Roboticawapens in productie en hun voordelen
Bron:Unsplash
Een industriële robotarm heeft veel onderdelen. Elk met een specifieke functie die de andere delen aanvult. De mobiele hebben banden die van de ene plaats naar de andere gaan. Anderen hebben zweefvliegtuigen waarmee ze langs vliegtuigen boven hun hoofd kunnen bewegen. Maar het belangrijkste onderdeel van een industriële robot is de robotarm.
Al het belangrijke en delicate werk wordt gedaan door de robotarm:van lassen, hijsen en plaatsen, sorteren en nog veel meer. Zodra de robotarm beschadigd raakt, is dat het voor de robot; er is heel weinig dat kan worden gedaan totdat reparaties zijn gedaan.
We gaan kijken hoe robotarmen worden gebruikt in de productie, hun geschiedenis, de soorten die er zijn, waarom ze de voorkeur hebben, de gevaren die aan het gebruik ervan zijn verbonden, en de fabrikanten van robotarmen die ze actief massaal produceren over de hele wereld.
Inhoudsopgave
Geschiedenis van robotarmen in de maakindustrie
Officieel wordt de eerste functionele robotarm toegeschreven aan George Devol, die in samenwerking met Joseph Engelberger in 1954 de eerste programmeerbare arm ontwierp. De twee richtten later Unimation op, het eerste industriële robotbedrijf in de wereld twee jaar later in Amerika.
Dat was het begin van een snelle ontwikkeling toen mensen interesse begonnen te krijgen in robotica. General Motors was de eerste die een stap zette toen ze in 1962 voor het eerst gebruik maakten van de Unimate-robotarm in de assemblagelijn voor auto's. In 1969 was een robotarm die volledig door de computer werd bestuurd, operationeel.
Meer bedrijven en landen mengden zich in de strijd en in 1973 had de wereld al verschillende versies van commerciële 6-assige arm robots in Japan en Duitsland.
De productie in de moderne wereld wordt bijna volledig gerund door industriële robots, en dat aantal zal naar verwachting in de toekomst verder stijgen.
Parameters die robotarmen in productie definiëren
Robotarmen die bij de productie worden gebruikt, worden gedefinieerd door ongeveer acht parameters, waaronder de volgende.
Aantal assen: Assen zijn de onderdelen die verantwoordelijk zijn voor de flexibele beweging van de robotarm. De meeste robotarmen hebben assen van 2 en hoger. Hoe meer assen, hoe meer functionaliteiten.
Werkende envelop: Dit is het gebied van de ruimte dat de robot inneemt en volledig kan omvatten.
Werkruimte: De werkruimte is de ruimte waar een robotarm volledig mee samenwerkt zonder tegen enig ander object te botsen.
Nuttige lading: De payload verwijst naar het maximale gewicht van de lading dat een grote robotarm kan tillen zonder kapot te gaan.
Herhaalbaarheid: Dit is het vermogen van een robotarm om dezelfde taken steeds opnieuw uit te voeren zonder afbreuk te doen aan de snelheid of nauwkeurigheid.
Bewegingscontrole: Dit zijn bewegingen die zijn ingesteld om binnen een bepaald gebied in de werkruimte te werken. Motion control kan worden aangepast afhankelijk van de taak.
Naleving: Dit is de maat voor de totale afstand of de hoek die een robotgewricht zal overbruggen als er een kracht op wordt uitgeoefend.
Rijden: Dit verwijst naar de kracht die de motor levert om bewegingen in een robotarm te creëren. Het is meestal op een geavanceerde manier opgezet, waarbij gebruik wordt gemaakt van tandwielen om een harmonieus systeem te creëren waarbij de ene beweging de volgende triggert.
Soorten robotarmen
In het algemeen zijn er ongeveer vier soorten robotarmen die veel worden gebruikt in industrieën die robots gebruiken in de productie . Ze omvatten het volgende.
Gantry-robotarm
Bron:Pinterest
De assen van deze robotarm vallen samen met een cartesiaanse coördinator en worden gebruikt als een pick and place robot , robot voor het aanbrengen van kit, machinehandling en MIG-lasrobot . De portaalrobotarm wordt meestal geleverd met drie prismatische verbindingen.
Cylindrische robotarm
Bij dit type robotarm vormen de assen een cilindrisch coördinatenstelsel. De cilindrische robotarm wordt meestal gebruikt voor robotmontage taken zoals het hanteren van gereedschapsmachines, lassen en het bedienen van gegoten machines.
Knikkende robotarm
Een gelede robotarm heeft minimaal 3 roterende gewrichten. Het wordt voornamelijk gebruikt in assemblagefabrieken in fettingmachines. Het wordt ook gebruikt als een booglasrobot , voor spuiten en spuitgieten.
Sferische robotarmen
Niet te verwarren met cilindrische robotarmen, sferische robotarmen zijn van het type met assen die het poolcoördinatenstelsel vormen. Het wordt gebruikt als puntlasrobots, materiaalbehandelingsrobots , machine handling robots, spuitgieten, in fetting machines en gaslassen.
Voornaamste toepassingen van robotarmen in productie
Bron:Pinterest
Robotarmen hebben verschillende functies in de productie, waaronder de volgende.
Robotic Vision
Robotic vision verwijst naar het bewustzijn dat een industriële robot heeft tijdens het werken. Het moet kunnen uitkiezen wat het moet uitkiezen en voorkomen dat het tegen andere objecten in de buurt botst. Robotic vision is een technologie die dit allemaal mogelijk maakt door gebruik te maken van zeer geavanceerde sensoren die afstanden en snelheden van bewegende objecten kunnen beoordelen om de bewegingen van de robotarm op de juiste manier opnieuw te kalibreren.
Bij afwezigheid van robotvisie is een robotarm niets meer dan een stijf stuk machine dat zich in een vooraf bepaald pad beweegt.
Geautomatiseerde lasprocessen
Punt- en booglassen zijn de belangrijkste processen in de auto- en luchtvaartindustrie. Zo worden auto's en andere bewegende machines op hun plaats gehouden. Robotische lassystemen alleen al is goed voor meer dan 50% van alle rollen waarvoor robotarmen zijn ontworpen in de productiesector. Het werk brengt veel warmte met zich mee, wat misschien niet veilig is voor menselijke werknemers, vandaar de reden waarom robotarmen de voorkeur hebben voor deze rol.
Montage
Assemblage-industrieën zoals lucht- en ruimtevaart, auto's en elektronica brengen veel dingen samen. Meestal zijn de onderdelen in kwestie meestal te zwaar, en wanneer op menselijke arbeid wordt vertrouwd, zullen er zeker fouten optreden.
Assemblagelijnrobots zijn ontworpen om het gewicht aan te kunnen terwijl ze dingen samenvoegen met zeer kleine foutenmarges. Robotische assemblagesystemen vragen om snelheid en nauwkeurigheid, vooral wanneer het gaat om zaken die alles te maken hebben met het welzijn van de mensen, zoals auto's en medische apparatuur.
Automatische schilderrobot
Menselijke handen kunnen niet de gladde en uniforme texturen produceren die een robotarm kan bereiken bij schilderen. Een likje verf op een auto, bijvoorbeeld, doet meer dan alleen een esthetische aantrekkingskracht; het beschermt de auto ook tegen de zon en andere elementen die kunnen leiden tot roesten van mechanische onderdelen. De schilderklus moet dus klaar zijn, en dat is waar een schilderrobot komt in het spel.
Machineonderhoud en onderdeeloverdracht
Als je rekening houdt met de tijd die mensen nodig hebben om grondstoffen uit te laden voor verwerking voordat ze dat allemaal in de lopende band laden, is er veel tijd verspild tegen de tijd dat het eindproduct aan de andere kant tevoorschijn komt. Een machine die robot verzorgt zal het hele proces veel sneller en nauwkeuriger afhandelen. Om het productieproces naadloos te laten verlopen, moet alles op het juiste moment op de juiste plaats zijn.
Materiaalverwerking
Automatisering kiezen en plaatsen maakt deel uit van de fabricage. De betrokken materialen kunnen zwaar zijn en een fysiek gevaar vormen voor mensen. Het repetitieve karakter van de taak en de snelheid die nodig is om de taak uit te voeren, maken industriële robots perfect voor deze taak. Het is niet ongebruikelijk dat robotarmen gemakkelijk lasten van meer dan een ton in de fabriek verplaatsen. Dit is iets waar veel mensen voor nodig zijn om het voor elkaar te krijgen.
Waarom robotarmen de voorkeur hebben in de productie
Het gebruik van robotarmen is door de jaren heen toegenomen, en dit is geen toeval. Hoeveel mensen daardoor ook hun baan kwijtraken, de voordelen die fabrikanten behalen door hun fabrieken te automatiseren, wegen zwaarder dan de gevolgen die op hun pad kunnen komen in termen van rechtszaken en zo.
Hieronder volgen de belangrijkste redenen waarom robotarmen de voorkeur hebben in de productie.
Veiligheid
Bron:Pinterest
Er zijn minder ongevallen in het productiegebied dankzij een vermindering van menselijke arbeiders en de aanwezigheid van industriële robots met robotvisie. Gevallen van bedrijven die worden aangeklaagd en worden gedwongen een gewonde werknemer te betalen, hebben enorme hoeveelheden contant geld gekregen vanaf de dag dat de industriële revolutie de drijvende kracht van de moderne wereld werd.
De veiligheid in assemblagefabrieken zal naar verwachting verder verbeteren naarmate meer geavanceerde robotarmen in de toekomst een rol gaan spelen.
Snelheid
Het is moeilijk om aan de vraag naar producten te voldoen. Het verbruik over de hele wereld overtreft het aanbod, en dit heeft veel fabrikanten gedwongen nieuwe manieren te bedenken om de zaken te versnellen zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit. Een snelle robotarm is de beste oplossing voor dit probleem. Hun vermogen om de taak waarvoor ze zijn ontworpen veel sneller af te handelen, maakt ze zo'n waardevolle aanvulling op het personeelsbestand.
Dit is een van de vele kwaliteiten waarmee mensen niet kunnen concurreren.
Consistentie
Bron:Pinterest
Kwaliteitscontrole is een essentieel onderdeel van de productie. Grondstoffen kunnen van dag tot dag verschillen, maar een goede producent moet in staat zijn om de fluctuaties op te vangen en dingen te produceren die consistent hoog scoren op de kwaliteitsschaal. Robotarmen hebben er geen probleem mee om repetitieve dingen te doen, en dat is de belangrijkste reden waarom ze consistent kunnen presteren zonder merkbare variatie in de kwaliteit van de eindproducten.
Nauwkeurigheid
Waar robots betrokken zijn bij de productie, is er weinig tot geen ruimte voor fouten. De robotarmen zijn voorgeprogrammeerd om dezelfde taak steeds opnieuw uit te voeren met dezelfde procedures en dezelfde stappen te volgen. Dit niveau van nauwkeurigheid en focus is de reden achter de productie van producten die identiek zijn in gewicht, verpakking en kwaliteit. Iets wat consumenten erg waarderen.
Verhoogde productiviteit
Bron:Pinterest
Wanneer u veiligheid, snelheid, consistentie en nauwkeurigheid combineert, krijgt u een hogere productiviteit. Robotarmen kunnen, in tegenstelling tot menselijke werknemers die pauzes en slaap nodig hebben, dagenlang zonder toezicht werken zonder het tempo te onderbreken. Zij zijn in staat om binnen enkele uren een aantal dagen werk voor meerdere mensen in te zetten. Dit heeft veel fabrikanten de mogelijkheid gegeven om aan de eisen te voldoen.
Delicate rollen
Bron:Pinterest
Als het gaat om elektronica of de medische en farmaceutische industrie, kunnen fabrikanten het zich niet veroorloven om defecte producten te maken, omdat hun reputatie en het leven van mensen die bedoeld zijn om die producten te gebruiken, op het spel staan. Gevoelige onderdelen zoals sensoren in elektrische onderdelen of geminiaturiseerde medische instrumenten kunnen niet door mensenhanden worden gemaakt. Alleen zeer gespecialiseerde robotarmen kunnen de klus klaren.
Flexibiliteit
Bron:Pinterest
Het grootste voordeel dat fabrieken van robots benutten, is hun flexibiliteit. Hoe gespecialiseerd ze ook zijn, niets weerhoudt fabrikanten ervan om een robot te herprogrammeren en opnieuw te gebruiken voor een andere rol. Dit betekent dat er geen sprake is van redundantie, een robot kan voor alle rollen in een fabriek worden gebruikt voordat deze het einde van zijn levensduur bereikt, en dat kan jaren en jaren duren.
Ze werken samen
Bron:robots. com
In gebieden waar nog menselijke arbeid nodig is, zijn manieren gevonden om mensen naast robots te laten werken. De industriële robots die onder deze categorie vallen, worden collaboratieve robots . genoemd en het is gebleken dat ze het werktempo onder werknemers aanzienlijk verbeteren. Collaboratieve robots zijn de oplossing voor de groeiende angst onder de bevolking dat robots hier zijn om hun baan over te nemen. Mensen hebben nog steeds een rol te spelen in een geautomatiseerde wereld.
Fabrikanten hebben geen keus
Bron:Pixabay
Op dezelfde manier waarop de wereld anderhalve eeuw geleden niets anders had dan over te stappen van paarden naar auto's, hebben fabrikanten tegenwoordig geen andere keuze dan robotische automatiseringssystemen te omarmen. . Het is eigenlijk economische zelfmoord om de productie niet te automatiseren, omdat u uw concurrentie niet kunt bijbenen.
Top 5 fabrikanten van robotarmen
De race om de industriële roboticasector te domineren, wordt alleen maar warmer. Dit heeft niet alleen hun productie opgedreven, maar de dingen die deze robotarmen kunnen doen, worden elke dag uitgebreid. Enkele van de fabrikanten van robotarmen in het hart van deze groei zijn de volgende.
EVS
EVS is een fabrikant van industriële robots in China dat gespecialiseerd is in de creatie van een breed scala aan industriële robots die over de hele wereld in verschillende sectoren worden gebruikt. Hun industriële robotarmen kunnen een laadvermogen van 3 kg tot 800 kg aan, en ze bevatten 6-assige robots zoals SCARA, delta, explosieveilige robots en tal van andere typen.
Hun typische robotarmen worden gebruikt als een palletiserende robotarm , voor lassen, ponsen, snijden, palletiseren, picken en plaatsen, machineonderhoud en handling.
FANUC Corporation
Bron:fanuc. co.jp
FANUC behoort tot de reuzen van robotica ter wereld. Het bedrijf maakt sinds 1956 automatiseringsoplossingen in Japan en was een van de eerste robotfabrikanten die het SERVO-mechanisme met succes heeft ontworpen. Een deel van hun assemblagelijn omvat SCARA-robot , delta-, adel- en collaboratieve robots. FANUC-robots worden hoog gewaardeerd in de productiesector en staan vooral bekend om hun gele buitenkant.
ABB
Bron:globaal. abb
Op het moment dat dit werd opgetekend, heeft ABB meer dan 400.000 robotinstallaties over de hele wereld in productie-industrieën voltooid. Het bedrijf heeft een van de meest uitgebreide catalogi van robots en heeft daarnaast een speciale afdeling die maatwerk afhandelt. Als merk bestaat ABB al meer dan een eeuw en dankzij dat hebben ze hun productie kunnen beperken tot enkele van de meest geavanceerde fabrieksrobotarmen je ooit zult tegenkomen.
EPSON-robots
Bron:epson. com
EPSON wordt meestal geassocieerd met elektronica en is vooral wereldberoemd om zijn printers. Het merk houdt zich echter ook bezig met zeer geavanceerde industriële robots en doet dat al geruime tijd. De robottak van EPSON is ontstaan doordat Seiko robots nodig had voor zijn horlogefabrieken, en in plaats van dat uit te besteden, besloot Seiko intern te investeren en was EPSON-robotica geboren.
Voordelige SCARA-robots van EPSON behoren tot de beste in de branche. Ze maken ook gelede en cartesische robots.
KUKA
Bron:kuka. com
Met het hoofdkantoor in Augsburg is KUKA een van de grootste fabrikanten in Europa, met een omzet van in totaal meer dan 3,2 miljard euro. Het bedrijf heeft meer dan 14.000 mensen in dienst in zijn vele vestigingen verspreid over verschillende delen van de planeet. KUKA-robots zijn enkele van de veelgebruikte robotica in de automobielindustrie , de grootste industrie in Duitsland.
Gevaren voor industriële robots:hoe mensen veilig te houden
Hoezeer het aantal ongevallen ook drastisch is verminderd door het gebruik van geavanceerde robots in de productie, het gevaar is er nog steeds. Robots zijn geen mensen en er is nog een lange weg te gaan voordat ze als volledig autonoom worden beschouwd.
Om de goede werkomstandigheden verder te verbeteren, zijn de volgende manieren waarop industriële robotgevaren kunnen worden geminimaliseerd.
Zelflerende robots gebruiken
Zelflerende robots zijn het type dat zichzelf blijft verbeteren in plaats van vast te houden aan de voorgeprogrammeerde code die ze uitvoert. Ze zijn in staat om de omgeving te observeren en zich organisch aan te passen aan nieuw werk en nieuwe situaties. Deze bewaking van hun omgeving maakt ze veiliger om in de buurt van andere robots en mensen te zijn, omdat ze veiligheid voorop stellen.
De ontwikkeling van dit type robot is op dit moment duur, maar met de tijd zullen ze de standaard bedieningsopties in de productiesector kunnen zijn.
Regular Inspections
Regular inspection of robotic arms and other parts is essential as that is the only way any damage that may cause damage and accidents can be caught early. Industrial robots do not possess self-diagnosability yet. Therefore they depend on people for maintenance; otherwise, they would continue working until they break down. A faulty robotic arm carries the risk of not only compromising the work, but it places anyone working near it in danger of getting physically hurt.
Updating Software
Checking for repairs and replacing damaged parts should be cued up with software upgrades. When people talk about robotic advancement, they are talking more about software upgrades. When you improve the program running the robot, then you improve everything else. A smooth-running program carries less risk of corruption or breaking down, which may make a robot go rogue and hurt other people.
Safety Education
Having people and robots work together is not hard, but safety education is important. Human workers have to be trained properly to ensure their own safety is not compromised in the course of their work. Unlike robots, humans do get tired, and this may affect their concentration. That is why many factories have very strict guidelines posted on walls as a constant reminder to people to be alert at all times.
Designing Workstations for Robots
The most effective way to ensure safety is through designing special workstations for the robots, separate away from where human workers are. This will not only cut off any contact between the two sides, but it will give the robot the space it needs to handle its work without having to keep avoiding collisions.
Prevent Unauthorized Access
Industrial robots are sophisticated machines that have a lot of moving parts and expensive technology at play. For this reason, they should only be handled by qualified technicians. Allowing just about anybody to start tinkering around with robots may reconfigure the way they operate, and this is not safe for the working environment. Anyone not involved in the direct installation and maintenance of the robots should never be allowed near them.
Emerging Issues in the use of Robotic Arms in Manufacturing
Automating manufacturing has its own challenges that have been slowing down the full integration of robots into the workplace. Some of the challenges include the following.
The Cost
Source:epson.com
It has been mentioned several times that automating helps cut down the cost of manufacturing, but that is a long-term assessment. The initial cost of automating manufacturing can render a company bankrupt even before operations begin. Industrial robots do not come cheap, the cost of a single welding robot for sale is about $40,000, that is before you add the cost of maintaining them. This way too high for most companies.
Skill Gaps
Source:Pixabay
The lack of robotic experts in the field is impacting automated manufacturing negatively. Despite the use of robots in factories being old, the shortage of technicians and programmers has never been addressed sufficiently, and as more plants are turning to robots, eventually, they find themselves stuck with very few people qualified enough to handle and maintain the machines. This can lead to some factories temporarily ceasing production.
It Takes Time To Set them Up
Source:Pixabay
Getting the robots into position for working is one thing; getting them running to optimum levels is another mountain. Unlike other machines, industrial robots have to be calibrated and adjusted to the task they have been designed for. This may take months of tweaking and changes, not to mention the industrial robotics training needed for the workers to be able to interact with it. This could end being a huge loss in the long run.
Sabotage
Cases of disgruntled workers unplugging robots midway are very common. With robots taking over most of the work, people feel like they are about to lose their only sources of livelihood. This had led to many companies losing a lot of money in repairs brought about by deliberate sabotage.
Conclusie
The use of robotic arms in manufacturing is expected to continue growing around the world. The silver lining on the horizon is that, as robot manufacturers join the industry, the cost of these robots will come down enough for even the smallest factories to afford them. Sometime in the future, it will be easier to come across a low-cost robot arm online or even in a public market.
If starting a robotic arm company is something you have always considered exploring, then you will be well served by talking to the industrial robot experts. Feel free to get in touch with us, and we will address all the questions you may have about industrial robots that we have.
Also Read:
Robot Work Envelope:What Is It? How is it Used?
Read More »
Gantry Robot Applications
Read More »
Different Degrees of Freedom in Robotics Arms:A Full Explanation
Read More »Industriële robot
- Robotica en de toekomst van productie en werk
- Collaboratieve robots en hun impact op productie
- Mogelijkheden en voordelen van robotinspectietechnologieën en -systemen
- Hoe het IIoT en industriële robotica evolueren
- Wat is Connected Manufacturing en wat zijn de voordelen?
- Verschillende vrijheidsgraden in robotarmen:een volledige uitleg
- Robotica in de lucht- en ruimtevaartindustrie
- Automatisering en robotica:wat zijn hun verschillen?
- Industriële robotarmen:een sleutel tot productiviteit
- Smart Manufacturing:wat het is en en de voordelen ervan
- De industriële robotarm - een productieboom