Robot industri dan manfaat penerapannya dalam produksi, pentingnya robotika

Dunia menjadi semakin digital dan progresif. Ini dapat dinilai, misalnya, dari fakta bahwa jumlah robot yang dipasang di industri di seluruh dunia telah meningkat lebih dari tiga kali lipat dalam sepuluh tahun terakhir.

Robotika adalah alat baru untuk mekanisasi kompleks dan otomatisasi produksi, teknologi generasi terbaru, memberikan efisiensi tertinggi.

Robotika adalah arah ilmiah dan teknis baru yang kompleks, termasuk pengembangan, penciptaan, dan penggunaan manipulator, robot dan kompleks teknologi robot, serta aspek organisasi, sosial ekonomi dan psikologis terkait yang membutuhkan pendekatan ilmiah baru. Berhasil bekerja di berbagai bidang, secara bertahap membuktikan keunggulannya.

Otomatisasi robot untuk produktivitas, fleksibilitas, dan keamanan

Gagasan menggantikan tenaga manusia dengan mesin sudah dikenal sejak zaman dahulu.Robot industri adalah langkah lain dalam pengembangan otomatisasi fleksibel untuk mengoptimalkan produksi, dengan kemampuan tidak hanya untuk mengulang operasi yang sama secara terus-menerus dengan akurasi yang terjamin, tetapi juga dengan kemungkinan pemrograman ulang sederhana jika terjadi perubahan dalam program produksi pengguna .

Konsepnya dimulai dengan workstation sederhana, di mana robot dilengkapi dengan positioner untuk menempatkan bodi dan memposisikan bagian di dua atau lebih stasiun, hingga seluruh lini produksi robot, di mana fungsi bodi, termasuk bongkar muat komponen, dikendalikan oleh robot.

Penolong penting dalam dunia otomasi modern saat ini adalah sistem bantu yang banyak digunakan seperti sistem pencitraan atau kamera yang memungkinkan robot untuk memindahkan dan memanipulasi bagian besar.

Namun, keandalan robot, perangkat lunaknya, kinerja tinggi, dan kemudahan pengoperasian merupakan prasyarat penting untuk berfungsinya perangkat dan sistem ini dengan baik.

Tingkat dan metode otomatisasi produksi sangat bergantung pada jenis dan skalanya, dan jika dalam produksi massal dan skala besar penggunaan jalur otomatis paling dibenarkan, maka dalam produksi seri menengah dan kecil dan produksi tunggal otomatisasi yang kompleks dimungkinkan dengan munculnya komputer, mesin CNC, dan robot industri.

Di pangkalan peralatan teknologi dengan kontrol digital dan merakit robot industri, lini multiproduk, bagian, bengkel yang disebut manufaktur otomatis fleksibel.

Prinsip utama untuk membangun fasilitas produksi yang fleksibel tersebut adalah modularitas.Otomatisasi manufaktur yang gesit telah berevolusi dari yang sederhana menjadi kompleks — awalnya dirancang dan diimplementasikan modul manufaktur fleksibel (PMM), dibangun atas dasar mereka kompleks produksi fleksibel (HPC) dan akhirnya manufaktur otomatis fleksibel (HAP).

Robot generasi baru lebih mudah dipasang dan diprogram dan pada saat yang sama lebih mudah bagi mereka untuk berkomunikasi satu sama lain

Pengembangan lebih lanjut mereka adalah penciptaan produksi otomatis yang hampir ditinggalkan, di mana produksi otomatis yang fleksibel dilengkapi dengan produksi produk manufaktur (CAD) yang dirancang komputer dan persiapan teknologi produksi, perencanaan dan kontrol pengiriman (ACS) mereka.

Unit struktural utama dari modul produksi fleksibel dengan kompleksitas apa pun adalah kompleks teknologi robot (RTC), yang dapat dibentuk berdasarkan satu robot industri yang menyediakan pemeliharaan individu atau kelompok dari peralatan yang terpasang atau siklus pemrosesan produk lengkap (misalnya, pengelasan), atau berdasarkan beberapa robot industri yang melakukan operasi yang saling berhubungan.

Keserbagunaan sebagian besar robot industri memungkinkan penggunaannya secara luas sebagai bagian dari kompleks teknologi robotik untuk berbagai jenis produksi.

Kemajuan teknologi robot mendorong pertumbuhan penggunaan robot

Adopsi intensif robotika industri sekarang dan di masa depan disebabkan oleh beberapa alasan.

Pertama-tama, pembuatan dan pengenalan robot industri dan manipulator secara luas, yang memungkinkan untuk mengintensifkan berbagai proses dan operasi teknologi, untuk mengecualikan penggunaan tenaga kerja manual dengan keterampilan rendah dan monoton, terutama dalam kondisi yang sulit, berbahaya, dan berbahaya bagi manusia. .

Di tahun-tahun mendatang, industri harus memastikan peningkatan produksi yang signifikan melalui pengenalan jenis peralatan baru dan teknologi progresif. Meskipun pangsa tenaga kerja manual di industri telah menurun, masih ada satu juta orang di dunia saat ini dalam tenaga kerja manual.

Sejumlah penelitian tentang kondisi kerja menunjukkan bahwa sekitar 30% pekerja terpengaruh oleh kebisingan, 30% harus bekerja sesuai dengan rezim yang diatur secara ketat, 25% terpapar kelembapan, panas atau dingin, 20% bekerja dalam posisi yang secara fisik tidak nyaman atau di bawah asap dan kondisi asap. 20% dipaksa melakukan upaya fisik yang hebat, dan 15% bekerja di malam hari.

Stresor ini sering bertindak dalam kombinasi; oleh karena itu, sekitar 40% pekerja dipengaruhi secara bersamaan oleh dua dan sekitar 25% oleh tiga faktor atau lebih. Karenanya, pengenalan robotika memberikan pengurangan yang signifikan dalam proporsi pekerjaan manual, berat, berbahaya, dan membosankan. (faktor sosial).

Robot industri dapat melakukan tugas yang sebelumnya hanya dapat dilakukan oleh manusia

Selain itu, sifat produksi telah berubah — sekitar 80% produk diproduksi dalam jumlah kecil. Oleh karena itu, otomatisasi produksi menjadi salah satu pengungkit penting untuk meningkatkan produktivitas tenaga kerja dalam produksi skala kecil. (faktor ekonomi).

Robotika memungkinkan Anda untuk memecahkan masalah tenaga kerja dua dan tiga shift, meningkatkan faktor beban peralatan dan ritme kerjanya, meningkatkan kualitas produk dan mengurangi biayanya, terutama dalam produksi skala kecil.

Ini menciptakan prasyarat untuk pindah ke tingkat yang baru secara kualitatif — pembuatan sistem produksi otomatis yang fleksibel yang memungkinkan konfigurasi ulang yang cepat untuk melakukan operasi dengan urutan dan sifat tindakan yang berbeda dan bekerja dengan keterlibatan manusia yang minimal.

Ada pemulihan hubungan yang lebih besar antara manusia dan mesin: mereka semakin bekerja bergandengan tangan dan tanpa pagar pelindung.

Karakteristik teknis utama robot industri ditentukan oleh bidang aplikasi dan kondisi produksi yang dimaksudkan.

Deskripsi dan karakteristik robot industri modern terdapat dalam artikel: Robot industri dalam produksi modern Dan Klasifikasi robot industri

Studi menunjukkan bahwa ketika digunakan dalam operasi tertentu, robot industri, tergantung pada shift kerja, menggantikan 1-3 pekerja, meningkatkan produktivitas tenaga kerja sebesar 60-80% dan mengurangi biaya persiapan produksi sebesar 45-50%.

Ketika digunakan dalam kelompok, efisiensi robot industri meningkat tajam: produktivitas meningkat setidaknya 3 hingga 5 kali lipat, dan dalam beberapa kasus hingga 8 hingga 10 kali lipat, investasi modal dan biaya pemeliharaan relatif berkurang, intensitas dan ritme produksi bergeser , peningkatan kualitas produk, jumlah penolakan berkurang.

Industri otomotif memimpin: menggunakan solusi manufaktur cerdas dan robot industri alih-alih jalur perakitan yang telah mendominasi manufaktur tradisional selama lebih dari 100 tahun.

Di antara bidang pengurangan pekerjaan fisik manual dan berat, selain robot, tempat penting juga dialokasikan untuk perangkat paling sederhana — manipulatorsebagai sarana mekanisasi produksi yang kompleks.

Dalam produksi, di mana tidak perlu melindungi seseorang dari lingkungan dan seringnya bongkar muat peralatan, manipulator yang dikendalikan perintah telah tersebar luas, ditandai dengan fakta bahwa operator manusia secara berurutan menyalakan penggerak setiap tautan secara terpisah.

Manipulator robot semacam itu adalah yang paling sederhana dalam desain, relatif murah, dan penggunaannya tidak menyebabkan perubahan dalam proses teknologi, karena mudah masuk ke dalam teknologi yang ada. Keserbagunaan, biaya rendah dan efisiensi tinggi dalam operasi bongkar muat adalah kualitas yang membedakan mereka.

Manipulator robot modern memberikan peluang baru di dunia kerja

Banyak jenis pekerjaan, khususnya perakitan mekanis, konstruksi dan penyelesaian, pengangkatan dan pengangkutan, penyimpanan dan perbaikan dapat dilakukan secara mekanis dalam waktu dekat secara eksklusif dengan bantuan manipulator.

Menurut perhitungan, memenuhi kebutuhan industri manipulator robot akan mengurangi jumlah pekerja manual di lebih dari 30 profesi: tukang kunci sebesar 4%, tukang reparasi sebanyak 3, pengemas sebanyak 5, penjaga gudang sebanyak 2,5, pengangkut sebanyak 3 dan pemuat - sebanyak 5 %

Sebagai hasil dari inovasi jaringan, semakin banyak robot bermunculan di sektor manufaktur yang baru saja menemukan otomatisasi. Contohnya adalah industri makanan, industri tekstil, industri pengerjaan kayu dan industri plastik.

Hingga saat ini, penggunaan robot industri tipe standar disertai dengan sejumlah langkah keselamatan dan pencegahan kecelakaan. Dalam hal ini, robot jenis baru (robot kolaboratif), terkadang disebut "cobot", adalah solusi yang sepenuhnya revolusioner.

Penelitian dan pengembangan robot kolaboratif sejak awal berfokus pada keselamatan dan pada saat yang sama pada kemungkinan integrasinya ke dalam jalur kerja dengan operator manusia.

Bahkan dalam dekade terakhir, robot industri berada di pagar. Tapi kemudian muncul robot kolaboratif… Inti dari istilah "kerja sama" berarti dia bisa bekerja sama dengan orang.

Seperti apa bentuknya dan mengapa tidak berbahaya? Rancangan robot sedemikian rupa sehingga memiliki daya dan keluaran yang terbatas, termasuk fungsi yang segera menghentikan robot saat terdeteksi tabrakan, yang dapat dilakukan dengan beberapa cara. Dalam banyak aplikasi, robot ini dapat digunakan tanpa perlindungan keselamatan.

Saat ini, produsen robot dapat menawarkan kepada pelanggannya jenis robot yang memenuhi persyaratan paling ketat dalam hal karakteristiknya dan pada saat yang sama memiliki sejumlah keunggulan lain yang dapat ditonjolkan:

• Operasi simultan dengan operator manusia,
• hemat ruang,
• pengaturan yang mudah,
• kinerja tinggi,
• ketepatan,
• keandalan.

Robot kolaboratif masih baru. Kemungkinan penerapannya belum sepenuhnya terungkap.Saat ini, cobot paling banyak digunakan di industri elektronik, tetapi kemampuannya juga telah berhasil diterapkan di industri lain. Berkat fleksibilitas dan kemudahan penggunaannya, mereka juga akan menemukan tempatnya di industri logistik dan jasa. Penelitian kami menunjukkan bahwa area non-manufaktur ini akan menyumbang 21,3% dari penjualan cobot pada tahun 2024. Cobot kecil kami yang ramah memiliki potensi untuk tumbuh secara signifikan dibandingkan jenis robot lainnya!

— Jan Zhang, CEO Analisis Interaksi

Jika seorang pekerja melakukan tugas berulang selama berjam-jam sehari, seringkali relatif mudah untuk mengganti robot kolaboratif dalam waktu yang relatif singkat, berkat pemrograman dan konfigurasi yang sederhana dan tanpa semua tindakan keselamatan yang diperlukan untuk robot industri tradisional.

Untuk alasan yang sama, robot kolaboratif juga jauh lebih terjangkau (tidak hanya biaya robot yang lebih rendah, tetapi juga biaya pemasangan dengan menghilangkan waktu yang diperlukan untuk memelihara dan mengkonfigurasi peralatan sel robot) dan oleh karena itu lebih mudah dibenarkan. secara finansial.

Contoh terbaik keberhasilan penerapan robot tersebut adalah di fasilitas produksi di mana terdapat beberapa stasiun yang melakukan jenis proses yang sama, misalnya proses teknologi dengan beberapa mesin CNC.

Saat ini, penciptaan dan penerapan robotika harus diakui sebagai salah satu bidang prioritas pengembangan industri.

Lebih dari seribu perusahaan terlibat dalam pengembangan dan produksi robot industri. Semua perusahaan besar mulai berinvestasi dalam robot industri.Perusahaan baru yang berspesialisasi dalam produk ini sedang dibuat, serta perusahaan perantara untuk pengenalan robot industri.

Di semua negara maju, asosiasi nasional untuk robotika industri telah dibentuk, dan di beberapa negara pekerjaan di bidang ini telah dinaikkan ke peringkat program negara.

Di Rusia, Asosiasi Nasional Peserta Pasar Robotika (NAURR) didirikan, yang tujuannya adalah untuk mengembangkan pasar robotika, memperluas hubungan internasional, dan mempopulerkan robotika.