Промышленные роботы

Общие сведения и перспективы развития

Объем рынка от 15 до 30 млрд. долл. (разница в оценках от того, что различные эксперты считают робототехникой) с учетом основных сегментов – промышленной и сервисной робототехники (военные роботы, бытовые, для образовательных целей, для помощи инвалидам и роботы игрушки (объем мирового рынка сервисной робототехники оценивается в 5,3 млрд. долл.)).

Продажи промышленных роботов с 2013 по 2014гг. выросли со 160 тыс. шт. до 178 тыс. шт., продажи сервисных роботов с 2013 по 2017гг. по предположению экспертов должны выйти на уровень – 15,5 млн. шт. бытовых роботов, 3,5 млн. шт. роботизированных игрушек, 3 млн. шт. для образовательных целей, и 6,4 тыс. шт. для помощи инвалидам.

Основные покупатели промышленных роботов – Япония, Южная Корея, Китай, США, Германия. Основные страны производители роботов – Япония и Германия (более 50% и около 22% соответственно, мирового производства промышленных роботов).

Самый большой спрос и рост производства ожидается в производстве – персональных, образовательных, бытовых роботов помощников, производственных (сборочных, сварочных, покрасочных, и т.п.), реабилитационных, различных видов мобильных, медицинских, хирургических, сельскохозяйственных, строительных и военных роботов.

В России на 10 тыс. работников предприятий в обрабатывающей промышленности приходится около 2–х роботов, в Китае и ЮАР – около 24-х, в Бразилии 5-ть, в Индии примерно, так же как и в России.

К особенностям рынка робототехники относятся длительные, трудоемкие и капиталоемкие этапы проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также при создании опытных образцов разработанной продукции, поэтому в этой сфере большое значение играет участие и помощь со стороны государства.

Российский рынок робототехники представлен в основном космическими и специальными роботами — саперами, разведчиками. Производятся эти устройства в рамках оборонного заказа, и детали госконтрактов не разглашаются.

К тому же часто роботами занимаются центры при институтах, не предполагающие коммерческой деятельности. Поэтому трудно судить о объемах производства предприятий робототехники в РФ.

Тем не менее, при всей возможной условности оценок робототехники в России разрыв между высоко развитыми странами в мире и РФ в области робототехники безусловно существует.

Удачные модели роботов, применимые для промышленности, остаются единичными экземплярами, произведенными в научно-прикладных целях, и не идут в массовый выпуск. Бытовые роботы крайне мало интересуют российских робототехников. На 2014 год, по данным Международной федерации робототехники, общее количество работающих в нашей стране роботов составило примерно 4 тысячи.

ABB (Швеция - Швейцария)

Один из лидеров рынка робототехники, компания образована в результате слияния ASEA и Brown, Boveri & Cie. Специализируется на промышленных роботах разных уровней сложности.

Компания строит завод в России, первая
очередь будет сдана в середине 2015 года.

FANUC Robotics (Япония)

Производит большей частью промышленных роботов:

• для сварки и паллетизации
• покрасочных,портальных
• дельта-роботов

Создали самого сильного робота с грузоподъемностью 1350 кг. способного поднимать грузы на высоту до 6 м.

KUKA (Германия)

В 1973 году создала первого в мире промышленного робота. Роботы этой фирмы широко используются в области автомобилестроения.

Так же производит робот Robocoaster, который используется, как развлекательный аттракцион.

Произвела более 100 тысяч роботов.

Kawasaki Robotics (Япония)

Производит промышленных роботов - для работы в агрессивных средах, во взрывоопасных помещения, роботов для университетов, роботов-пауков.

По всему миру установлено более 120 тысяч роботов их производства.

Использование роботов для задач автоматизации в пищевой отрасли

• Для сортировки, разбора по партиям и видам продукции
• Накопления необходимого количества готовой продукции и ее упаковки
• Параллельного переноса с выходного конвейера на конвейер структурированной подачи, укладки готовой продукции в транспортную упаковку
• Укладка мешков, ящиков или коробок на паллет в определенном порядке
• Оценка качества упаковки готовой продукции

Промышленные роботы

Эта группа роботов практически полностью лишена разума. Предназначены они лишь для того, чтобы заменить человека на всех трудных, монотонных, поточных работах.

Эти роботы действуют на основании жестко описанных программ и иногда наполняют собой автоматические линии, участки, а также способны выполнять полный производственный цикл.

Ученые выделяют в этой группе три поколения роботов, но их назначение не меняется,  они были и остаются неутомимыми рабочими, делающими свою работу 24 часа в сутки, не требуя зарплаты, доплаты за сверхурочные, премии и отпусков.

Роботы по принципу действия: ДЕЛЬТА РОБОТ

Дельта-робот, основным элементом которого является треугольная площадка на трех шарнирных рычагах, со времен своего создания в 1980-х годах завоевывает все большую популярность. Это один из самых быстрых роботов-манипуляторов, который способен осуществить до 300 захватов в минуту на линиях автоматической упаковки.

Главная цель дельта-роботов, или параллельных роботов, – оперировать легкими объектами с большой скоростью. Основой конструкции такой автоматической "руки" является использование параллелограммов, что позволяет сохранять пространственную ориентацию рабочего органа. Треугольная платформа, формой напоминающая дельту, букву греческого алфавита, перемещается в пространстве по трем осям – X, Y и Z – тремя рычагами, закрепленными на основании робота.

Роботы по принципу действия: БЕЛТ РОБОТ

Белт-Робот - высокоскоростной манипулятор для декартовой системы координат с функциями робототехники, является идеальным перекладчиком Pick and Place при ограниченном монтажном пространстве.

Линейный портал образован двумя фиксированными в заданном положении на оси Y двигателями и зубчатым ремнем по периметру. Закрепленный на выходной площадке оси Z зубчатый ремень движется на всем расстоянии вдоль двух осей Y и Z, имеющих высокую жесткость. Возникающая кинематическая структура обеспечивает скоординированное и свободное перемещение выходной площадки в вертикальной плоскости. Направление перемещения, ускорение и скорость реализуются одновременным управлением двух двигателей, наложением их движений.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ:

• 2 фиксированных серводвигателя M1 и M2
• 1 зубчатый ремень по периметру ZR
• 1 линейная ось Y высокой жесткости,
  1 облегченная, но повышенной жесткости ось Z

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• Высокая динамика (> 90 циклов/мин)
• Высокая точность при максимальной динамике
• Минимальная вибрация

РАЗРАБОТКИ И РЕШЕНИЯ «ЭСПОСЕРВИС» СЕГОДНЯ

Сейчас «ЭспоСервис» участвует в проектах с партнерами по разработке решений:

• Параллельного переноса
• Укладки готовой продукции в транспортную упаковку
• Формирование паллеты коробками с готовой продукцией

Робот параллельного переноса FANUC

Задача:

• Автоматизация процесса укладки печенья в коррекс

Производительность:

• 380 циклов в минуту

Описание работы:

• Решение представляет собой систему стандартизированных ячеек с защитным полем из 4 роботов Delta Fanuc M-2iA/3SL
• Продукт поступает на Pick Up (конвейер с которого происходит непосредственный захват продукта).
  Роботы в автоматическом режиме укладывает продукцию в коррекс по запрограммированному алгоритму.
• Роботы программируются для правильной и необходимой клиенту укладки продукта внутри коррекса. Система безопасности программируется в соответствии с требованиями заказчика для более удобной и безопасной работы с роботом. Так же есть возможность запрограммировать зоны безопасности и 3D зонирование для повышения уровня безопасности.

Состав автоматизированной линии:

• Робот Дельта FANUC M-2iA/3SL
• Стандартизированная ячейка для установки робота, с интегрированным электрическим щитом и панелью управления
• Механический захват для продукции до 3 кг.
• Оптическая система безопасности
  

---

Укладка контейнера с фаршем в коробку

Задача:

• Автоматизация процесса конечной упаковки - укладка контейнера с продукцией в гофрокороб

Производительность:

• Продукт 1 - вес 400 гр. 190х144х50мм. - 12 тактов/мин. 5 упаковок за такт.
• Продукт 2 - вес 500 гр, 190х144х50мм. – 12 тактов/мин. 5 упаковок за такт.
• Продукт 3 - вес 1000 гр, 275х175х63мм. - 12тактов/мин. 4 упаковки за такт.

Описание работы:

Продукт поступают на Pick Up (конвейер с которого происходит непосредственный захват продукта). Робот в автоматическом режиме укладывает продукцию в короб по запрограммированному алгоритму. Робот программируется для правильной и необходимой клиенту укладки продукта внутри короба. Система безопасности программируется в соответствии с  требованиями  заказчика для более удобной и безопасной работы с роботом.

Так же есть возможность запрограммировать зоны безопасности и 3D зонирование для повышения уровня безопасности.

Состав:

• Решение для данной задачи разрабатывается на основе робота Fanuc и рукой с плитой и пневмоприсосками.
• Робот за такт берет 2 или 3 контейнера и укладывает в короб.
  

---

Паллетирование - укладка продукции на паллеты

Задача:

• Автоматизация процесса укладки продукции на паллеты.

Производительность:

• Максимальная производительность – 700-800 единиц продукции/час.

Описание работы:

Система представляет собой огороженный защитным ограждением периметр со световыми воротами безопасности, внутри которого происходит процесс автоматической укладки. Продукт (мешки, коробки, ящики) поступают на Pick Up (конвейер с которого происходит непосредственный захват продукта).

Робот в автоматическом режиме укладывает продукцию на паллет, либо при необходимости и технических возможностях на две паллеты по обе стороны от себя. Робот программируется для правильной раскладке мешков или коробок с продукцией на паллете.  Система безопасности программируется в соответствии с  требованиями  заказчика для более удобной и безопасной работы с роботом. Так же есть возможность запрограммировать зоны безопасности и 3D зонирование для повышения уровня безопасности.

Состав:

• Робот Fanuc M-20ia/20m
• Захват для продукции - до 15 кг.
• Pick up conveyer
• Постамент для робота
• Решетка безопасности
• Оптическая система безопасности

Габариты роботизированной ячейки с роботом:  

• Высота ограждения - 1950мм.
• Высота робота - 3100мм.
• Длина - 2200мм.
• Ширина- 2650мм.

Технические данные:

• Ширина поддона - 800мм.
• Длина поддона - 1200мм.
• Высота поддона - 150мм.
• Макс. высота загруженного поддона - 2000мм.
• Макс. вес перемещаемого продукта - 15кг.

---

ПЛАНЫ НА БУДУЩЕЕ

• Продолжить активную работу по информированию потенциальных клиентов о наших возможностях по автоматизации и программированию.
• Продвижение фирменного сайта ЭспоРобот, где будут представлены решения по автоматизации с использованием робототехники.
• Выпуск каталога с описанием предлагаемых нами стандартных решений.
• Вхождение Эспомаркет Инжиниринг в Российскую Ассоциацию Робототехники.