Robôs industriais e os benefícios de sua implementação na produção, a importância da robótica

O mundo está se tornando cada vez mais digital e progressivo. Isso pode ser julgado, por exemplo, pelo fato de que o número de robôs instalados na indústria em todo o mundo mais do que triplicou nos últimos dez anos.

A robótica é uma nova ferramenta para mecanização complexa e automação da produção, tecnologia de última geração, proporcionando a mais alta eficiência.

robótica é uma nova direção científica e técnica complexa, incluindo desenvolvimento, criação e uso manipuladores, robôs e complexos tecnológicos robóticos, bem como os aspectos organizacionais, socioeconômicos e psicológicos relacionados que requerem uma nova abordagem científica. Trabalhando com sucesso em vários campos, gradualmente prova suas vantagens.

Automação de robôs para produtividade, flexibilidade e segurança

A ideia de substituir o trabalho humano por máquinas é conhecida desde os tempos antigos.O robô industrial é mais um passo no desenvolvimento da automação flexível para otimizar a produção, com capacidade não só de repetir continuamente as mesmas operações com precisão garantida, mas também com a possibilidade de reprogramação simples em caso de alteração do programa de produção do usuário .

O conceito começa com estações de trabalho simples, onde o robô é equipado com um posicionador para colocar corpos e posicionar peças em duas ou mais estações, até toda a linha de produção robótica, onde a função dos corpos, incluindo carregamento e descarregamento de peças, é controlada por robôs.

Ajudantes importantes no mundo da automação moderna hoje são sistemas assistivos amplamente utilizados, como sistemas de imagem ou câmeras que permitem que os robôs removam e manipulem peças grandes.

No entanto, a confiabilidade dos robôs, seu software, alto desempenho e facilidade de operação são pré-requisitos essenciais para o bom funcionamento desses dispositivos e sistemas.

O nível e os métodos de automação da produção dependem significativamente de seu tipo e escala, e se na produção em massa e em grande escala o uso de linhas automáticas é mais justificado, então em séries médias e pequenos lotes e produção única automação complexa possível com o advento dos computadores, máquinas CNC e robôs industriais.

Na base equipamentos tecnológicos com controle digital e montar robôs industriais, linhas multiprodutos, seções, oficinas chamadas de manufatura automatizada flexível.

O principal princípio para construir tais instalações de produção flexíveis é a modularidade.A automação de manufatura ágil evoluiu de simples para complexa — originalmente projetada e implementada módulos flexíveis de fabricação (PMM), são construídos com base complexos flexíveis de produção (HPC) e finalmente fabricação automatizada flexível (HAP).

Os robôs de nova geração são mais fáceis de instalar e programar e, ao mesmo tempo, mais fáceis de se comunicar entre si

Seu desenvolvimento posterior é a criação de produção automática quase abandonada, onde a produção automatizada flexível é complementada pela produção projetada por computador de produtos manufaturados (CAD) e preparação tecnológica de sua produção, planejamento e controle de despacho (ACS).

A principal unidade estrutural de módulos flexíveis de produção de qualquer complexidade são complexos de tecnologia robótica (RTC), que pode ser formado com base em um robô industrial que fornece manutenção individual ou em grupo de equipamentos conectados ou um ciclo completo de processamento do produto (por exemplo, soldagem) ou com base em vários robôs industriais que executam operações interconectadas.

A versatilidade da maioria dos robôs industriais possibilita sua ampla utilização como parte de complexos tecnológicos robóticos para diversos tipos de produção.

Avanços na tecnologia robótica estão impulsionando o uso crescente de robôs

A adoção intensiva da robótica industrial agora e no futuro se deve a vários motivos.

Em primeiro lugar, a criação e introdução generalizada de robôs e manipuladores industriais, que permitem intensificar vários processos e operações tecnológicas, para excluir o uso de trabalho manual pouco qualificado e monótono, especialmente em condições difíceis, perigosas e prejudiciais para as pessoas .

Nos próximos anos, a indústria deverá garantir um aumento significativo da produção através da introdução de novos tipos de equipamentos e tecnologias progressivas. Embora a participação do trabalho manual na indústria tenha diminuído, ainda há um milhão de pessoas no trabalho manual no mundo hoje.

Numerosos estudos sobre as condições de trabalho mostram que cerca de 30% dos trabalhadores são prejudicados pelo ruído, 30% têm de trabalhar de acordo com um regime estritamente regulamentado, 25% estão expostos à humidade, calor ou frio, 20% trabalham em posições fisicamente desconfortáveis ​​ou sob condições de fumaça e fumaça. 20% são obrigados a grandes esforços físicos e 15% trabalham à noite.

Esses estressores geralmente agem em combinação; portanto, cerca de 40% dos trabalhadores são afetados simultaneamente por dois e cerca de 25% por três ou mais fatores. Nesse sentido, a introdução da robótica proporciona uma redução significativa na proporção de trabalhos manuais, pesados, nocivos e tediosos. (fator social).

Robôs industriais podem realizar tarefas que anteriormente só poderiam ser realizadas por humanos

Além disso, a natureza da produção mudou — cerca de 80% dos produtos são produzidos em pequenos lotes. Portanto, a automação da produção torna-se uma das alavancas essenciais para aumentar a produtividade do trabalho na produção em pequena escala. (fator econômico).

A robótica permite resolver os problemas de trabalho de dois e três turnos, aumentar o fator de carga do equipamento e o ritmo de trabalho, melhorar a qualidade dos produtos e reduzir seu custo, principalmente na produção em pequena escala.

Ele cria pré-requisitos para mover para um nível qualitativamente novo – criação de sistemas de produção automatizados flexíveis que permitem uma rápida reconfiguração para realizar operações com diferentes sequências e natureza de ações e trabalhar com o mínimo de envolvimento humano.

Há uma aproximação ainda maior entre homem e máquina: eles trabalham cada vez mais de mãos dadas e sem cerca de proteção.

As principais características técnicas dos robôs industriais são determinadas pelo campo de aplicação e pelas condições de produção a que se destinam.

A descrição e as características dos robôs industriais modernos estão contidas nos artigos: Robôs industriais na produção moderna e Classificação de robôs industriais

Estudos mostram que, quando usado em determinadas operações, um robô industrial, dependendo do turno de trabalho, substitui 1-3 trabalhadores, aumenta a produtividade do trabalho em 60-80% e reduz os custos de preparação da produção em 45-50%.

Quando usados ​​em grupos, a eficiência dos robôs industriais aumenta drasticamente: a produtividade aumenta em pelo menos 3 a 5 vezes e, em alguns casos, de 8 a 10 vezes, o investimento de capital e os custos de manutenção são relativamente reduzidos, a intensidade e o ritmo da produção são alterados , aumento da qualidade do produto, redução do número de refugos.

A indústria automotiva está liderando o caminho: usando soluções de fabricação inteligentes e robôs industriais em vez das linhas de montagem que dominaram a fabricação tradicional por mais de 100 anos.

Entre as áreas de redução do trabalho manual e físico pesado, além dos robôs, um lugar importante também é alocado para os dispositivos mais simples - manipuladorescomo um meio de mecanização complexa da produção.

Na produção, onde não há necessidade de proteger uma pessoa do meio ambiente e cargas e descargas frequentes de equipamentos, os manipuladores controlados por comando se espalharam, caracterizados pelo fato de o operador humano ligar sequencialmente os acionamentos de cada elo separadamente.

Esses manipuladores robóticos são os mais simples em design, relativamente baratos, e seu uso não leva a uma mudança no processo tecnológico, pois se encaixam facilmente na tecnologia existente. Versatilidade, baixo custo e alta eficiência nas operações de carga e descarga são seus diferenciais.

Manipuladores robóticos modernos oferecem novas oportunidades no mundo do trabalho

Muitos tipos de trabalho, em particular montagem mecânica, construção e acabamento, elevação e transporte, armazenamento e reparo, podem ser mecanizados em um futuro próximo exclusivamente com a ajuda de manipuladores.

Segundo os cálculos, atender às necessidades industriais de manipuladores robóticos reduzirá o número de trabalhadores manuais em mais de 30 profissões: serralheiros em 4%, reparadores em 3, empacotadores em 5, armazenistas em 2,5, transportadores em 3 e carregadores - em 5 %

Como resultado da inovação da rede, mais e mais robôs estão aparecendo em setores de manufatura que só recentemente descobriram a automação. Exemplos disso são a indústria alimentar, a indústria têxtil, a indústria da madeira e a indústria dos plásticos.

Até recentemente, o uso de tipos padrão de robôs industriais era acompanhado por uma série de medidas de segurança e prevenção de acidentes. A este respeito, um novo tipo de robôs (robôs colaborativos), às vezes chamados de "cobots", é uma solução completamente revolucionária.

A pesquisa e o desenvolvimento de robôs colaborativos se concentraram desde o início na segurança e, ao mesmo tempo, na possibilidade de sua integração em linhas de trabalho com operadores humanos.

Mesmo na última década, os robôs industriais estavam em cima do muro. Mas então apareceu robôs colaborativos… A essência do termo "cooperação" significa que ele pode trabalhar junto com as pessoas.

Como isso pode parecer e por que não é perigoso? O design do robô é tal que possui potência e saída limitadas, incluindo uma função que para imediatamente o robô quando uma colisão é detectada, o que pode ser feito de várias maneiras. Em muitas aplicações, este robô pode ser usado sem proteção de segurança.

Hoje, os fabricantes de robôs podem oferecer aos seus clientes um tipo de robô que atende aos requisitos mais rigorosos em termos de características e, ao mesmo tempo, possui várias outras vantagens que podem ser destacadas:

• Operação simultânea com um operador humano,
• economia de espaço,
• fácil configuração,
• alta performance,
• precisão,
• confiabilidade.

Os robôs colaborativos ainda são novos. As possibilidades de sua aplicação ainda não foram totalmente reveladas.Atualmente, os cobots são mais amplamente utilizados na indústria eletrônica, mas suas capacidades também foram aplicadas com sucesso a outras indústrias. Graças à sua flexibilidade e facilidade de uso, eles também encontrarão seu lugar nas indústrias de logística e serviços. Nossa pesquisa mostra que essas áreas não fabris serão responsáveis ​​por 21,3% das vendas de cobots até 2024. Nossos simpáticos cobots têm potencial para crescer significativamente em comparação com outros tipos de robôs!

— Jan Zhang, CEO da Interact Analysis

Se um trabalhador executa uma tarefa repetitiva por muitas horas por dia, muitas vezes é relativamente fácil substituir um robô colaborativo em um período de tempo relativamente curto, graças à programação e configuração simples e sem todas as medidas de segurança exigidas pelos robôs industriais tradicionais.

Pelas mesmas razões, o robô colaborativo também é muito mais acessível (não só o custo do robô é menor, mas também o custo de instalação ao eliminar o tempo necessário para manter e configurar o equipamento da célula robótica) e, portanto, é mais fácil justificar financeiramente.

Os melhores exemplos de implementação bem-sucedida de tais robôs estão em instalações de produção onde existem várias estações realizando o mesmo tipo de processos, por exemplo, processos tecnológicos com várias máquinas CNC.

Atualmente, a criação e implementação da robótica deve ser reconhecida como uma das áreas prioritárias do desenvolvimento industrial.

Mais de mil empresas estão envolvidas no desenvolvimento e produção de robôs industriais. Todas as grandes empresas estão começando a investir em robôs industriais.Estão a ser criadas novas empresas especializadas nestes produtos, bem como empresas intermediárias para a introdução de robôs industriais.

Em todos os países desenvolvidos, foram estabelecidas associações nacionais de robótica industrial e, em alguns países, o trabalho nesse campo foi elevado à categoria de programa estadual.

Na Rússia, foi criada a Associação Nacional de Participantes do Mercado de Robótica (NAURR), cujo objetivo é desenvolver o mercado de robótica, expandir as relações internacionais e popularizar a robótica.