หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในการผลิตสมัยใหม่ — ประเภทและอุปกรณ์

ปัจจุบันหุ่นยนต์อุตสาหกรรมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตของมนุษย์ พวกเขาทำหน้าที่เป็นหนึ่งในวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการใช้เครื่องจักรกลและระบบอัตโนมัติในการขนส่งและขนส่งสินค้า ตลอดจนกระบวนการทางเทคโนโลยีมากมาย

ผลบวกของการแนะนำหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมักจะสังเกตเห็นพร้อมกันจากหลายด้าน: การเพิ่มผลิตภาพแรงงาน, คุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายดีขึ้น, ต้นทุนการผลิตลดลง, สภาพการทำงานสำหรับบุคคลดีขึ้น และในที่สุด การเปลี่ยนแปลงขององค์กรจาก การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ประเภทหนึ่งไปยังอีกประเภทหนึ่งจะอำนวยความสะดวกอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้บรรลุผลเชิงบวกที่กว้างขวางและหลากหลายแง่มุมของการแนะนำหุ่นยนต์อุตสาหกรรมในการผลิตแบบแมนนวลที่ใช้งานอยู่แล้ว จำเป็นต้องคำนวณล่วงหน้าเกี่ยวกับต้นทุนที่วางแผนไว้สำหรับกระบวนการนำไปใช้งานเอง สำหรับราคาของหุ่นยนต์ และ ยังต้องชั่งน้ำหนักว่าความซับซ้อนของการผลิตและกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยทั่วไปเพียงพอสำหรับแผนการปรับปรุงให้ทันสมัยเพื่อช่วยในการติดตั้งหุ่นยนต์อุตสาหกรรมหรือไม่

ในความเป็นจริง บางครั้งการผลิตขั้นต้นนั้นง่ายมากจนการติดตั้งหุ่นยนต์นั้นใช้ไม่ได้จริงและถึงขั้นเป็นอันตรายด้วยซ้ำ นอกจากนี้ บุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมยังจำเป็นสำหรับการติดตั้ง การบำรุงรักษา การตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์ และในกระบวนการทำงาน - อุปกรณ์เสริม ฯลฯ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาเรื่องนี้ล่วงหน้า

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง โซลูชั่นไร้คนขับที่ใช้หุ่นยนต์ในการผลิตมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นในปัจจุบัน หากเพียงเพราะผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ลดลง เรามาเพิ่มความเข้าใจกันที่นี่ว่าการประมวลผลและการติดตั้งครบวงจรนั้นเสร็จเร็วขึ้น โดยไม่มีการหยุดพักเพื่อหยุดควัน และไม่มีข้อผิดพลาดในการผลิตใด ๆ ที่คนมีชีวิตทำหน้าที่แทนหุ่นยนต์ ปัจจัยมนุษย์ หลังจากติดตั้งหุ่นยนต์และเริ่มกระบวนการทางเทคโนโลยีแล้ว แทบไม่ได้รับการยกเว้น

ทุกวันนี้ แรงงานคนส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยแรงงานของหุ่นยนต์ควบคุม: การจับเครื่องมือ การตรึงเครื่องมือ การยึดชิ้นงาน การป้อนเข้าในพื้นที่ทำงาน ข้อจำกัดถูกกำหนดโดย: ความสามารถในการรับน้ำหนัก, พื้นที่การทำงานจำกัด, การเคลื่อนไหวที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถให้บริการ:

• ผลผลิตสูงด้วยการวางตำแหน่งที่รวดเร็วและแม่นยำ ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเนื่องจากไม่จำเป็นต้องจ่ายเงินเดือนให้กับคนที่เขาเข้ามาแทนที่ ผู้ดำเนินการคนเดียวก็เพียงพอแล้ว

• คุณภาพสูง — ความแม่นยำของลำดับ 0.05 มม. ความน่าจะเป็นของการแต่งงานต่ำ

• ตัวอย่างเช่น ความปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์ เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อทาสี การสัมผัสของมนุษย์กับสีและสารเคลือบเงาจะไม่ได้รับการยกเว้น

• ประการสุดท้าย พื้นที่การทำงานของหุ่นยนต์มีจำกัดอย่างเคร่งครัดและต้องการการบำรุงรักษาน้อยที่สุด แม้ว่าสภาพแวดล้อมการทำงานจะรุนแรงทางเคมี วัสดุของหุ่นยนต์ก็สามารถทนต่อผลกระทบนี้ได้

ในอดีต หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ได้รับการจดสิทธิบัตรตัวแรกเปิดตัวในปี 1961 โดย Unimation Inc สำหรับโรงงาน General Motors ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ ลำดับการทำงานของหุ่นยนต์จะถูกบันทึกในรูปแบบของรหัสบนดรัมแม่เหล็กและดำเนินการตามพิกัดทั่วไป ในการดำเนินการ หุ่นยนต์จะใช้เครื่องขยายสัญญาณไฮดรอลิก ต่อมาเทคโนโลยีนี้ถูกถ่ายโอนไปยัง Kawasaki Heavy Industries ของญี่ปุ่นและแขกชาวอังกฤษ Keen และ Nettlefolds ดังนั้นการผลิตหุ่นยนต์โดย Unimation Inc จึงขยายออกไปบ้าง

ในปี 1970 มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาหุ่นยนต์ตัวแรกที่คล้ายกับความสามารถของแขนมนุษย์ที่มีอิสระ 6 องศา ซึ่งควบคุมโดยคอมพิวเตอร์และมีไดรฟ์ไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน บริษัท Nachi ของญี่ปุ่นก็กำลังพัฒนาอยู่ KUKA Robotics ของเยอรมนีจะสาธิตหุ่นยนต์หกแกน Famulus ในปี 1973 และ ABB Robotics ของสวิตเซอร์แลนด์จะเริ่มจำหน่ายหุ่นยนต์ ASEA ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ 6 แกนและขับเคลื่อนด้วยระบบเครื่องกลไฟฟ้า

ในปี 1974 บริษัท Fanuc ของญี่ปุ่นได้ก่อตั้งการผลิตของตนเอง ในปี 1977 มีการผลิตหุ่นยนต์ Yaskawa ตัวแรกด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ หุ่นยนต์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้น: ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 General Motors ลงทุนสี่หมื่นล้านดอลลาร์เพื่อสร้างระบบอัตโนมัติในโรงงานของตนเอง

ในปี 1984 Avtovaz ในประเทศจะได้รับใบอนุญาตจาก KUKA Robotics และเริ่มผลิตหุ่นยนต์สำหรับสายการผลิตของตนเอง เกือบ 70% ของหุ่นยนต์ทั้งหมดในโลกภายในปี 1995 จะอยู่ในญี่ปุ่นซึ่งเป็นตลาดภายในประเทศ ด้วยวิธีนี้ ในที่สุดหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะสามารถสร้างตัวเองในอุตสาหกรรมยานยนต์ได้

การผลิตยานยนต์จะดำเนินไปอย่างไรหากปราศจากการเชื่อม ไม่มีทาง. ปรากฎว่าอุตสาหกรรมยานยนต์ทั้งหมดในโลกติดตั้งคอมเพล็กซ์การเชื่อมด้วยหุ่นยนต์หลายร้อยแห่ง หุ่นยนต์อุตสาหกรรมทุกๆ ห้าตัวมีส่วนร่วมในการเชื่อม ความต้องการต่อไปคือหุ่นยนต์โหลดเดอร์ แต่การเชื่อมอาร์กอนและการเชื่อมเฉพาะจุดต้องมาก่อน

ไม่มีการเชื่อมแบบแมนนวลใดที่สามารถจับคู่คุณภาพตะเข็บและระดับการควบคุมกระบวนการด้วยหุ่นยนต์เฉพาะทางได้ แล้วการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ระยะสูงสุด 2 เมตรโดยใช้เลเซอร์โฟกัส กระบวนการทางเทคโนโลยีจะดำเนินการด้วยความแม่นยำ 0.2 มม. ซึ่งไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการก่อสร้างเครื่องบินและการแพทย์ เพิ่มไปที่การรวมเข้ากับระบบดิจิตอล CAD / CAM

หุ่นยนต์เชื่อมมีหน่วยปฏิบัติการหลักสามหน่วย: ตัวเครื่องทำงาน คอมพิวเตอร์ที่ควบคุมตัวเครื่องทำงาน และหน่วยความจำ ตัวเครื่องทำงานพร้อมกับที่จับแบบมือ ตัวเครื่องมีอิสระในการเคลื่อนไหวตามแกนสามแกน (X, Y, Z) และตัวจับยึดสามารถหมุนรอบแกนเหล่านี้ได้ หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ไปตามไกด์ได้

ไม่มีโรงงานผลิตสมัยใหม่ใดที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องขนถ่ายและขนถ่าย โดยไม่คำนึงถึงขนาดและน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ หุ่นยนต์จะติดตั้งชิ้นงานลงในเครื่องโดยอิสระ จากนั้นขนถ่ายและวางลง หุ่นยนต์สามารถโต้ตอบกับเครื่องจักรหลายเครื่องพร้อมกันได้ แน่นอน เราอดไม่ได้ที่จะกล่าวถึงการโหลดสัมภาระที่สนามบินในบริบทนี้

หุ่นยนต์ทำให้สามารถลดต้นทุนด้านบุคลากรให้เหลือน้อยที่สุดได้แล้ว ไม่ใช่แค่ฟังก์ชันง่ายๆ เช่น การเจาะหรือการทำงานของเตาอบเท่านั้น หุ่นยนต์สามารถยกน้ำหนักได้มากขึ้นภายใต้สภาวะที่ยากลำบากมากขึ้น ในขณะที่ไม่เหนื่อยและใช้เวลาน้อยกว่าคนมีชีวิตอย่างมาก

ตัวอย่างเช่น ในโรงหล่อและช่างตีเหล็ก เงื่อนไขต่างๆ เป็นสิ่งที่ยากมากสำหรับคนทั่วไป การผลิตประเภทนี้อยู่ในอันดับที่สามรองจากการขนถ่ายและโหลดในแง่ของการใช้หุ่นยนต์ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ปัจจุบันโรงหล่อในยุโรปเกือบทั้งหมดติดตั้งระบบอัตโนมัติพร้อมหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งหุ่นยนต์มีค่าใช้จ่ายหลายแสนดอลลาร์สำหรับองค์กร แต่คอมเพล็กซ์ที่มีความยืดหยุ่นสูงปรากฏขึ้นในการกำจัดซึ่งได้รับการชดเชยมากกว่า

หุ่นยนต์เลเซอร์และ การตัดพลาสม่า ปรับปรุงลายเส้นแบบดั้งเดิมด้วยคบเพลิงพลาสมา การตัดสามมิติและการตัดมุมและ I-beams การเตรียมการสำหรับการประมวลผลเพิ่มเติม การเชื่อม การเจาะ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เทคโนโลยีนี้ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ เนื่องจากขอบของผลิตภัณฑ์จะต้องถูกตัดอย่างแม่นยำและรวดเร็วหลังจากการปั๊มและขึ้นรูป

หุ่นยนต์หนึ่งตัวสามารถรวมการเชื่อมและการตัดเข้าด้วยกันผลผลิตเพิ่มขึ้นโดยการนำการตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ทมาใช้ซึ่งช่วยลดความร้อนที่ไม่จำเป็นบนวัสดุ ดังนั้น ภายในสองนาทีครึ่ง รูเล็กๆ ทั้งหมดในโลหะของ Renault Espace coupes จะถูกตัดในโรงงานหุ่นยนต์ของ Renault ในฝรั่งเศส

ในการผลิตเฟอร์นิเจอร์ รถยนต์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ การดัดท่อด้วยหุ่นยนต์ที่เกี่ยวข้องกับหัวชิ้นงานจะมีประโยชน์เมื่อท่ออยู่ในตำแหน่งโดยหุ่นยนต์และงออย่างรวดเร็ว ตอนนี้ท่อดังกล่าวสามารถติดตั้งองค์ประกอบต่าง ๆ ที่จะไม่รบกวนกระบวนการดัดแกนของหุ่นยนต์

การกัดขอบ การเจาะ และการกัด - สิ่งที่ง่ายกว่าสำหรับหุ่นยนต์ ไม่ว่าจะเป็นโลหะ ไม้ หรือพลาสติก ผู้ควบคุมที่แม่นยำและทนทานสามารถจัดการงานเหล่านี้ได้อย่างเฉียบขาด พื้นที่ทำงานไม่จำกัด แค่ติดตั้งแกนขยายหรือแกนควบคุมหลายแกนก็เพียงพอแล้ว ซึ่งจะให้ความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยมและความเร็วสูง ไม่สามารถทำเช่นนี้ได้

ความถี่ในการหมุนของเครื่องมือกัดสูงถึงหลายหมื่นรอบต่อนาที และการเจียรของตะเข็บจะเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนไหวซ้ำๆ ง่ายๆ อย่างต่อเนื่อง แต่ในอดีต การขัดและขัดผิวถือเป็นสิ่งที่สกปรกและหนัก และยังเป็นอันตรายมากอีกด้วย ตอนนี้แป้งจะถูกป้อนโดยอัตโนมัติระหว่างการประมวลผลของล้อสักหลาดหลังจากผ่านสายพานขัด รวดเร็วและปลอดภัยสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

โอกาสของวิทยาการหุ่นยนต์อุตสาหกรรมนั้นมีอยู่มหาศาล เนื่องจากหุ่นยนต์สามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิตเกือบทุกชนิดและในปริมาณที่ไม่จำกัดคุณภาพของงานอัตโนมัติบางครั้งสูงจนมือมนุษย์ไม่สามารถบรรลุได้ มีอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มากมายที่ข้อผิดพลาดและความไม่ถูกต้องเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ เช่น การผลิตเครื่องบิน อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีความแม่นยำ อาวุธที่มีความแม่นยำสูง เป็นต้น ไม่ต้องพูดถึงการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของแต่ละองค์กรและผลบวกต่อเศรษฐกิจของพวกเขา