на двигатель. Роботы для управления двумя гайковертами с питанием от напряжения постоянного тока связаны с помощью промышленного Ethernet.

Рис. 1. Шарнирный робот Fanuc M-2000iA/900L

Декартовы роботы

Декартовы роботы имеют, по крайней мере, три линейные оси управления и могут быть конфигурированы для выполнения тяжелых операций (например, для перемещения кузовов автомобиля) или точных операций (например, детализация на сложных поверхностях).

Роботы-помощники

Роботы-помощники оснащены датчиками, ограничивающими усилие и/или скорость звеньев,
и, в зависимости от применения, могут работать в непосредственной близости от человека без установки защитного ограждения. Пока такие роботы были в основном шарнирного типа, но подобные датчики могут быть применены и к обычным роботам. Эта технология развивается быстрее, чем робот проходит сертификацию на соответствие стандартам безопасности. Некоторые из таких роботов могут быть «двурукими», чтобы лучше копировать манипуляционные способности человека и легче интегрироваться в существующий производственный процесс без необходимости его перестраивать.

Робот Sawyer (рис. 2) от компании Rethink Robotics весит 19 кг, может перемещать 4 кг полезного груза, имеет семь степеней свободы и высоту 1 м, что позволяет ему маневрировать в ограниченном пространстве. Датчики силы с высокой разрешающей способностью, установленные в каждом сочленении, позволили компании-изготовителю реализовать эффективный контроль его движений. Робот может «чувствовать» свой путь среди станков и оборудования. Адаптивная точность позволяет роботу эффективно работать в полуструктурированных средах, используя встроенную систему машинного зрения.

Рис. 2. Робот-помощник Sawyer

Дельта-роботы

Дельта-робот является разновидностью параллельного робота. Он состоит из трех рычагов, прикрепленных посредством карданных шарниров к основанию. Ключевой особенностью является использование параллелограммов в конструкции манипулятора, что позволяет сохранять пространственную ориентацию исполнительного устройства робота. Высокоскоростные роботы этого типа используются для загрузки, подачи и упаковки в фармацевтической промышленности, для сборки и в стерильных помещениях.

К примеру, робот Yaskawa Motoman MPP3H (рис. 3) предназначен для комплектации вложений и их упаковки в картонную тару. Чтобы упростить конструкцию, повысить надежность и точность выполнения операций, которая составляет ±0,1 мм, робот MPP3H имеет конфигурацию с параллельно-связанным манипулятором с прямым приводом на оси вращения. Благодаря минимальной площади установки и тому, что он не занимает место непосредственно в самой рабочей зоне, эта модель может быть использована для установки в условиях высокой плотности, обеспечивая большую (до 600 мм) зону обслуживания и способность перемещать груз массой в 3 кг.

Рис. 3. Дельта-робот Yaskawa Motoman MPP3H

Дроны

Дроны — это, в основном, летающие аппараты с дистанционным управлением (то есть на самом деле они не совсем роботы). В более широком смысле — это мобильные, автономные аппараты, запрограммированные на выполнение каких-либо задач. Они применяются для промышленных приложений, таких как проверка безопасности, в целях мониторинга и для научных исследований, в опасных местах, на пересеченной местности. В настоящее время такие аппараты могут использоваться под водой и в космосе. Внедрение в них возможности работать автономно позволит этим мобильным роботам самостоятельно формировать и посылать отчеты или самим выбирать команды управления по мере необходимости.

Рис. 4. Мобильный робот Vecna QC Tugger

Портальные роботы

Портальные роботы называются так потому, что они, подобно портовым и козловым кранам, передвигаются по линейной рейке, обеспечивая (обычно) горизонтальный мобильный доступ сверху к большой рабочей области. Они могут иметь еще одну или две оси перемещения, что придает им мобильность роботов другого типа, например шарнирных, установленных на раме портального. Области применения включают подъемно-транспортные и сборочные операции, загрузку и выемку заготовок из станков и т. п. Эта же идея может быть применена в вертикальной, цилиндрической или сферической конфигурациях.

Мобильные роботы

Мобильные роботы (роботы для транспортировки материалов, складирования, обслуживания станков) в настоящее время активно развиваются. Внедрение в них сенсоров и навигационных технологий в сочетании с развитым алгоритмическим обеспечением увеличили их скорость и гибкость применения. Они могут быть интегрированы в другие системы, обладающие возможностью движения, и иметь свою автономную систему навигации.

Например, автономный робот Vecna QC Tugger (рис. 4) способен тянуть за собой группу тележек и удерживать грузы. Он работает с большинством пневматических тягово-сцепных соединителей и установлен на такой же автономной платформе, как и вся продуктовая линейка QC Bot, с теми же функциями безопасности, которые позволяют такому роботу автономно двигаться по территории медицинских учреждений и с помощью операторов в других сферах.

Параллельные роботы

Параллельные роботы используют три параллелограмма и вращающиеся рычаги, управляемые серводвигателями или линейными актуаторами (линейными приводами). Обычно они используются, как и дельта-роботы, для захвата, подъема и перемещения деталей.

Манипуляторы

Роботы типа SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) — это манипуляторы с селективной гибкостью (рис. 5). Конструктивно они жесткие в вертикальной плоскости, т. е. вдоль оси Z, при этом в горизонтальной плоскости (по осям X и Y) обладают податливостью. Такие роботы часто выполняют сборочные операции. Роботы типа SCARA могут работать быстрее, чем декартовые роботы, и имеют небольшие габариты, но они могут быть более дорогостоящими.

Рис. 5. Робот Adept eCobra 600 SCARA 4-Axis

В частности, четырехосевой робот Adept eCobra 600 SCARA 4-Axis имеет большую зону обслуживания манипулятора (600 мм) и может выполнять работы на трех уровнях. Предназначен для использования в приложениях особой сложности и удовлетворяет высоким требованиям по производительности в одной аппаратной платформе. Встроенные в робот устройства управления обеспечивают компактность всей системы, экономят занимаемую площадь, упрощают и минимизируют затраты на установку. Использование привычной «лестничной» логической схемы и других языков программирования, предусмотренных стандартом IEC 61131-3, сокращает сроки обучения и подготовки к эксплуатации.

Ключевые концепции современной робототехники

• Последние достижения в форм-факторах роботов, контроллерах, коммуникациях и программном обеспечении делают роботов все более пригодными для использования в различных приложениях и отраслях промышленности.

• Более простое и гибкое программное обеспечение позволяет использовать роботов все большему кругу людей.

• В настоящее время доступны различные типы, форм-факторы роботов и подключаемых к ним рабочих инструментов

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Разновидности промышленных роботов | RuAut

Уже никого не удивишь наличием на производственных предприятиях промышленных роботов. Уровень роботизации в промышленности растет изо дня в день. С ростом уровня роботизации увеличивается и разнообразие самих роботов. Разработчики придумывают все новые и новые разновидности роботов, для того чтобы снизить стоимость владения, увеличить производительность под конкретную задачу и упростить наладку и запуск в работу робота. Чтобы начать разбираться в этом всем многообразии промышленной робототехники, давайте рассмотрим основные типы роботов и их функции.

Шарнирные роботы

Шарнирные роботы в работе напоминают движение человеческой руки, они состоят из вращательных кинематических пар и имеют от 4 до 6 управляемых осей. Такая конструкция позволяет шарнирным роботам выполнять пространственные перемещения со сложной траекторией. Примерами задач, с которыми на ура справятся шарнирные роботы являются: контурная сварка или фрезеровка, а также окрашивание сложных поверхностей, таких, как например автомобильный кузов. Также их применяют для большинства задач pick & place. Однако существует мнение, что функционал шарнирных роботов для этих задач зачастую избыточен. Монтаж шарнирного робота чаще всего производится напольный, однако встречаются варианты монтажа на стену или потолок. Радиус действия шарнирных роботов может достигать до нескольких метров, а грузоподъёмность более 1 тонны.

Декартовы и портальные роботы

Декартовы роботы имеют, как правило, три линейные оси управления. Каждая из этих осей находится под прямым углом к двум другим. Если одно из звеньев, которое совершает горизонтальное перемещение, имеет поддержку на обоих концах звена, то такой декартов робот называется портальным. Так как декартовы роботы имеют только линейные перемещения, то разработчикам достаточно просто написать программу для перемещения манипуляторов в любую точку пространства, используя несложные тригонометрические функции. Характеристики портальных роботов могут быть совершенно разнообразными и зависят от выбранных линейных сервоприводов и механической части.

Дельта-роботы

Дельта-роботы – это один из видов параллельных роботов, отличительной особенностью которых является треугольная платформа с тремя шарнирными рычагами. Именно из-за треугольной платформы робот получил свое название, так как визуально она похожа на букву греческого алфавита «Δ – дельта». Особенностью является использование параллелограммов в конструкции манипулятора, что позволяет сохранять пространственную ориентацию исполнительного устройства робота. Основным преимуществом дельта-роботов является их высочайшая скорость перемещения за счет минимальной инерции.

SCARA-роботы

Роботы — манипуляторы типа SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) — это манипуляторы с селективной гибкостью. Конструктивно они жесткие в вертикальной плоскости, то есть вдоль оси Z, при этом в горизонтальной плоскости (по осям X и Y) обладают податливостью. Такие роботы часто выполняют сборочные операции. Роботы типа SCARA могут работать быстрее, чем декартовые роботы, и имеют небольшие габариты, но они могут быть более дорогостоящими. Применение SCARA роботов особенно выгодно для сборки узлов, где робот должен вкладывать одни детали в другие, при этом, не соединяя их. Важным является то, что благодаря своей конструкции, манипулятор может вытянуться, распрямив «локоть», а может свернуться, освободив занимаемое пространство. Это удобно при работе в ограниченном пространстве, и когда детали перемещаются из одного производственного модуля в другой.

Мобильные роботы

Мобильные роботы (роботы для транспортировки материалов, складирования, обслуживания станков) в настоящее время активно развиваются. Внедрение в них датчиков и средств навигации в сочетании с развитым алгоритмическим обеспечением обеспечивают их высокой скоростью и гибкостью применения. Они могут быть интегрированы в другие системы, обладающие возможностью движения, и иметь свою автономную систему навигации. Например, автономные роботы способны тянуть за собой группу тележек и удерживать грузы. Они работают с разными типами пневматических тягово-сцепных соединителей. Оборудованы функциями безопасности, которые позволяют мобильному роботу автономно и безопасно перемещаться по территории производственных помещений.

Дроны

Дроны — это летающие аппараты с дистанционным управлением (то есть на самом деле они не совсем роботы). В более широком смысле — это мобильные, автономные аппараты, запрограммированные на выполнение каких-либо задач. Они применяются для промышленных приложений, таких как проверка безопасности, в целях мониторинга и для научных исследований, в опасных зонах, на пересеченной местности. В настоящее время такие аппараты могут использоваться под водой и в воздухе. Внедрение в них возможности работать автономно позволит этим мобильным роботам самостоятельно формировать и посылать отчеты или самим выбирать команды управления по мере необходимости.

Коллаборативные роботы

Коллаборативные роботы оснащены датчиками, ограничивающими усилие и/или скорость звеньев, и, в зависимости от применения, могут работать в непосредственной близости от человека без установки защитного ограждения. Пока такие роботы были в основном шарнирного типа, но подобные датчики могут быть применены и к обычным роботам. Эта технология развивается быстрее, чем робот проходит сертификацию на соответствие стандартам безопасности. Некоторые из таких роботов могут быть «двурукими», чтобы лучше копировать манипуляционные способности человека и легче интегрироваться в существующий производственный процесс без необходимости его перестраивать. Адаптивная точность коллаборативных роботов позволяет им эффективно работать в полуструктурированных средах, используя встроенную систему машинного зрения.

Промышленные роботы. Виды и устройство. Работа и применение

Промышленные роботы все чаще применяются на заводах и предприятиях. Их используют для осуществления функций управления, перемещения и движения в различных производственных процессах. Главная их особенность в том, что они не устают. Роботы могут работать круглосуточно без какого-либо участия человека, ведь для их функционирования нужна только заложенная программа, по которой они будут действовать. Они могут выполнять только определенные действия, но чаще всего их используют в автоматизированных производственных системах.

Благодаря использованию роботов удается создать полный цикл производства, который обеспечивает производительность и точность на весьма высоком уровне. Кроме того, практически полностью исключаются ошибки в производстве, которые так свойственны людям. Промышленная робототехника заявила о себе в 1961 году. Именно тогда был получен первый патент на робота. Однако первое серийное производство роботов началось в далеком в 1956 году. Основное развитие роботы для промышленности получили в 60-70-ых годах двадцатого века. Именно в этот период был создан прототип современного робота, который напоминал человеческую руку и имел шесть степеней свободы.

Виды

На текущий момент промышленные роботы условно можно поделить на три категории, в которых также можно выделить свои подвиды:

• Автоматические устройства. В эту категорию входят программные, адаптивные и биотехнические роботы:

— Программные представляют самую простейшую разновидность роботов, которые управляются автоматически. Эта разновидность широко применяется вследствие их не дороговизны. Они находят широкое применение на предприятиях для совершения простых операций по запланированной технологии. В большей части случаев у таких устройств нет сенсоров. При этом все действия производятся по циклической программе, которая заранее закладывается в блок памяти.

— Адаптивные. В отличие от первой разновидности такие роботы имеют сенсоры, а также ряд сопутствующих программ. Благодаря сигналам, которые идут к управляющей системе от всевозможных датчиков, происходит анализ окружающей обстановки. В результате полученных данных, робот может принимать решение, как ему действовать дальше. К примеру, он может начать выполнять другую операцию, если невозможно выполнить первую.

— Обучаемые. Подобные роботы способны учиться, то есть они выполняют действия согласно предыдущему обучению. К примеру, люди создают порядок действий, которые закладываются в блок управления робота.

— Интеллектуальные. Данные роботы имеют зачатки искусственного интеллекта, то есть они при помощи сенсорных датчиков могут без помощи людей воспринимать окружающую обстановку. То есть они создают виртуальное пространство, в котором могут ориентироваться и принимать решения о последующих действиях. То есть они могут обучаться по мере поступления опыта.

• Биотехнические устройства. В эту категорию входят командные, копирующие и полуавтоматические роботы.

— Командные. Это своего рода манипуляторы, которые дистанционно управляются оператором. Оператор подает команды на движение каждому его сочленению. Если говорить прямо, то это роботы только наполовину.
— Копирующие. Это манипуляторы, которые производят копирование действия, совершаемые оператором в заданный момент времени. К примеру, человек надевает перчатку и двигает пальцами, то и копирующий робот также будет двигать своими железными пальцами.
— Полуавтоматические. Для их управления оператору необходимо лишь задавать перемещение органа манипулятора. При этом система управления устройства сама согласует все необходимые движения и при необходимости выполнит их корректировку.

• Интерактивные промышленные роботы. В эту категорию входят автоматизированные, супервизорные и диалоговые роботы.

— Автоматизированные. Это роботы, где чередуются режимы автоматического управленческого процесса с биотехническими.
— Супервизорные. Это роботы, которые выполняют работу автоматически по заданному циклу, однако перемещение от одного этапа к следующему осуществляется по командам оператора.
— Диалоговые. Это автоматические роботы различного действия, которые могут взаимодействовать с оператором, применяя язык определенного уровня. К примеру, с помощью команд голосом.

Устройство

Промышленные роботы могут иметь различное устройство, что во многом определяется задачами, которые стоят перед ними. Однако на данный момент наиболее распространенными видами подобных устройств являются роботизированные манипуляторы.

Стандартный манипулятор выполнен из семи сегментов, которые соединяются с помощью шести суставов. Каждый сегмент выполнен из металлического корпуса и проводов. В каждом сегменте присутствуют шаговые двигатели, которые заставляют суставы двигаться. Управление суставами и роботом в целом осуществляется с помощью компьютера, который заставляет вращаться конкретные шаговые двигатели. В некоторых манипуляторах вместо двигателей могут применяться пневматические или гидравлические элементы.

Главная особенность шаговых двигателей в том, что они могут обеспечивать очень точные движения. Если компьютер даст команду суставу передвинуться ровно на 15 мм, то двигатель сделает то, что от него попросят. При этом движение будет точным каждый раз при совершении одного и того же действия.

Чтобы контролировать, правильно ли робот выполняет необходимые действия, применяются датчики движения. Если происходит малейшее отклонение от заданной программы, то происходит корреляция движения. Если же наблюдается значительное отклонение и невозможность его исправления, то сигнал подается на главный компьютер. В результате робот может быть остановлен, чтобы его можно было отремонтировать.

Манипулятор также имеет устройства захвата, которые выполнены в виде человеческой руки с механическими пальцами. При необходимости захвата плоского предмета вместо механических пальцев может применяться пневматическая присоска. В случае необходимости захвата множества деталей может быть задействована конструкция в виде приспособления, специально разработанная для этого. К тому же вместо захватного устройства могут применяться и иные рабочие инструменты, к примеру, пульверизатор, отвертка и так далее.

Промышленные роботы также могут перемещаться по колее, выполненной на полу в виде монорельсов. В случае необходимости движения по неровной поверхности, используются другие конструкции, к примеру, пневматические присоски и тому подобное. Для питания роботов может использоваться аккумулятор, но чаще всего применяется промышленная электрическая сеть. Для управления используется компьютер, который командует роботом через провода или беспроводную связь. Также в самих роботах может быть установлен блок памяти, куда записывается необходимая программа.

Принцип действия

Промышленные роботы, которые имеют 6 суставов, внешне напоминают человеческую руку (плечо, локоть и запястье). В большинстве случаев плечо монтируется на неподвижной основе. В результате такой робот может иметь 6 степеней свободы, а это значит, что он способен двигаться по 6 различным  направлениям.

Подобно человеческой руке манипулятор также перемещает концевой эффектор с одного места на другое. При оснащении концевого эффектора различными устройствами, у робота появляется возможность выполнять определенные технологические операции. Одним из наиболее распространенных вариантов является подобие руки, которая позволяет роботу хватать и перемещать объекты с места на место.

Довольно часто манипуляторы имеют встроенные датчики давления, благодаря чему они могут контролировать силу захвата и не ломать все подряд. К примеру, в задачу робота может входить перемещение лампочки с одного места на другое, чтобы проверить работает ли она. Если сила будет высока, то лампочка просто лопнет. Контролирование силы сжатия гарантирует, что лампочка не пострадает. При помощи других конечных эффекторов могут использоваться распылители порошка, различные дрели и так далее.

Управление такими роботами может быть выполнено:

• С помощью программы.
• Адаптивного управления. В этом случае используются сенсорные устройства. Получаемые сигналы анализируются, после чего уже выполняется необходимое действие.
• Управление осуществляется людьми, но на расстоянии.
• Своеобразным искусственным интеллектом.

Применение

Промышленные роботы могут применяться практически повсеместно. Уровень автоматизации сегодня достиг таких высот, что они могут полностью заменить человека. При этом один робот способен заменить усилия нескольких и даже десятков специалистов. Робот не будет знать отдыха и покоя, ему не нужна зарплата и отчисления в многочисленные социальные фонды, ему не нужно спать и есть. Ему не знакомы человеческие ошибки, приводящие к браку или поломке дорогостоящего инструмента и оборудования. Именно поэтому сегодня многие производства стараются автоматизировать.

Промышленные роботы часто используют для:

• Контактной сварки.
• Плазменной резки.
• Покраски.
• Литья металлов.
• Нанесения лака.
• Дуговой сварки.
• Загрузочно-погрузочных работ.
• Бесконтактной обработки.
• Транспортирования изделий.
• Обработки резанием.
• Упаковки.
• Фрезерных операций.
• Раскроя материалов.
• Контрольно-измерительных операций.
• Обработки крупногабаритных деталей.
• Раскладки уложенной продукции.
• Изготовления объемных конструкций и тому подобное.

Как выбрать

• Если решили оснастить свое производство роботами, то нужно понимать для чего их покупаете. Одни типы роботов предназначены только для выполнения определенной технологической операции, другие – могут выполнять сразу несколько. В тоже время стоимость последних может быть на порядок выше, чем первых.
• Промышленные роботы – это технически сложные устройства, которые требуют грамотного программирования, настройки и обслуживания. Поэтому важно обращаться за покупкой в компанию, которая сможет не только продать, но и обеспечить полноценное его обслуживание.
• Если не хотите думать, как вклинить промышленного робота в технологическую операцию, как его подключить и использовать, то стоит покупать робота с услугой под ключ. Специалисты продающей компании сами подберут робота под Ваши требования, привезут, установят, наладят технологический процесс, проведут обучение и обеспечат его обслуживание.

Похожие темы:

Промышленные роботы: виды, устройство и применение

Внедрение роботизированной техники содействует автоматизации технологических и вспомогательных процессов. Промышленная робототехника помогает решать целый комплекс задач от идентификации товара до приемки и погрузки. Современные многоцелевые комплексы отличаются гибкостью и универсальностью выполнения целого ряда задач, они в разы ускоряют производство.

Специализированная «умная» техника позволяет значительно уменьшить долю ручного труда в технологических процессах. Промышленные роботы минимизируют убытки, связанные с так называемым человеческим фактором, успешно и без остановки выполняют задачи различной степени сложности. Широкомасштабная автоматизация повышает качество продукции за счет точного выполнения операций.

Промышленный робот: определение и назначение

Автоматизированная специализированная машина, состоящая из рабочего устройства и программируемой системы. Ее основное предназначение – это выполнение целого комплекса задач от манипулирования и транспортировки деталей до обработки, раскроя, паллетирования и сборки изделия. Современные модели могут быть оснащены одним, двумя или несколькими манипуляторами. Это помогает использовать промышленные роботы и робототехнические комплексы в различных отраслях: автомобилестроении, строительстве, стекольной промышленности, энергетике, мебельном производстве.

Существуют различные виды роботов-манипуляторов, которые характеризуются гибкостью и надежностью. Они незаменимы для осуществления целого комплекса операций в ограниченном пространстве. Распространены различные модификации, некоторые из них используются при осуществлении сборочных операций, другие же на сортировочных линиях. Преимуществом усовершенствованных моделей является высокая гибкость, способность совершения перемещений по сложной траектории движения, обширная рабочая область.

Особенности устройства промышленных роботов

Роботизированная техника состоит из рабочих органов, манипуляционный системы, опорных конструкций, электроприводов, камер машинного зрения, устройства управления и других комплектующих. Программируемая система выполняет функцию непосредственного формирования и выдачу управляющих сигналов, передает информацию о состоянии элементов и механизмов автоматизированной техники и внешней среды.

Какие бывают промышленные роботы?

• Шарнирные. Их основное предназначение – размещение деталей, укладка товара на поддоны, упаковка, паллетирование. Устройство имеет вращающийся локоть, плечо, колено и т. п. в зависимости от модификации.
• Декартовые. Представленные модели промышленных роботов применяются в машиностроении, в частности при выполнении тяжелых операций, перемещения кузовных деталей, тяжелых агрегатов, автомобилей и спецтехники.
• Роботы-помощники. Специальные «умные» устройства оснащены всевозможными датчиками и системами машинного зрения.
• Дроны. Мобильные аппараты для выполнения узкоспециализированных задач. В основном используются на объектах для проверки безопасности или же мониторинга тех или иных операций.
• Дельта-роботы. Один из основных видов промышленных роботов, отличающийся высокой производительностью. Используются в основном для загрузки, подачи и упаковки продукции.
• Мобильные устройства. «Умная» техника, применяемая для транспортировки материалов или же какого-либо сырья. Усовершенствованные модификации могут иметь собственную встроенную автономную систему навигации.

Среди всех моделей можно особо выделить манипуляторы. С их помощью возможно бесперебойно выполнять задачи по сборке и упаковке различной продукции. К их неоспоримым преимуществам относится эргономичность, компактность и высокая производительность.

Классифицируются промышленные роботы так же по типу управления. Встречаются модели с цикловым программным управлением, контурным, адаптивным и позиционным. Дополнительно ПР различаются по степени подвижности, модификациям измерительной системы и видам используемых датчиков. В последнее время появляются все более усовершенствованные модели, оснащенные модулями машинного зрения.

Применение промышленных роботов

• Загрузочно-разгрузочные мероприятия. В основном это необходимо при обслуживании различных машин, станков, производственных линий.
• Паллетирование и упаковка продукции. Технические роботы на производстве применяются с целью транспортировки тяжелых изделий, укладки в тару и для выполнения других операций.
• Обработка материала. С использованием специализированной техники можно осуществлять плазменную, лазерную резку, покраску, раскрой сложных контуров со всевозможными фасками.
• Сборка готовой продукции. Современные модификации незаменимы при сборке мебели, автомобилей, корпусов, блоков. Помогают значительно минимизировать возможные трудозатраты.
• Совершение контрольно-измерительных операций. Многие производители покупают промышленных роботов с целью ускорения производственных задач, связанных со считыванием штрих-кодов, маркировки и т. п.

ПР используются также для литейного и кузнечного производства, совершения операций по термической обработке, включающую высокочастотную закалку, отжиг. Кроме этого, автоматизированные машины незаменимы при нанесении различных покрытий и консервации изделий.

Преимущества роботизированной техники

1. Высокая производительность. Автоматизированные модули помогают быстро и точно производить различные операции, заменяя собой большую часть обслуживающего персонала.
2. Безупречное качество. ПР выполняют свои задачи с максимальной точностью вплоть до микровеличин.
3. Эргономичность и компактность. Современные модели не занимают много места, способны эффективно выполнять задачи даже в ограниченном пространстве.

Среди недостатков промышленных роботов можно выделить их высокую цену. К сожалению, не каждое предприятие может потянуть данные затраты. Однако как отмечают многие руководители имеется быстрая окупаемость. Это позволяет выиграть за счет увеличения объемов и ускорения производственных процессов.

Сферы применения промышленных роботов — виды и классификация

Уже стало привычным использование производственных роботов для сварки, для укладки на паллеты или фасовки.

А ведь применение промышленных роботов значительно шире. Все что может сделать рука человека может повторить манипулятор своей механической рукой. А иногда робот может и больше. Ни один человек не поднимет груз в 1000 кг. А такие автоматизированные машины есть.

В промышленности роботы широко применяются для процессов сварки, перемещения изделий, механической обработки, окраски, сборки и т.д

Рассмотрим некоторые нестандартные применения различных типов:

Робот для тестирования:

Компания Volvo начала разработку систем безопасности, чтобы защитить людей на случай ДТП, связанных со съездом автомобиля с дороги. 

Проведение необходимых тестов на реальных автомобилях было признано очень затратным и найдено альтернативное решение, совместно со шведским производителем промышленных машин АВВ.

Промышленный робот тяжелой серии был запрограммирован на движения имитирующие случаи съезда автомобиля с дороги. Что позволило проводить тесты и получить необходимые статистические данные о поведении тела человека в этот момент.

И вот аналогичный тест на автомобиле.

Компания «ДС-Роботикс» предлагает современные промышленные роботизированные системы, подходящие для самых разных производственных задач. К услугам клиентов — надежная техника для автоматизации процесса производства, направленная на решение задач, от резки, сборки, укладки, упаковки, окраски и до профессионального выполнением сварочных работ.

Зачем нужны промышленные роботы

Роботизированные помощники производственного назначения в последние годы применяются достаточно активно. И это отнюдь не удивительно. Промышленные манипуляторы работают без перерывов, отпусков и выходных и более экономично с позиции расходов. Тогда как люди устают, болеют, нуждаются в перерывах, отдыхе и заработной плате.

В большинстве случаев автоматизированные машины заменяют усилия как минимум нескольких специалистов. Они не требуют постоянного контроля за работой и делают процесс более качественным, быстрым и главное постоянным. Если человек может допустить ошибку, опоздать или уйти, то техника всегда функционирует и обеспечивает высокие показатели труда.

Таким образом, инвестиции в приобретение промышленных роботов для производства оказываются очень перспективными. Приобретение такого роботизированного помощника значительно упростит производственный процесс различным предприятиям, например, занятым в сфере производств: машиностроительного, пищевого, деревообработки, строительства, фармацевтики и металлургии.

Даже компаниям с ограниченным бюджетом следует серьезно задуматься о том, покупке промышленного робота, хотя, цена в Москве на них довольно высокая, зато в дальнейшем затраты окупятся сполна.

Большой выбор промышленных роботов

Для тех организаций, кто собирается купить промышленные роботы уже сейчас, мы предлагаем направить запрос на проработку к нашим специалистам. В большинстве случаев стандартное решение не совсем подходит, мы подготовим предложение именно для вашего производства. Наши сотрудники с удовольствием помогут выбрать технику и проконсультируют по интересующим вопросам. Компания «ДС-Роботикс» — это техника от известных производителей, брендов ABB и KUKA, преимущества которой проверены временем.

Специалисты «ДС-Роботикс» помогут провести экспертизу вашего предприятия и предложить роботизацию вашим призводственных мощностей. В конечном итоге ваша компания получит надежное оборудование, которое может работать по 24 часа и которому не требуется частое сервисное обслуживание.

Для вас — простые в управление, безопасные и максимально эффективные в использовании практически в любой промышленности роботизированные системы. Это машины, способные успешно решать любые задачи и вывести вашего производство на современный уровень.

Высокое качество

Продуманность решений, качественная компонентная база и опыт сотрудников — вот ключевые показатели, определяющие выбор клиентов в пользу оборудования от «ДС-Роботикс». Заказчики традиционно высоко оценивают наши роботизированные комплексы и часто обращаются повторно для роботизации следующих участков.

Проектирование и производство роботизированных комплексов, пусконаладка и программирование, сервисное обслуживание и поставка запчастей — все это Вы получаете, воспользовавшись нашими услугами.

Промышленные роботы и выгоды их внедрения на производстве

В статье рассказывается о выгоде автоматизации производства, производителях роботов, а также об основных типах промышленных роботов и примерах их применения в различных отраслях.

Содержание

Перспективы применения

Одна из причин быстро нарастающей автоматизации труда — робототехника становится дешевле. За прошлое десятилетие цена роботов снизилась почти на 30%, на следующие 10 лет прогнозируется уменьшение их стоимости еще на 20—22%. Робототехника не только продолжает развиваться на крупных предприятиях, но и уверенно продвигается в область среднего и малого бизнеса.

Почти все ведущие производители робототехники теперь выпускают роботов-манипуляторов и коллаборативных роботов, предназначенных для МСП, но, что интересно, крупные промышленные компании тоже часто покупают их наряду с традиционными промышленными роботами.

Компании Changying Precision Technology, Mcdonald’s, Vanguard Plastics Corp и FANUC Robotics провели ряд практических исследований. Результаты показали, что:

• роботы успешно заменяют людей и дешевле обходятся на производстве, чем работники; 
• каждый может заменить несколько десятков рабочих вместе взятых;
• за 12-15 лет эксплуатации роботы не только окупают себя, но и увеличивают норму выработки продукции во множество раз.

Расчет конечной выгоды установки и эксплуатации робота из книги: Robotics application in flexible manufacturing systems: prospects and challenges in a developing country Bello S.K.

Финансовые реалии приведены зарубежные, но в общих чертах становится приблизительно понятен порядок сроков окупаемости.

Источник: politsturm.com

Основные преимущества

• Снижение затрат на рабочую силу;
• ускорение производственных процессов;
• повышение точности и уменьшение брака;
• экономия материала;
• энергосбережение;
• пониженная стоимость обработки;
• совершенствование управления;
• более низкая стоимость инвентаря;
• гибкость при переходе на другой проект.

Производители промышленных роботов

Компаний по производству роботов очень много, рассмотрим некоторые из них.

Fanuc

Число установленных по всему миру роботов: 400 000 (данные 2018 года)

На фото: FANUC M900ia-600

Японская компания, специализирующаяся на автоматизации производства и крупнейший производитель промышленных роботов в мире, судя по количеству роботов-манипуляторов, установленных на заводах всего мира.

В прошлом году компания отметила производство своего 500-тысячного промышленного робота и расширяет ассортимент своей продукции, чтобы включать все новые типы роботов.

Ассортимент промышленных роботов FANUC очень велик: дельта-роботы, роботы для покраски, сварки, паллетирования, монтируемые сверху т. д.

Пример применения

Источник: fanuc.eu

Компания Flexlink, создающая автоматизированные конвейерные системы, использует на новой линии для фармацевтических блистерных упаковок дельта-робота FANUC M-1iA в паре с шарнирным роботом LR Mate 200iD. Первый робот выравнивает положение неправильно ориентированных изделий, а также оценивает их качество (некачественное возвращает). Если все в порядке, кладет изделие на промежуточную ленту и выравнивает перед зоной сборки. Далее LR Mate 200iD укладывает изделия в упаковку. Скорость работы 60 штук в минуту.

Видео показывает широкий спектр решений промышленной автоматизации с использованием роботов FANUC: Обслуживание станка, укладка на поддоны (паллетизация), удаление лишнего материала с детали, точечная сварка и пр.

Hanwha

Hanwha HCR-5 cobot

Hanwha является одним из крупнейших конгломератов в Южной Корее. Производство роботов — лишь небольшая часть ее деятельности.

Ее коллаборативный робот  — первый в своем роде в Южной Корее. Коботы —  удачное решение для мелких производителей. Такие роботы стали популярны, потому что ими легче управлять, по сравнению с обычными промышленными, получая при этом те же преимущества. К тому же они дешевле в обслуживании.

Пример применения

HYRobotics HCR-5 подает шоколад.

Видео демонстрирует, как робот забирает обработанные детали у станка ЧПУ.

Kuka

Количество установленных по всему миру роботов: 80 000

KUKA предлагает промышленных роботов в широком диапазоне, с различной грузоподъемностью и охватом. Их используют на самых разных производствах для выполнения операций по сварке, погрузке, паллетированию, упаковке, обработке, сборке и других.

Пример применения

Дуговая сварка с помощью роботов на заводе Gestamp.

Специалисты Gestamp производят рамы лестничного типа для автомобилей  Volkswagen. Завод Gestamp в Билефельде использует полностью автоматическую систему дуговой сварки от KUKA Systems, чтобы обеспечить высочайшее качество, надежность процесса и высокую производительность при минимальной потребности в рабочей силе.

Universal Robots

Количество роботов, установленных по миру: 20 000

Universal Robots — это датский производитель небольших гибких промышленных коллаборативных роботов.

Компания в свое время предложила много нового, а главное — возможность использовать более мелких и недорогих роботов, которых не требовалось отделять от работников-людей. В 2008 году появился первый UR5. В 2012 году был запущен второй робот — UR10. В 2015 году анонсировали UR3.

Фантастический успех Universal, вероятно, отчасти связан с тем, что ее робот был первым коботом в его нынешнем виде — автономным и работающим в сотрудничестве с людьми. Но что еще более важно — это превосходная конструкция, которой подражают другие производители роботов.

Пример применения

Робот UR на заводе Continental работает со станком с ЧПУ.

В 2016 году компания Continental приобрела несколько роботов UR 10 для автоматизации погрузки и разгрузки печатных плат и монтажа компонентов  Время перехода с одного режима обработки на другой сократилось вдвое, по сравнению с ручным трудом.

uFactory

UFactory xArm

UFactory — китайский стартап. Выпустил настольных роботов-манипуляторов для обучения и малого бизнеса, экономичных и интуитивно понятных, среди них uArm Swift Pro — модель для образования и xArm System — линейка коботов для производства.

xArm выпускается в трех версиях: 5-шарнирный xArm 5 Lite, с грузоподъемность до 2 кг, более гибкий 6-шарнирный xArm6 (5 кг) и 7-шарнирный xArm 7, который перемещает груз до 3,5 кг.

Пример применения

Видео демонстрирует использование uArm Swift Pro для 3D-печати.

Применение промышленных роботов в различных отраслях промышленности

В апреле 2019 года International Federation of Robotics предварительно оценила уровень внедрения роботов на 2018 г. по отраслям во всем мире:

Автомобильная промышленность по-прежнему лидирует по внедрению робототехники. Вместе с электротехнической/ электронной отраслью они охватывают примерно 60% рынка. Хотя количество продаж несколько снизилось по сравнению с 2017 годом, что неудивительно — в этих отраслях роботизация началась давно и проводилась бурными темпами — прогноз на будущее весьма положительный.

Нарастают темпы внедрения промышленных роботов в металлургии, химической, пищевой промышленности и др.

Промышленные роботы могут применяться везде, где требуется точность, скорость, где надо выполнять монотонные или опасные для человека операции или работать в агрессивной среде…

Ниже даны всего лишь несколько примеров использования робототехники в различных отраслях.

Автомобильная промышленность

Линия сборки Audi. Источник: fanuc.eu

AUDI Hungary — одна из компаний с крупнейшим оборотом и экспортом в Венгрии,  производит автомобили при поддержке промышленных роботов FANUC

Производство электроники

Робот KR 6 R900 держит плату и паяет. Источник: kuka.com

Компания ALNEA Sp. z.o.o. специализируется производстве тестовых приборов по индивидуальному заказу. Для селективной пайки печатных плат используется робот KUKA KR 6 R900. В результате ALNEA добилась высочайшей точности пайки и снижения времени производственного процесса вдвое.

Видео показывает роботизированную сборку модулей ЦП и памяти на печатной плате.

Пищевая промышленность

На фото: UR коботы упаковывают продукты питания. Источник: universal-robots.com

Atria Scandinavia — шведский производитель вегетарианских продуктов и деликатесов. Каждый день  упаковывается, маркируется и укладывается в штабеля масса продуктов. Процесс оптимизирован: коллаборативные манипуляторы UR 10  готовят к отправке более 200 позиций на каждой производственной линии в час. Срок окупаемости роботов — 1 год.

Сельское хозяйство

Agrobot SW6010. Источник: agrobot.com

Робот — сборщик клубники. На первый взгляд может показаться, что это трактор. Машина использует сенсоры и манипуляторы, чтобы обнаружить спелую клубнику и сорвать ее.

Типы промышленных роботов

Роботы классифицируются по самым разнообразным критериям: по выполняемым операциям, грузоподъемности, управлению, устройству и техническим особенностям. Робототехника развивается так стремительно, что ГОСТы и стандарты за ней не успевают. Часто модели можно отнести не к одной, а к нескольким категориям.

Здесь мы проведем условное деление на основные типы.

Если хотите больше узнать о классификации роботов — следите за обновлениями, скоро у нас появится отдельная статья, подробно раскрывающая эту тему.

Специализированные роботы

Это роботы для выполнения операций определенного типа, чья функциональность определена конструктивно. К ним относятся сварочные роботы, роботы для монтажа компонентов на электронных печатных платах, медицинские роботы и т.д.

Роботы для паллетирования

Их задача укладывать изделия в паллеты по заданной программой схеме и выполнять погрузочно-разгрузочные работы.

Источник: fanucamerica.com

Роботы fanuc серии M410 предназначены для работы со средними и тяжелыми грузами (до 700 кг)

Роботы для сварки

Источник: www.fanucamerica.com

Роботы серии FANUC Arc Mate могут выполнять дуговую и лазерную сварку, а также паять.

Роботы для покраски

Два робота FANUC Paint в процессе окраски. Источник: nordrobotics.lt

Оснащенные распыляющими устройствами роботы успешно применяются для нанесения лакокрасочных покрытий в производствах разных направлений — от создания потребительских товаров, до тяжелого машиностроения.

Роботы-манипуляторы

Традиционные

Источник: sealing-system.dk/

Традиционные промышленные роботы-манипуляторы представляют собой робо-руку на сервоприводах с большим количеством степеней свободы, движения которой ограничены обычно ее размерами и тем, куда может дотянуться закрепленный на ней инструмент. Такого типа роботы могут поворачиваться вокруг основания и выдвигать инструмент под разными углами, совершая движения со сложной траекторией.

Полезны при выполнении множества различных операций — применение ограничено лишь наличием инструментов, которые можно интегрировать в конструкцию.

Это могут быть захваты или пневматические присоски — служат для перемещения предметов, погрузки и паллетирования; аппараты для сварки или 3D-печати, распылители краски и многое другое.

Робот KUKA KR AGILUS делает болты с нарезкой и проверяет результат. Источник: kuka.com

Дельта-роботы

Источник: coro.etsmtl.ca

Часто выполняют фасовочные и монтажные работы на конвейерах роботы, основанные на дельтообразной механике. Роботы такого типа конструктивно устроены так, что совершают движения очень точно и быстро. Такая конфигурация широко применяется в пищевой, фармацевтической и электронной промышленности — они раскладывают электронные компоненты по печатным платам для последующей пайке, наполняют упаковки мелкими деталями и производят другие операции, при которых нужна не только точность, но и скорость.

На фото: Дельта-роботы FANUC M-2iAs пакуют бельгийские вафли. Источник: fanuc.eu

Роботы типа SCARA

Источник: hannovermesse.de

Основанные на кинематической схеме SCARA, эти роботы имеют отличную точность и повторяемость — выше, чем у традиционных манипуляторов рычажного типа и дельта-роботов — но, как правило, меньше степеней свободы и намного меньшую область работы, что обусловлено конструктивными особенностями.

На фото: OMRON i4 SCARA, fa.omron.co.jp

Применяются там, где важна точность и нет необходимости в большой области доступа — для комплектации изделий деталями, контроля качества, захвата и перемещения комплектующих.

На фото: Робот Epson Scara очень быстро сортирует мячи для гольфа.

Роботы для обслуживания станков

Фото: fanuc.eu

Роботы могут обслуживать один станок или несколько сразу. Некоторые модели подходят для того, чтобы монтироваться сверху: они крепятся на рельс, под прямым  углом к стене, или на линейную ось, к потолку. Это удобно, когда производственная площадь ограничена. По направляющим роботы могут перемещаться от станка к станку. Это могут быть роботы с разным устройством, в зависимости от рациональности применения того или иного механизма на данном участке производства.

Робот UR работает с токарным станком с ЧПУ, источник: CNC Programmer

Применяются для загрузки материала в станки с ЧПУ, выемки готовых деталей, технического обслуживания станков — смазки, замены режущего инструмента или печатающих головок.

Промышленный робот обслуживает станок с ЧПУ. Источник: cnc-machine-tools.com

Коллаборативные роботы

Источник: robots.com

Коллаборативные роботы — коботы — работают в непосредственной близости от человека и вместе с ним. Их система обратной связи, построенная на различных сенсорах и специальных алгоритмах работы, позволяет избежать столкновения движущихся частей робота с человеком и другими посторонними объектами, не предусмотренными программой работы.

Изначально коботами назывались компактные роботы-помощники, как на фото выше, но сейчас к ним можно отнести всех роботов, способных на тесное сотрудничество с человеком без опасности для него.

Подробнее и больше о коллаборативных роботах узнайте из нашей недавней статьи «Коллаборативный робот: что это такое — определение и применение».

Заключение

Сегодня робототехника используется шире, чем когда-либо, производителям все чаще приходится использовать автоматизацию, чтобы оставаться конкурентоспособными.

Применение роботов на производстве рентабельно для компании практически любого размера — оно обычно повышает не только производительность, но и качество продукции, а также улучшает условия труда для живых сотрудников.

Всем, кто хочет автоматизировать свое производство, специалисты Top 3D Shop помогут выбрать наиболее подходящие устройства из широкого ассортимента промышленных роботов. Обращайтесь!

Подписывайтесь на наш телеграм-канал с отборными кейсами Роботизации и Автоматизации со всех уголков мира:

https://tglink.ru/easy_robotics 

Узнайте больше о возможностях усовершенствовать ваше производство интеграцией нового оборудования:

Какими бывают промышленные роботы? Шесть основных типов.

Содержание:

1. Вступление
2. Типы роботов
   1. Сферический робот, с полярной системой координат. (POLAR COORDINATE ROBOT)
   2. Цилиндрический робот (CYLINDRICAL COORDINATE ROBOT)
   3. Линейный робот (Декартов робот, Cartesian robot)
   4. Шарнирный робот (ARTICULATED ROBOT)
   5. SCARA робот (SELECTIVE COMPLIANCE ASSEMBLY ROBOT ARM)
   6. Параллельный робот (Дельта робот, робот-паук)
3. Заключение

Вступление

Первый промышленный робот в Японии был произведён полвека назад. В 1968 году компания Kawasaki Heavy Industries подписала лицензионное соглашение с американской венчурной компанией Unimation и начала собственное производство в Японии. Первый японский промышленный робот под названием «Kawasaki-Unimate 2000» был выпущен в 1969 году. 

С этого момента производство промышленных роботов, преимущественно сфокусированное на автомобильной промышленности, начало набирать обороты. Компания Kawasaki стала одним из крупнейших производителей промышленных роботов, заняв большую долю на мировом рынке и создав основу для того, чтобы Япония стала всемирно признанным «Королевством робототехники». Можно считать, что промышленная робототехника родилась в США, но выросла в Японии. 

Промышленных роботов можно разделить на 6 основных типов.

Сегодня промышленные роботы используются не только в автомобильной промышленности, но и при сборке электроники, и в пищевом производстве. Роботы успешно используются для решения многих задач: сварка, покраска, сборка, паллетирование. Для того, чтобы наилучшим способом адаптироваться к каждому типу задачи — промышленные роботы бывают различных типов, различных конструкций и с разными функциями. 

Несмотря на большое разнообразие, решаемых роботом, задач, и вариаций конструкции, выделяют 6 основных типов роботов. 

Разница заключается в типе соединения и механической конструкции.

Существуют различные способы структуризации промышленных роботов: по размеру, нагрузке, сфере применения. В этой статье мы остановимся на структуризации по типу соединения звеньев робота и механической конструкции. 

Оси робота как суставы человека

У роботов могут быть и вращательные и линейные оси. Количество соединений в роботе является количеством осей или степеней свободы (DOF). Количество и типы соединений звеньев робота будет для нас основным фактором, позволяющим нам определить тип робота. 

Можно найти много схожего в строении суставов робота и человека. Чаще всего двигатели вращают суставы робота, подобно как мышцы вращают запястье человек или сгибают руку в локте.  Но есть и то, что у человека нет – это линейные соединения звеньев робота, позволяющие выдвигать вперёд/назад или верх/вниз сустав робота.

У каждого промышленного робота есть инструмент, который, как правило, крепится на запястье – это может быть сварочная горелка или захват. Для перемещения инструмента требуется как минимум три сустава, чтобы двигаться по трем осям координат. Для ориентирования сустава с инструментом, потребуется ещё 3 оси.

Теперь вы знаете основы, перейдем к основным типам роботов.

Сферический робот, с полярной системой координат. (POLAR COORDINATE ROBOT)

Первый промышленный робот

Kawasaki-Unimate 2000 выпущенный в 1969 году

Этот робот имеет центральный поворотный вал как у башни танка и удлиняющуюся руку с вращающимся запястьем. Рука, способная удлиняться предназначена для достижения большого радиуса действия. Такой тип роботов широко использовался на заре промышленной робототехники. Робот Kawasaki-Unimate 2000, как раз этого типа.

Ниже редкое видео демонстрирующее работу первого японского промышленного робота Kawasaki-Unimate 2000 

Цилиндрический робот (CYLINDRICAL COORDINATE ROBOT)

Робот с 50-летней историей.

На фото робот Kawasaki TL420
 для работы с жидкокристаллической стеклянной подложкой.

Этот робот похож на робота с полярной системой координат — у него также есть выдвигающаяся рука и поворотный вал. Но разница заключается в движении руки робота, которая может двигаться по вертикали, скользящим линейным, а не вращающимся движением. Сегодня роботы этого типа по-прежнему используются, например, для переноса LCD панелей для мониторов.   

Линейный робот (Декартов робот) (Cartesian robot)

.

Простой в управлении.

Робот, работающий в прямоугольной системе координат. Движения этого робота похожи на игровой автомат, в котором нужно достать игрушку. Все звенья робота двигаются по трём перпендикулярным осям и не вращаются. Как правило, такой робот имеет большие габариты, но высокую точность и простоту в управлении. Этот тип роботов чаще применяется для перемещения тяжелых инструментов, а в качестве инструмента можно использовать даже целого робота.

На видео, пример конструкции с линейными осями с подвешенным шарнирным роботом Kawasaki

Шарнирный робот (ARTICULATED ROBOT)

Высокая гибкость движений

На фото универсальный робот Kawasaki CX210L
с грузоподъемностью 210 кг 

Сегодня это самый распространенный промышленный робот. Конструкция представляет собой последовательно соединённые звенья. Каждое следующее звено крепится к концу другого. 6-ти осевой шарнирный робот имеет такую же подвижность, как и человеческая рука. Но считается, что программирование таких роботов гораздо сложнее. Однако, благодаря современным контроллерам Kawasaki, процесс создания управляющей программы чрезвычайно прост. Этот тип роботов используется для очень широкого круга задач, таких как палетирование, обслуживание станков, дуговая или точечная сварка и многое другое.

Пример современного 6-ти осевого шарнирного робота Kawasaki RS007L.

SCARA робот (SELECTIVE COMPLIANCE ASSEMBLY ROBOT ARM) 

Сборщик

На фото двурукий робот Kawasaki duAro1

Этот робот отличается тем, что все основные звенья перемещаются только в горизонтальной плоскости. И только инструмент на конце руки двигается в линейном направлении. За счёт высокой жесткости в вертикальном направлении роботы SCARA достигают высокой точности и скорости с двигателями меньшей мощности. Роботы с такой конструкцией наиболее востребованы в операциях по сборке. К примеру, SCARA робот duAro успешно применяется на заводах по сборке печатных плат и размещению полупроводниковых пластин.

На видео ниже представлена работа двухрукого робота DuAro. Робот собирает печатные платы.

Параллельный робот (Дельта робот, робот-паук)

Когда скорость важна

На фото высокоскоростной робот Kawasaki YF003N

Ключевым отличием таких роботов является конструкция из нескольких звеньев, прикрепленных к общему основанию, позволяющий сохранять пространственную ориентацию инструмента робота. Чаще всего дельта робот состоит из трёх таких рычагов. Все три рычага одновременно поддерживают захват робота на одинаковой высоте. Обладают высокой скоростью и применяются для операций сортировки или укладки цельной продукции в короба, и, как правило, устанавливается над конвейером.

На видео показано как робот YF03N сортирует листки базилика по размеру.

Заключение

Все вышеперечисленные роботы являются промышленными, но каждый отличается своими характеристиками: грузоподъёмностью,  диапазоном рабочей зоны, точностью, скоростью, габаритами. В зависимости от типа соединения звеньев и конструкции каждый робот находит своё оптимальное применение, свою задачу с которой справляется лучше других. 

При автоматизации вашего конкретного процесса важно понимать различные доступные варианты решения задачи, чтобы вы могли выбрать лучший тип промышленного робота под вашу задачу. 

Если вы хотите обсудить, какой тип роботов лучше всего подходит для вашей конкретной задачи, свяжитесь с нами по телефону 8(812)209-11-03 или по адресу [email protected]

Навигация по статье:

1. Вступление
2. Типы роботов
   1. Сферический робот, с полярной системой координат. (POLAR COORDINATE ROBOT)
   2. Цилиндрический робот (CYLINDRICAL COORDINATE ROBOT)
   3. Линейный робот (Декартов робот, Cartesian robot)
   4. Шарнирный робот (ARTICULATED ROBOT)
   5. SCARA робот (SELECTIVE COMPLIANCE ASSEMBLY ROBOT ARM)
   6. Параллельный робот (Дельта робот, робот-паук)
3. Заключение

Какие основные типы роботов?

Существует шесть основных типов промышленных роботов: декартовы, SCARA, цилиндрические, дельта-формы, полярные и вертикально шарнирные. Однако есть несколько дополнительных типов конфигураций роботов. Каждый из этих типов предлагает различную конфигурацию соединения. Суставы в руке называются осями.

Готовы купить? Хотя мы продаем различные промышленные роботы, большинство из них представляют собой шестиосные шарнирные роботы.Начните процесс выбора, связавшись с нашим отделом продаж по телефону 740-251-4312.

Общие типы промышленных роботов :

Шарнирно-сочлененный — Робот имеет вращающиеся соединения и может варьироваться от простых двух шарнирных конструкций до 10 или более соединений. Кронштейн соединен с основанием с помощью скручивающего шарнира. Звенья в рычаге соединены поворотными шарнирами. Каждый сустав называется осью и обеспечивает дополнительную степень свободы или диапазон движения. Промышленные роботы обычно имеют четыре или шесть осей.

Декартовы — Их также называют прямолинейными или портальными роботами. У декартовых роботов есть три линейных сустава, которые используют декартову систему координат (X, Y и Z). К ним также может быть прикреплено запястье, обеспечивающее вращательное движение. Три призматических шарнира обеспечивают линейное движение вдоль оси.

Цилиндрический — Робот имеет по крайней мере одно поворотное соединение в основании и по крайней мере одно призматическое соединение для соединения звеньев. Поворотный шарнир использует вращательное движение вдоль оси шарнира, в то время как призматический шарнир движется линейно.Цилиндрические роботы работают в рабочей зоне цилиндрической формы.

Polar — Также называемые сферическими роботами, в этой конфигурации рука соединена с основанием с помощью скручивающего шарнира и комбинации двух вращающихся шарниров и одного линейного шарнира. Оси образуют полярную систему координат и образуют рабочую область сферической формы.

SCARA — Эта селективно податливая рука для роботизированной сборки, обычно используемая при сборке, имеет в основном цилиндрическую форму.Он имеет два параллельных соединения, которые обеспечивают соответствие в одной выбранной плоскости.

Delta — Эти паукообразные роботы построены из сочлененных параллелограммов, соединенных с общим основанием. Параллелограммы перемещают одиночный EOAT в куполообразной рабочей области. Эта конфигурация робота, широко используемая в пищевой, фармацевтической и электронной промышленности, способна совершать деликатные и точные движения.

Типичные промышленные роботы шарнирно сочленены и имеют шесть осей движения (6 степеней свободы).Такая конструкция обеспечивает максимальную гибкость. Шестиосевые роботы идеально подходят для:

6 основных типов промышленных роботов, используемых в мировом производстве 2018

Благодаря быстрому технологическому прогрессу в области робототехники и автоматизации производственный сектор стал свидетелем все более широкого внедрения робототехники и технологий в свои производственные процессы. Промышленные роботы используются для выполнения задач с высокой точностью и повторяемостью, что позволяет получать продукцию более высокого качества.Способность промышленных роботов работать непрерывно без перерывов помогает производителям увеличивать выпуск продукции. Кроме того, роботы могут работать в опасных и вредных условиях, улучшая тем самым условия труда и безопасность производственного предприятия. Таким образом, несколько преимуществ промышленных роботов побуждают производителей интегрировать различные типы промышленных роботов в свою производственную линию для повышения эффективности и прибыльности предприятия.

Ожидается, что к 2022 году рынок робототехники для упаковки пищевых продуктов будет расти в среднем на 10% в год.Чтобы стать частью этого высокодоходного рынка, производители промышленных роботов, такие как ABB, FANUC Robotics, KUKA, Yaskawa Electric и Kawasaki Heavy Industries, инвестируют в исследования и разработки, чтобы предоставить конечным пользователям более сложные и индивидуальные решения автоматизации.

В отчете Technavio о глобальном рынке робототехники для упаковки пищевых продуктов в 2018–2022 годах будет представлен углубленный анализ размера рынка, конкурентной среды, сегментации рынка, а также основных факторов и тенденций, способствующих росту рынка.ЗАПРОС НА БЕСПЛАТНЫЙ ОБРАЗЕЦ СЕГОДНЯ

Каковы основные типы промышленных роботов в 2018 г.

В зависимости от механической конфигурации промышленные роботы можно разделить на шесть основных типов, а именно: шарнирные роботы, декартовы роботы, роботы SCARA, дельта-роботы, полярные роботы и цилиндрические роботы. Помимо механической конфигурации, промышленных роботов также можно разделить на категории по управлению движением, управлению источником питания и физическим характеристикам.

В этом блоге основное внимание будет уделено основным типам промышленных роботов в зависимости от конфигурации, их преимуществам и недостаткам, а также областям применения.

Шарнирно-сочлененные роботы

Шарнирно-сочлененный робот — один из самых популярных промышленных роботов. По своей механической конфигурации он напоминает человеческую руку. Кронштейн соединен с основанием с помощью скручивающего шарнира. Количество поворотных шарниров, соединяющих звенья в рычаге, может варьироваться от двух до десяти, и каждый шарнир обеспечивает дополнительную степень свободы. Швы могут быть параллельны или ортогональны друг другу. Шарнирно-сочлененные роботы с шестью степенями свободы являются наиболее часто используемыми промышленными роботами, поскольку их конструкция обеспечивает максимальную гибкость.

Преимущества

• Высокая скорость
• Большой рабочий диапазон при минимальной занимаемой площади
• Более легкое выравнивание по нескольким плоскостям

Недостатки

• Требуется специальный контроллер робота
• Сложное программирование
• Сложная кинематика
• Сложная кинематика

  Применение

  • Пищевая упаковка
  • Дуговая сварка
  • Точечная сварка
  • Обработка материалов
  • Обслуживание станков
  • Сборка автомобилей
  • Производство стальных мостов
  • Резка стали
  • Обработка стекла
  • Литейное производство и поковка

  Скачать Отчет о мировом рынке промышленных сварочных роботов за 2017-2021 годы Образец бесплатно

  Декартовы роботы

  Декартовы роботы также называются прямолинейными или портальными роботами и имеют прямоугольную конфигурацию.Эти типы промышленных роботов имеют три призматических шарнира для обеспечения линейного движения за счет скольжения по трем перпендикулярным осям (X, Y и Z). У них также может быть прикрепленное запястье для вращательного движения. Декартовы роботы используются в большинстве промышленных приложений, так как они предлагают гибкость в своей конфигурации, что делает их подходящими для конкретных потребностей приложений.

  Преимущества

  • Обеспечивает высокую точность позиционирования
  • Простое управление
  • Простое программирование в автономном режиме
  • Широкие возможности настройки
  • Может выдерживать большие нагрузки
  • Меньшие затраты

  Недостатки

  • Требуются большие объемы эксплуатации и установки площадь
  • Сложная сборка
  • Движение ограничено только одним направлением за раз

  Приложение

  • Операции захвата и размещения
  • Погрузка и разгрузка
  • Обработка материалов
  • Сборка и сборка
  • Работа с ядерными материалами
  • Применение клея

  Загрузить Глобальный рынок промышленных роботов в автомобильной промышленности 2018-2022 Образец отчета

  Роботы SCARA

  Роботы SCARA (рука робота для выборочной сборки) имеют рабочую оболочку в форме пончика и состоят из два параллельных шва, обеспечивающих податливость в одной выбранной плоскости.Вращающиеся валы расположены вертикально, а концевой эффектор, прикрепленный к рычагу, перемещается горизонтально. Роботы SCARA специализируются на боковых перемещениях и в основном используются для сборки. Роботы SCARA могут двигаться быстрее и имеют более простую интеграцию, чем цилиндрические и декартовы роботы.

  Преимущества

  • Высокая скорость
  • Отличная повторяемость
  • Большое рабочее пространство

  Недостатки

  • Требуется специальный контроллер робота
  • Ограничено плоскими поверхностями
  • Трудно программировать в автономном режиме

  Приложение

  • Сборочные приложения
  • Обработка полупроводниковых пластин
  • Биомедицинские приложения
  • Упаковка
  • Паллетирование
  • Загрузка машины

  Получите БЕСПЛАТНО Глобальный отчет о рынке упаковочных роботов за 2017-2021 гг. также называется роботами с параллельным соединением, поскольку он состоит из параллельных шарнирных соединений, соединенных с общей базой.Благодаря прямому управлению каждым шарниром над концевым эффектором, позиционирование концевого эффектора можно легко контролировать с помощью его рычагов, что обеспечивает высокую скорость работы. Роботы Delta имеют рабочую зону в форме купола. Эти роботы обычно используются для быстрого захвата и перемещения продуктов.

  Преимущества

  • Очень высокая скорость
  • Высокая точность работы

  Недостатки

  • Сложная работа
  • Требуется специальный контроллер робота

  Применение

  • Пищевая промышленность
  • Пищевая промышленность
  • Электронная промышленность
  • Симуляторы полета
  • Автомобильные симуляторы
  • Выравнивание оптического волокна

  Ознакомьтесь с нашим рыночным отчетом о глобальном рынке промышленных роботов в индустрии бытовой техники 2018-2022 гг. рычаг с основанием и комбинацией двух поворотных шарниров и одного линейного шарнира, соединяющего звенья.Их также называют сферическими роботами, поскольку они имеют сферическую рабочую зону, а оси образуют полярную систему координат. Эти роботы имеют центрально вращающийся вал и выдвижной вращающийся рычаг. Конфигурация башни-орудия полярных роботов охватывает большой объем пространства, но доступ к руке ограничен в пределах ее рабочего пространства.

  Преимущества

  • Может дотянуться до всех вокруг
  • Может достигать выше или ниже препятствий
  • Большой рабочий объем
  • Требуется меньше места на полу

  Недостатки

  • Невозможно достичь над собой
  • Короткий вертикальный вылет
  • Низкая точность и повторяемость в направлении вращательного движения
  • Требуется сложная система управления
  • Вышла из употребления и не встречается в новых конструкциях

  Применение

  • Литье под давлением
  • Обработка стекла
  • Укладка и разборка
  • Литье под давлением
  • Ковка
  • Сварка
  • Погрузочно-разгрузочные работы

  Скачать глобальный отчет о рынке литейных роботов за 2018-2022 гг. одна призма атическое соединение, соединяющее звенья.Эти роботы имеют цилиндрическое рабочее пространство с поворотным валом и выдвижной рукой, которая перемещается вертикально и скользит. Таким образом, роботы с цилиндрической конфигурацией предлагают вертикальное и горизонтальное линейное движение наряду с вращательным движением вокруг вертикальной оси. Компактная конструкция конца руки позволяет роботу достигать узких рабочих зон без потери скорости и повторяемости. Он в основном используется в простых приложениях, где материалы собираются, вращаются и размещаются.

  Преимущества

  • Простота эксплуатации и установки
  • Минимальная сборка
  • Может охватить все вокруг себя
  • Требуется меньше места на полу
  • Может нести большие полезные нагрузки

  Недостатки

  • Невозможно охватить препятствия
  • Низкая точность в направлении вращательного движения
  • Вышла из употребления и не характерна для новых конструкций

  Применение

  • Транспортировка ЖК-панелей
  • Сборочные приложения
  • Нанесения покрытий
  • Литье под давлением
  • Литейное производство и ковка
  • Загрузка и разгрузка машин

  Получите глобальный отчет о рынке полочных роботов за 2018-2022 гг. Образец БЕСПЛАТНО

  Тенденции будущего: основные типы промышленных роботов

  При внедрении промышленной робототехники и автоматизации в свой бизнес необходимо: ты n понять и выбрать подходящий тип робота для своих операций.Производители рассматривают такие факторы, как нагрузка, ориентация, скорость, точность, рабочий цикл, перемещение и окружающая среда, прежде чем выбирать робота, который даст наиболее эффективные и прибыльные результаты на их предприятии. Ведущие компании в области робототехники предоставляют решения в области автоматизации и робототехники для удовлетворения конкретных потребностей своих клиентов.

  Прочтите наш блог о ведущих 21 компаний на рынке промышленной робототехники , чтобы получить представление о конкурентной среде и ключевых продуктах, предлагаемых этими компаниями

  Подробнее:

  10 ведущих компаний в области промышленной автоматизации в мире World 2018

  Топ-5 прорывных тенденций на рынке промышленной автоматизации

  12 ведущих поставщиков на мировом рынке интеллектуальных роботов

  4 типа роботов, о которых должен знать каждый производитель

  Эта статья впервые появилась на IndustryWeek.Сообщение в гостевом блоге Мэтта Миннера, старшего консультанта по техническим услугам в Catalyst Connection, входящей в национальную сеть MEP ^TM .

  В наши дни в производственном секторе много говорят о роботах и ​​о том, как они могут помочь производителям решить некоторые проблемы, с которыми они сталкиваются на сегодняшнем рынке, такие как повышение производительности и нехватка квалифицированных рабочих.

  Но что именно имеют в виду аналитики и эксперты по автоматизации, когда используют слово «робот»? И как различные типы роботов могут улучшить реальную производственную операцию? Если вы — небольшой производитель, который интересуется роботами, но никогда с ними не работал, может быть трудно представить, как роботы могут вписаться в ваше предприятие.Вот обзор четырех типов промышленных роботов, которые должен знать каждый производитель.

  1. Шарнирно-сочлененные роботы

  Шарнирно-сочлененный робот — это тип робота, который приходит на ум, когда большинство людей думают о роботах. Как и фрезерные станки с ЧПУ, шарнирные роботы классифицируются по количеству точек вращения или осей, которые у них есть. Самым распространенным является 6-осевой шарнирный робот. Также на рынке представлены 4- и 7-осевые агрегаты.

  Гибкость, ловкость и досягаемость делают шарнирных роботов идеально подходящими для задач, охватывающих непараллельные плоскости, таких как обслуживание машин.Шарнирно-сочлененные роботы также могут легко проникнуть в отсек станка и под препятствиями, чтобы получить доступ к заготовке (или даже вокруг препятствия в случае 7-осевого робота).

  Герметичные соединения и защитные рукава позволяют шарнирным роботам превосходно работать как в чистых, так и в грязных условиях. Возможность установки робота с шарнирно-сочлененной рамой на любую поверхность (например, потолок, направляющую) обеспечивает широкий спектр рабочих возможностей.

  Сложность шарнирно-сочлененного робота обходится дороже по сравнению с другими типами роботов с аналогичной полезной нагрузкой.А шарнирно-сочлененные роботы менее подходят, чем другие типы роботов для высокоскоростных приложений, из-за их более сложной кинематики и относительно большей массы компонентов.

  2. Роботы SCARA

  Шарнирная рука робота с избирательным соответствием (SCARA) — хороший и экономичный вариант для выполнения операций между двумя параллельными плоскостями (например, переноса деталей с лотка на конвейер). Роботы SCARA отлично справляются с задачами вертикальной сборки, такими как вставка штифтов без заедания, благодаря своей вертикальной жесткости.

  Роботы

  SCARA легкие и имеют небольшие размеры, что делает их идеальными для использования в местах с большим скоплением людей. Они также могут иметь очень короткое время цикла.

  Из-за конструкции с фиксированным поворотным рычагом, что является преимуществом в определенных приложениях, роботы SCARA сталкиваются с ограничениями, когда дело доходит до задач, требующих обхода или доступа к внутренним объектам, таким как приспособления, приспособления или станки в пределах рабочей ячейки.

  3.Дельта Роботы

  Роботы

  Delta, также называемые «роботами-пауками», используют три установленных на основании мотора для приведения в действие рычагов управления, которые позиционируют запястье. Базовые дельта-роботы представляют собой 3-осевые устройства, но также доступны 4- и 6-осевые модели.

  При установке приводов на стационарном основании или очень близко к нему, а не на каждом шарнире (как в случае шарнирного робота), рука дельта-робота может быть очень легкой. Это обеспечивает быстрое перемещение, что делает дельта-роботов идеальными для очень высокоскоростных операций с небольшими грузами.

  Важно отметить при сравнении дельта-роботов с другими типами роботов: радиус действия дельта-роботов обычно определяется диаметром рабочего диапазона, а не радиусом от основания, как в случае шарнирно-сочлененных устройств и устройств SCARA. Например, дельта-робот с радиусом действия 40 дюймов будет иметь только половину вылета (20 дюймов в радиусе) шарнирно-сочлененного устройства 40 дюймов или SCARA.

  4. Декартовы роботы

  Декартовы роботы обычно состоят из трех или более линейных приводов, собранных для конкретного применения.Декартовы роботы, расположенные над рабочим пространством, могут быть подняты, чтобы максимально увеличить площадь пола и приспособить к деталям широкого диапазона размеров. (При размещении на возвышении, подвешенном на двух параллельных рельсах, декартовых роботов называют «портальными роботами».)

  Декартовы роботы обычно используют стандартные линейные приводы и монтажные кронштейны, сводя к минимуму стоимость и сложность любой «нестандартной» декартовой системы. Блоки большей производительности также могут быть интегрированы с другими роботами (такими как шарнирные роботы) в качестве «рабочих органов» для увеличения возможностей системы.Тем не менее, нестандартная природа декартовых роботов может сделать проектирование, спецификацию и программирование сложными или недоступными для небольших производителей, намеревающихся использовать подход «сделай сам» к реализации робототехники.

  Декартовы роботы не могут легко проникать в препятствия или обходить их. А открытые скользящие механизмы делают их менее подходящими для пыльных / грязных помещений.

  Заключение

  Независимо от того, занимаетесь ли вы внедрением самостоятельно или работаете с авторитетным системным интегратором, знание различных типов доступных роботов поможет вам выбрать лучшую машину.Немногое о возможностях и затратах, связанных с различными типами роботов, является важным первым шагом к принятию обоснованного решения.

  Чтобы узнать больше о различиях между различными типами роботов, представленных на рынке, загрузите «Руководство производителя по робототехнике» от Catalyst Connection, представителя национальной сети MEP (часть Пенсильвании MEP), которое помогает малым и средним производителям ориентироваться в технологических преобразованиях.

  Пять типов промышленных роботов и как выбрать наиболее подходящий

  В целом, когда люди слышат слово «робот», они сразу же думают о механизме, который выглядит и действует как человек.В мире производственных операций «робот» дает оператору представление о производительности и сборке. Но даже в этом конкретном определении машин операторы часто ссылаются на типы роботов с точки зрения их приложений, таких как роботы-манипуляторы, роботы-укладчики, упаковочные роботы и т. Д.

  Более простое и полное определение типов роботов можно сузить до пять типов: декартова, цилиндрическая, SCARA, 6-осевая и дельта. У каждого типа промышленных роботов есть определенные элементы, которые делают их наиболее подходящими для различных приложений.Основными отличиями среди них являются их скорость, размер и рабочее пространство. Знание каждого рабочего аспекта всех пяти типов может помочь конструкторам машин выбрать лучшего робота для своего технологического процесса. Чтобы узнать больше о полном предложении Валина по робототехнике, щелкните здесь.

  декартово

  Наиболее часто используемым типом робота для большинства промышленных приложений является декартово. Операторы установок часто выбирают этот тип по умолчанию, потому что их легко использовать и программировать. Линейные движения декартовых элементов придают роботу рабочее пространство в форме куба, которое лучше всего подходит для приложений по подбору и перемещению и может варьироваться от 100 миллиметров до десятков метров.Эти роботы также являются популярным выбором, потому что они легко настраиваются. Заказчики могут определять длину хода, скорость и точность роботов, поскольку большинство деталей доставляются отдельно и собираются машиностроителями. При этом одним из недостатков декартовых роботов является сложность сборки. В целом, операторы предприятий чаще всего выбирают эту конструкцию роботов из-за гибкости их конфигурации, которая позволяет им удовлетворять потребности конкретных приложений. Узнайте больше о многоосных декартовых роботах.Также обязательно ознакомьтесь с наручным устройством серии WU от IAI для одноосных и двухосевых декартовых роботов.

  Цилиндрические

  Цилиндрические роботы очень просты и похожи на декартовы по своей оси движения. Большинство цилиндрических роботов состоит из двух движущихся элементов: поворотного и линейного приводов. Поскольку у них есть цилиндрическая рабочая зона, конструкторы машин могут выбирать их из-за экономии места. Робота можно разместить в центре рабочего пространства, и благодаря элементу вращения он может работать где угодно вокруг него.Простые приложения, в которых материалы собираются, вращаются и затем размещаются, лучше всего подходят для цилиндрических роботов. Установка и использование не являются сложными и представляют собой довольно полные решения с минимальной сборкой.

  SCARA

  Роботы SCARA предлагают более полное решение, чем декартово или цилиндрическое. Это роботы «все в одном», что означает, что робот SCARA оснащен осями x, y, z и вращательным движением в одном пакете, который поставляется готовым к работе, за исключением инструментов на конце руки. Рабочая зона похожа на цилиндрических роботов, но имеет больше степеней движения в радиусе или арочном пространстве.Приложения также похожи на цилиндрических и декартовых роботов, но роботы SCARA могут двигаться быстрее, чем два других. Их часто можно увидеть в биомедицинских приложениях из-за их небольшой рабочей зоны. Поскольку SCARA имеют самую простую интеграцию, они кажутся лучшим решением для большинства приложений, но картезианцы более распространены из-за их уровня настройки. Узнайте больше о роботе Omron eCobra SCARA.

  6-осевой

  Другой тип универсального робота — 6-осевой. Хотя иногда 6-осевые роботы могут быть размером почти с игрушку, они, как правило, очень большие и используются для крупных сборочных работ, таких как установка сидений в автомобиль на сборочной линии.Эти роботы действуют как человеческая рука и могут собирать материалы и перемещать их с одного самолета на другой. В качестве примера можно взять деталь со столешницы и положить ее в шкаф — с чем другим типам роботов нелегко. 6-осевые роботы могут двигаться быстро и поставляться в виде законченных решений, таких как SCARA, однако их программирование более сложное. Роботы могут стать такими большими и двигаться так быстро, что, если к ним прикрепить сиденья американских горок, они могут имитировать поездку в парке развлечений.Поскольку они являются одними из самых крупных из пяти типов роботов, большинство дизайнеров выбирают их из-за их способности совершать движения, которые другие не могут компенсировать, чтобы компенсировать потерю пространства. Узнайте больше о шестиосевом роботе Omron Viper.

  Delta

  Роботы Delta пятого и последнего типа являются самыми быстрыми и дорогими. У них есть уникальная куполообразная рабочая зона, в которой они могут достигать очень высоких скоростей. Роботы Delta лучше всего подходят для быстрого захвата и размещения или перемещения продукта, например, для перемещения деталей с конвейерной ленты и их размещения в коробках или на другой конвейерной ленте.Они также представляют собой законченные решения для разработчиков машин, но их сложнее использовать, чем 6-осевые роботы или роботы SCARA. Главное преимущество роботов Delta — их скорость и точность, с которой они работают. Узнайте больше о параллельных роботах Omron Hornet 565 и Quattro Parallel.

  Безопасность и обслуживание промышленных роботов

  В целом все пять типов роботов имеют почти одинаковый уровень безопасности. Типичный метод защиты оператора от защемления или удара — это внешняя система, которая в основном создает забор вокруг роботов.Этот забор представляет собой жесткое ограждение с воротами, которые при открытии оператором приказывают роботу прекратить движение или переключиться в режим медленной работы. Эта жесткая защита защищает как оператора, так и продукт, не позволяя никому вмешиваться в работу робота во время его использования. Что касается технического обслуживания, то для всех типов роботов нет стандарта. Сроки технического обслуживания в основном зависят от условий, в которых работают роботы, и их рабочего цикла. Например, процессы с сильным воздействием грязи или пыли потребуют более частого обслуживания всех типов роботов, чем процессы в чистых помещениях.

  Выбор наиболее подходящего

  Когда дизайнеры принимают решение о внедрении одного из пяти типов роботов в свои процессы, им необходимо учитывать основные отправные точки для любого приложения движения: нагрузка, ориентация, скорость, перемещение, точность , окружающая среда и рабочий цикл. Определение этих факторов позволит провести прямую корреляцию с соответствующим типом роботов, что даст им наиболее эффективные и действенные результаты на их предприятии.

  Статья размещена на сайте www.IMPOMag.com

  Промышленные роботы: какие бывают типы?

  Промышленный робот обычно относится к руке робота, используемой в производственной среде для производственных приложений. Традиционные промышленные роботы можно классифицировать по различным критериям, таким как , тип движения, (степени свободы), , , , (производственный процесс), , , , архитектура, (последовательная или параллельная) и , марка . Также есть новый классификатор для промышленных роботов, которые могут быть совместными или нет .В этой статье представлены различные классификации с некоторыми примерами.

  Промышленные роботы с разными типами движений

  Декартовы роботы

  Декартовы роботы — это роботы, которые могут выполнять 3 перевода с помощью линейных слайдов.

  Роботы Scara

  Роботы Scara — это роботы, которые могут делать 3 перемещения плюс вращение вокруг вертикальной оси.

  6-осевые роботы

  6-осевые роботы — это роботы, которые могут полностью позиционировать свой инструмент в заданном положении (3 перемещения) и ориентации (3 ориентации)

  Резервные роботы

  Резервные роботы также могут полностью позиционировать свой инструмент в заданном положении.Но в то время как 6-осевые роботы могут иметь только одно положение для одного заданного положения инструмента, резервные роботы могут приспособить данное положение инструмента к разным положениям. Это похоже на человеческую руку, которая может удерживать фиксированную ручку при движении плечевого и локтевого суставов.

  Двуручные роботы

  Двуручные роботы состоят из двух рук, которые могут работать вместе с заданной заготовкой.

  Тип движения определяется расположением шарниров (размещением и типом) и связями.

  Промышленные роботы различного назначения

  Приложение — это тип работы, для выполнения которой предназначен робот. Модели роботов создаются с учетом конкретных приложений или процессов. У разных приложений будут разные требования. Например, для покрасочного робота потребуется небольшая полезная нагрузка, но большой диапазон движения, и он будет взрывозащищенным. С другой стороны, сборочный робот будет иметь небольшое рабочее пространство, но будет очень точным и быстрым.В зависимости от целевого приложения промышленный робот будет иметь определенный тип движения, размер связи, закон управления, программное обеспечение и комплекты аксессуаров. Ниже приведены некоторые типы приложений:

  Сварочные роботы

  Роботы-манипуляторы

  Сборочный робот

  Последовательные или параллельные промышленные роботы

  Серийные роботы являются наиболее распространенными. Они состоят из серии шарниров и рычагов, идущих от основания к механизму робота.

  Параллельные роботы бывают разных форм. Некоторые называют их роботами-пауками. Параллельные промышленные роботы сделаны таким образом, что вы можете замкнуть петли от основания к инструменту и обратно к базе снова. Это похоже на то, что многие руки работают вместе с роботом. Параллельные промышленные роботы обычно имеют меньшее рабочее пространство (попробуйте двигать руками, удерживая руки вместе, а не пространство, которое вы можете достичь свободной рукой), но более высокие ускорения, поскольку приводы не нужно перемещать: все они сидят на база.

  Марки промышленных роботов

  Есть много торговых марок промышленных роботов. Самые крупные из них будут иметь полный набор роботов для разных приложений и разных размеров. Самые маленькие компании обычно ориентируются на определенный размер или область применения. Примеры торговых марок промышленных роботов:

  Суммируя все вышеперечисленное, можно, например, иметь:

  • Механизм Scara, упаковка, параллельный, робот ABB
  • 6-осевой, сварочный, серийный, робот-мотоман

  Последнее поколение: Промышленные роботы для совместной работы

  Существует новый классификатор, который совсем недавно был использован для классификации промышленного робота, то есть может ли он сотрудничать со своими коллегами-людьми.Коллаборативные роботы созданы таким образом, что соблюдают некоторые стандарты безопасности и не могут причинить вред человеку. В то время как традиционные промышленные роботы обычно должны быть ограждены от коллег-людей по соображениям безопасности. Совместных роботов можно использовать в той же среде, что и людей. Их также обычно можно обучить, а не программировать оператор. Примеры коллаборативных роботов:

  Типы промышленных роботов и их различные применения

  Зачем читать: Понимание основ промышленных роботов может укрепить позиции производителей в отношениях с поставщиками.Это также поможет подготовить их к будущему с большим количеством промышленных роботов и автоматизации в производственных цехах. В этой статье будут рассмотрены 7 типов промышленных роботов и задачи, для выполнения которых они созданы.

  Что такое промышленный робот?

  Промышленный робот — это перепрограммируемое автоматизированное механическое устройство, способное помогать или заменять человека-служащего в различных производственных задачах.

  Различные категории промышленных роботов

  На рынке доступны семь основных категорий промышленных роботов: шарнирно-сочлененные, декартовы, SCARA, полярные, треугольные, цилиндрические и коллаборативные.

  Шарнирно-сочлененные роботы

  Шарнирно-сочлененные роботы по своим движениям и конструкции напоминают человеческую руку. Типичный шарнирно-сочлененный рычаг имеет шесть осей (от двух до 10 осей на шарниры). Каждый сустав считается осью. Чем больше суставов у робота, тем больше диапазон его движений (также называемый степенью свободы ).

  Роботы с шарнирно-сочлененной рамой очень гибкие, так как все их шарниры вращаются, что означает, что они могут вращаться, в отличие от призматических шарниров, которые движутся линейно.Однако у них ограниченная способность избегать препятствий.

  • Использование : Роботы с шарнирно-сочлененной рамой используются в таких областях, как захват и установка, дуговая сварка, точечная сварка, упаковка, обслуживание машин, погрузочно-разгрузочные работы. Возможность создавать дуги (или аналогичные узоры) в труднодоступных местах делает шарнирных роботов хорошим кандидатом для автомобильной промышленности, но по соображениям безопасности им часто требуются специальные рабочие места, которые занимают дополнительное место в производственном цехе.

  Декартовы роботы

  Эти роботы (также называемые портальными роботами) используют декартову систему координат (X, Y и Z) для линейных перемещений по трем осям (вперед и назад, вверх и вниз и из стороны в сторону). Все три шарнира призматические, поэтому движение ограничено линейным.

  • Использование: Декартовы роботы в основном используются для обработки с ЧПУ и 3D-печати, но их также можно использовать при сборке или сборке и размещении, не без ограничения размера деталей.

  Роботы SCARA

  Роботы

  SCARA (роботизированная рука с селективной сборкой соответствия) похожи на декартовых роботов, поскольку они перемещаются по 3 осям, но они также могут вращаться. Как правило, они быстрее и гибче, но менее точны, чем декартовы роботы.

  • Использование : Применяется для сборки, укладки на поддоны, захвата и размещения мелких деталей, таких как винты.

  Полярные роботы

  Роботы

  Polar (также называемые сферическими роботами) представляют собой комбинацию двух вращающихся шарниров (вращающихся) и одного линейного шарнира (призматические).Их конструкция создает рабочее пространство сферической формы. Основными недостатками полярных роботов являются их несовместимость с другими роботами и их точность (например, по сравнению с декартовым роботом).

  • Использование : Роботы Polar могут использоваться для литья под давлением, окраски, дуговой сварки, точечной сварки, сборки, поскольку для этих задач требуется способность вращения.

  Роботы Delta

  Дельта-роботы ( также называемые параллельными роботами) имеют продуманную конструкцию благодаря стратегическому размещению всех двигателей на основании, что делает движущиеся части (суставы) робота очень легкими по сравнению с другими роботами.Состоит из трех рук, суставы каждой руки управляются параллельно, создавая куполообразного робота.

  • Используйте : Такая конструкция обеспечивает высокоскоростную и точную работу, и именно поэтому роботы Delta в основном используются при подборе и размещении. Дополнительные операции включают нанесение клея, пайку, сборку и т. Д. Роботы Delta не могут нести полезную нагрузку, превышающую 3 кг, что ограничивает конструкцию инструмента и задачи, с которыми он может справиться.

  Цилиндрические роботы

  Цилиндрические роботы имеют по крайней мере одно поворотное соединение в основании и по крайней мере одно призматическое соединение для соединения звеньев (подвижные части робота между шарнирами).Такая конструкция обеспечивает рабочее пространство цилиндрической формы и, следовательно, ограничивает их всего двумя степенями свободы. Таким образом, пространство, в котором они могут работать, ограничено

  • Используйте : цилиндрические роботы обычно используются в тесных рабочих пространствах, и они идеально подходят для объектов, которые должны иметь круглую симметрию (например, провода, трубы). При шлифовании, сборке и точечной сварке используются цилиндрические роботы.

  Коллаборативные роботы

  Совместные роботы (коботы) обеспечивают взаимодействие человека и робота в безопасной рабочей среде без необходимости использования ограждений или других мер безопасности, применяемых в традиционных промышленных роботах.Однако меры безопасности приводят к снижению скорости работы. Вместо того, чтобы заменять сотрудников, коботы программируются руками сотрудников (руководство рукой), а затем воспроизводят продемонстрированное движение. Стандартный кобот может перевозить до 15 кг, и это накладывает ограничения на ассортимент продукции, с которой он может работать.

  • Использование : Роботы для совместной работы имеют широкий спектр применений, таких как обслуживание машин, захват и установка, сборка, дуговая сварка, но, как правило, они не подходят для тяжелых условий эксплуатации или задач с очень высокой скоростью.

  Заключение

  Базовые знания промышленных роботов и терминология (например, количество осей, степени свободы, типы соединений и т. Д.) Помогут производителям при поиске решений для роботов. Возможность лучше понять свои варианты поможет при работе с поставщиками.

  Понимание основ промышленных роботов также может оказаться важным навыком в будущем. По прогнозам Международной федерации робототехники, в период с 2020 по 2022 год объем продаж промышленных роботов будет увеличиваться на 12% в год.

  Знание различных типов решений также может помочь вам в переговорах при покупке робота. Например, для захвата и установки небольшой электронной детали не обязательно нужен шестиосевой шарнирный робот. Эту же процедуру может выполнить декартовский робот, который обычно намного дешевле. Знание подобных вещей поможет вам сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

  Шесть основных типов промышленных роботов в 2020 году

  Повсеместное распространение роботов на заводах и в промышленности привело к тому, что роботы стали инструментом автоматизации.Быстрый технический прогресс позволил многим производственным секторам полагаться на роботов для выполнения повседневных задач. По оценкам PricewaterhouseCoopers, до 45% рабочих операций можно успешно автоматизировать. Влияние роботов на деятельность компании хорошо известно. К настоящему времени многие руководители слышали о роботах SCARA или Polar и знают, что эти передовые машины могут повысить их производительность и производительность. Какие еще существуют роботы и как они могут принести пользу вашему бизнесу? В этой статье мы рассмотрим шесть основных типов промышленных роботов, представленных в настоящее время на рынке.

  Каковы основные типы промышленных роботов в 2020 году?

  Все роботы выполняют одни и те же стандартные функции: они используют датчики для обнаружения изменений в окружающей среде и манипуляторы для взаимодействия с окружающей средой. Роботы обычно выполняют две основные задачи: сбор урожая и позиционирование. Однако то, как они это делают, так же разнообразно, как и задачи, которые им поручены.

  Шарнирно-сочлененные роботы

  Шарнирно-сочлененные роботы — это наиболее распространенные типы промышленных роботов.Они имеют механическую конфигурацию, напоминающую человеческую руку. Благодаря использованию шарнирных соединений с несколькими степенями свободы рука обеспечивает широкий диапазон движений. Самыми распространенными являются шарнирно-сочлененные роботы с шестью степенями свободы. Другие типы могут иметь только четыре степени свободы или даже меньше.

  Преимущества : Высокая скорость, большой рабочий диапазон для минимальной площади пола. Легко совмещается с несколькими плоскостями.

  Недостатки : Требуется специальный контроллер робота, сложное программирование, сложная кинематика.

  Подробнее о шарнирных роботах >>

  Цилиндрические роботы

  Цилиндрические роботы имеют по крайней мере одно вращающееся соединение в основании и по крайней мере одно призматическое соединение, соединяющее звенья. Благодаря поворотному валу и выдвижному рычагу они могут перемещаться вертикально и горизонтально, скользя. Они предлагают как линейное движение, так и вращательное движение вокруг вертикальной оси. Компактная конструкция эффектора позволяет роботу достигать ограниченных рабочих пространств без потери скорости.Цилиндрические роботы в основном используются в простых приложениях, таких как подбор и установка, где необходимо учитывать вращательные движения.

  Преимущества : Простота эксплуатации и монтажа. Минимальная сборка. Роботы могут дотянуться до базы на 360 градусов. Требует минимальной площади на полу и может выдерживать большие нагрузки.

  Недостатки : Плохо справляется с препятствиями. Низкая точность по направлению вращательного движения.

  Декартовы роботы

  Декартовы роботы также называются прямолинейными или портальными роботами и имеют прямоугольную конфигурацию.Эти типы промышленных роботов обеспечивают линейное движение за счет скольжения по трем перпендикулярным осям (X, Y и Z). Благодаря своей жесткой конструкции и конфигурации они могут нести большие нагрузки. Их также можно использовать для выполнения задач по подбору и размещению, погрузки и разгрузки, погрузочно-разгрузочных работ и даже операций с высокой точностью. Большинство 3D-принтеров работают на портальных системах.

  Преимущества : Обеспечивает высокую точность при простом управлении. Легко программировать в автономном режиме и настраивать.Способен выдерживать большие нагрузки. Относительно недорогой.

  Недостатки : Требуется большая производственная и монтажная площадь. Сложная сборка. Движение ограничено только одним направлением за раз.

  Роботы SCARA

  SCARA означает робот-манипулятор для сборки избирательного соответствия. Эти роботы состоят из двух параллельных шарниров, которые обеспечивают движение в одной изолированной плоскости. Поворотные валы расположены вертикально, а концевой эффектор перемещается горизонтально. Роботы SCARA отлично справляются с задачами, требующими точных боковых перемещений, и идеально подходят для сборки.Роботы SCARA подходят для операций по подъему или сборке, где требуются высокая скорость и высокая точность. Роботы SCARA быстро перемещаются и легче интегрируются в существующую инфраструктуру, чем цилиндрические и декартовы роботы.

  Преимущества : Высокая скорость, отличная повторяемость, большое рабочее пространство.

  Недостатки : Требуется специальный контроллер робота, ограничен плоскими поверхностями, трудно программировать в автономном режиме.

  Подробнее о Scara Robots >>

  Полярные роботы

  Роботы Polar — ветераны мира роботов.Они являются одними из первых типов роботов, которые были разработаны и по-прежнему популярны. Оси робота объединены, чтобы сформировать полярную систему координат, которая позволяет роботу иметь сферическую рабочую область. Роботы Polar обычно используются для литья под давлением, литья под давлением, сварки и обработки материалов.

  Преимущества : Диапазон движения 360 градусов. Большой объем работы. Требуется минимальная площадь пола.

  Недостатки : Малый вертикальный вылет, низкая точность и низкая повторяемость в направлении вращательного движения.Они требуют сложной системы управления.

  Дельта Роботы

  Роботов

  Delta также называют роботами с параллельным соединением. Они состоят из параллельных шарнирных рычагов, соединенных с общим основанием. Роботы Delta особенно полезны для задач прямого управления и операций с высоким маневрированием (таких как быстрые работы по подбору и размещению). Роботы Delta умело используют механическое преимущество четырехрычажных систем навески.

  Преимущества : Достигаются очень высокие скорости. Высокая точность работы.

  Недостатки : Сложная работа и требуется специальный контроллер робота.

  Как видите, на рынке существует множество вариантов промышленных роботов. Помимо перечисленных автономных моделей, вы можете обнаружить, что коллаборативные роботы лучше подходят для ваших нужд автоматизации. Коллаборативные роботы бывают тех же основных типов, что и в этой статье, но предназначены для работы непосредственно с людьми-операторами.

  Прежде чем выбирать робота, важно знать, какие задачи он вам нужен, и как вы хотите, чтобы он интегрировался в существующую инфраструктуру.Если вам нужна помощь в выборе лучшего робота, ознакомьтесь с некоторыми другими нашими статьями на DIY-Robotics.com. Наши роботы-интеграторы помогут вам выбрать подходящие инструменты автоматизации для вашей компании.

  .