Промышленные роботы-манипуляторы

С тех пор промышленные роботы-манипуляторы претерпели множество улучшений, в том числе улучшение точности и скорости движения, повышение гибкости и адаптивности, расширение функциональности и возможностей программирования. Однако они по-прежнему остаются ключевым компонентом автоматизации производства. Так что же представляют из себя роботы-манипуляторы? Об этом читайте в нашей статье.

Как они устроены

Роботом-манипулятором называется промышленное оборудование, которое выполняет функции человеческой руки. Это означает, что данное устройство может выполнять вращательные или поступательные движения.

Для управления механической подвижной рукой используется электронная система, которая часто заменяет гидравлические и пневматические системы в современных устройствах, так как они слишком дорогостоящие в эксплуатации и не такие надежные в долгосрочной перспективе.

Одной из самых важных характеристик для робота-манипулятора является количество осей. Ось – это линия, вокруг которой происходит вращение или движение объекта. В случае промышленного робота-манипулятора, ось представляет собой линию, вокруг которой может происходить вращение звена или компонента манипулятора. Оси являются основными элементами управления роботом и определяют возможное направление движения механической руки. Обычно у роботов-манипуляторов 4 оси, однако некоторые модели имеет 6 осей, что позволяет им выполнять более сложную работу. Чем больше осей имеет манипулятор, тем более гибким и точным он может быть в выполнении различных задач.

Параметром, который напрямую связан с количеством осей, является количество степеней свободы. Каждая степень свободы соответствует линии направления движения, вдоль которой устройство может осуществлять перемещение механической руки. Например, робот с тремя степенями свободы может выполнять движения вдоль трех осей координат. Обычно манипуляторы имеют от одной до шести степеней свободы, в зависимости от конкретной конструкции и задач, которые они выполняют.

Также все роботы-манипуляторы могут быть разделены на две категории: стационарные и мобильные. Мобильные манипуляторы обладают возможностью перемещаться по помещению с помощью колес, гусениц или других механизмов, в то время как стационарные устройства необходимо демонтировать перед тем, как сдвинуть их с места. Для обеспечения безопасности работников на мобильных роботах всегда устанавливают специальные датчики движения. Тем не менее, стационарные манипуляторы тоже требуют мер предосторожности: зону, в которой они работают, необходимо огораживать.

В рабочем состоянии устройство перемещает свои составляющие в пространстве благодаря приводам, которые являются аналогами мышц у человека. Система управления активирует двигатели, которые запускают движение механических компонентов манипулятора. Датчики обеспечивают обратную связь системы управления, позволяя роботу точно определить свое положение в пространстве. На конце робота-манипулятора могут быть установлены инструменты, такие как кисти, щипцы и сварочные аппараты. Управляют роботом с мобильного или стационарного пульта. Оператору необходимо регулярно следить за параметрами и результатами работы, но это можно делать дистанционно, используя видеокамеру – человеку не нужно находиться в одном помещении с манипулятором.

Преимущества роботов-манипуляторов

На производстве все упирается в доходы и расходы. Сокращения расходов можно достичь путем снижения количества ошибок и числа несчастных случаев, а также улучшения производительности и технологической гибкости. Всего этого можно достичь благодаря роботам-манипуляторам. Кроме того, в условиях все большей конкуренции применение робототехники может стать для компании единственной возможностью удержаться на плаву. Так каковы же основные преимущества манипуляторов?

Первое и главное из них – это высокая точность. Манипулятор способен перемещать механическую руку в строго заданных параметрах, с минимальными отклонениями от указанных значений. Следствием высокой точности является улучшение качества продукции и уменьшения количества брака.

Второе преимущество – это высокая производительность. Машина может функционировать в течение длительного периода времени без усталости, а также выполняет работу быстрее, чем люди. Также роботы не подвержены влиянию человеческого фактора: они не могут отвлечься или стать невнимательными на какой-то промежуток времени.

Третьем преимущество – это способность роботов-манипуляторов выполнять задачи, которые могут быть опасны для человека. Это уменьшает риск получения травм на производстве.

Четвертое и последнее в этом списке преимущество – это универсальность. Роботы-манипуляторы могут быть оснащены различными инструментами-насадками, которые позволяют им выполнять большой спектр задач. Эта многогранность выходит далеко за пределы промышленной сферы, поскольку манипуляторы также используются в медицине или для исследований труднодоступных мест.

И это далеко не все преимущества, которыми обладают роботы-манипуляторы. Но чем именно занимаются эти устройства на производстве? Какую работу они выполняют?

Сферы применения

Роботы-манипуляторы применяются в различных промышленных сферах для автоматизации производственных процессов.

В автомобильной промышленности манипуляторы используются для сварки кузовов автомобилей. Также они могут выполнять задачи по сборке и монтажу составляющих автомобиля автомобиля, таких как двери, окна и сиденья. Помимо этого, автоматизированные устройства применяются для окраски машин. Наконец, манипуляторы могут обрабатывать стекла, то есть заниматься резкой и шлифовкой.

Еще одна сфера, в которой применяются роботы-манипуляторы, – это производство электроники. Высокая точность позволяет машинам легко справляться с такими операциями, как сборка и монтаж печатных плат, установка и подключение микрочипов, конденсаторов и резисторов. Они также могут управлять процессом пайки и последующей маркировки готовой продукции.

Однако когда речь заходит о таких многофункциональных устройствах, как роботы-манипуляторы, удобнее рассказывать не об отраслях, а о конкретных операциях, потому что они повторяются от производства к производству. Список основных задач, выполнением которых занимаются роботы-манипуляторы, можно свести к следующим десяти:

• перемещение материалов
• сварка
• паллетирование
• обслуживание станков
• нанесение покрытий распылителем
• сборка, контроль качества
• ковка
• штамповка
• литье
• плазменная резка

Но даже на этом список возможностей роботов-манипуляторов не заканчивается. Так, в медицине эти устройства используются для выполнения хирургических операций, обработки медицинских инструментов и управления медицинской аппаратурой.

Роботы-манипуляторы – это устройства, которые уже сейчас задействованы на каждом крупном предприятии. Эти машины внесли огромный вклад в улучшение производительности и качества продукции в различных отраслях. Манипуляторы имеют огромный потенциал для улучшения жизни людей и создания более эффективных и безопасных рабочих условий. Современные технологии развития робототехники продолжают совершенствоваться, и мы можем ожидать, что в будущем они станут еще более универсальными и доступными для применения во всех отраслях.

Материал подготовил: Егор Сипко
Изображение: Adobe Stock