Roboty przemysłowe – czym są, jak działają, jakie mają zastosowanie w przemyśle?
Roboty przemysłowe to programowalne, automatycznie sterowane maszyny manipulacyjne o wielu stopniach swobody. Znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, usprawniając procesy produkcyjne. Poznanie budowy, zasady działania i możliwości robotów przemysłowych pozwala zrozumieć ich rosnącą popularność w nowoczesnym przemyśle.
Czym są roboty przemysłowe?
Roboty przemysłowe to wielozadaniowe maszyny manipulacyjne, które można zaprogramować do wykonywania różnorodnych zadań bez konieczności modyfikacji ich konstrukcji. Najważniejszą cechą odróżniającą je od innych urządzeń mechanicznych jest właśnie programowalność, zapewniająca dużą elastyczność zastosowań.
Roboty przemysłowe składają się z manipulatora (ramienia robota), kontrolera sterującego oraz narzędzia roboczego, np. chwytaka, głowicy spawalniczej czy dyszy malarskiej.
Manipulator zbudowany jest z członów połączonych przegubami, co pozwala na wykonywanie skomplikowanych ruchów w przestrzeni roboczej. Liczba osi ruchu robota decyduje o jego możliwościach manipulacyjnych i zwykle wynosi od 2 do 7.
Ważnymi parametrami charakteryzującymi roboty przemysłowe są: udźwig (maksymalny ciężar przenoszonego ładunku), zasięg ramienia, prędkość ruchu oraz dokładność pozycjonowania. W zależności od tych cech, roboty dzieli się na lekkie, średnie i ciężkie, o udźwigu od kilku kilogramów do kilku ton.
Rodzaje robotów przemysłowych
Roboty przemysłowe można podzielić na kilka typów w zależności od budowy i zakresu ruchów:
- roboty przegubowe – posiadają wszystkie osie obrotowe, co zapewnia dużą swobodę ruchów. Stosowane m.in. do spawania, klejenia, malowania;
- roboty kartezjańskie – poruszają się w trzech prostopadłych osiach. Używane np. do zadań montażowych i transportowych;
- roboty cylindryczne – mają jeden zespół obrotowy i dwa liniowe. Wykorzystywane do paletyzacji, spawania, cięcia laserowego;
- roboty sferyczne – wyposażone w dwa zespoły obrotowe i jeden liniowy. Stosowane głównie do montażu i transportu;
- roboty SCARA – o 4 osiach ruchu, w tym 3 obrotowych równoległych. Używane do szybkich, precyzyjnych zadań montażowych;
- roboty współpracujące (coboty) – zaprojektowane do bezpiecznej pracy w bezpośrednim sąsiedztwie człowieka, bez barier ochronnych
Jak działają roboty przemysłowe?
Działanie robotów przemysłowych opiera się na realizacji zaprogramowanych sekwencji ruchów i czynności, z wykorzystaniem informacji z sensorów i układu sterowania. Najważniejsze elementy w funkcjonowaniu robotów to:
- programowanie – robot wykonuje ruchy zgodnie z wgranym programem, definiującym pozycje, prędkości i akcje dla poszczególnych osi;
- sensory i czujniki – dostarczają informacji o położeniu ramienia, sile nacisku, obecności elementów itp., umożliwiając korektę ruchów;
- układ sterowania – przetwarza dane z sensorów i realizuje program, kontrolując napędy osi i narzędzia robocze;
- systemy bezpieczeństwa – czujniki i oprogramowanie zapobiegające kolizjom i chroniące ludzi pracujących w pobliżu robotów.
Roboty mogą pracować w trybie: uczenia (operator ręcznie prowadzi ramię, rejestrując pozycje i akcje) lub odtwarzania (robot automatycznie powtarza zaprogramowane ruchy). Nowoczesne roboty wykorzystują też systemy wizyjne i sztuczną inteligencję do adaptacyjnego wykonywania zadań. ELPLC tworzy swoje rozwiązania robotyczne i zautomatyzowane zgodnie ze standardami Przemysłu 4.0. Szereg licznych aplikacji wdrożeniowych pozwolił firmie opracować praktyczne narzędzie TOMAI Factory System do zarządzania produkcją zgodnie z tymi standardami.
Zastosowanie robotów przemysłowych
Roboty przemysłowe znajdują zastosowanie praktycznie w każdej gałęzi przemysłu, od motoryzacji i elektroniki, przez branżę spożywczą i farmaceutyczną, po obróbkę metali i tworzyw sztucznych. Wykonują szeroki zakres zadań, m.in.:
- obsługę robotów produkcyjnych – załadunek, rozładunek, podawanie detali;
- spawanie – różnymi metodami, np. MIG/MAG, TIG, laserowo, plazmowo;
- montaż – kompletowanie podzespołów, przykręcanie, nitowanie, wciskanie;
- pakowanie i paletyzację – układanie produktów w opakowania zbiorcze i na paletach;
- malowanie i lakierowanie – nanoszenie powłok ochronnych i dekoracyjnych;
- kontrolę jakości – testy, pomiary, skanowanie elementów;
- transport wewnątrzzakładowy – przenoszenie detali między stanowiskami.
Roboty przemysłowe sprawdzają się szczególnie przy zadaniach monotonnych, wymagających dużej powtarzalności i precyzji, a także w środowiskach niebezpiecznych dla człowieka. Dzięki robotyzacji możliwe jest zwiększenie wydajności, podniesienie jakości produktów oraz odciążenie pracowników z uciążliwych czynności.
Korzyści z robotyzacji produkcji
Wdrożenie robotów przemysłowych niesie wiele korzyści dla przedsiębiorstw produkcyjnych:
- wzrost wydajności – roboty pracują szybciej i bez przerw, zwiększając moce produkcyjne;
- poprawa jakości – precyzja i powtarzalność robotów przekładają się na mniej braków;
- obniżenie kosztów – wyższa produktywność i mniejsze zużycie materiałów obniżają koszty wytwarzania;
- większe bezpieczeństwo – przejęcie przez roboty niebezpiecznych zadań chroni zdrowie pracowników;
- elastyczność produkcji – łatwość przeprogramowania robotów umożliwia szybkie dostosowanie do nowych wyrobów.
Roboty przemysłowe pozwalają też efektywniej wykorzystać powierzchnię produkcyjną, redukując przestoje maszyn i optymalizując przepływ materiałów. Inwestycja w robotyzację, mimo początkowych kosztów, zwraca się dzięki osiąganym korzyściom ekonomicznym i przewadze konkurencyjnej. ELPLC, jako producent specjalistycznych linii produkcyjnych oraz indywidualnych rozwiązań do automatyzacji i robotyzacji produkcji, pomaga przedsiębiorstwom osiągać te korzyści. Dzięki doświadczeniu i wykorzystaniu najnowocześniejszych technologii firma oferuje kompleksowe wsparcie w procesie robotyzacji – od projektu, przez wdrożenie, po serwis.