Nyt valmistusyritykset ovat siirtymässä älykkääseen valmistukseen, ja teollisuusrobottien käyttöönotto on useimpien ihmisten valinta. Teollisuusrobottien tyypillisiä käyttökohteita ovat hitsaus, maalaus, kokoonpano, keräys ja sijoitus (esim. pakkaus, lavaus ja SMT), tuotteiden tarkastus ja testaus; Kaikki työt suoritetaan tehokkaasti, kestävästi, nopeasti ja tarkasti. Teollisuusrobotiikkateknologia muuttuu nopeasti ja tekee hämmästyttäviä edistysaskeleita vuosien varrella tyypillisistä poiminta- ja paikkaroboteista erittäin tarkkoihin yhteistyöroboteihin.
Tehdaskerroksessa et näe robotteja juoksemassa tai hyppäämässä kuten Boston Dynamics -robotit. Mutta näet, että ne toimivat moitteettomasti ja vapauttavat työntekijät vaarallisista, tylsistä ja toistuvista tehtävistä.
Äskettäin Yhdysvaltain kansallinen standardi- ja teknologiainstituutti tunnisti neljä valmistavan teollisuuden kannalta tärkeintä robottityyppiä: nivelrobotit, SCARA-robotit, karteesiset robotit ja yhteistyörobotit.
Firist. Nivelletty robotti
Nivelrobotit ovat robotteja, joissa on nivelletty, kaksilenkkeinen asettelu, joka on samanlainen kuin ihmiskäsimme. Nivelrobotit voidaan luokitella sen mukaan, kuinka monta kiertopistettä niillä on, ja joissakin laitteissa on jopa seitsemän vapausastetta. Näiden yksiköiden mekaaninen monimutkaisuus tekee niistä suhteellisen kalliita ja hieman hitaampia kuin muut tyypit.
InteractAnalysisin mukaan nivelrobotit ovat edelleen ylivoimaisesti suurin robottityyppi. Nivelrobottien osuus maailmanlaajuisista toimituksista vuonna 2019 oli 59,6 prosenttia, ja niiden odotetaan muodostavan 57,5 prosenttia kokonaismarkkinoista vuoteen 2023 mennessä.
Nivelrobottien etuna on, että ne voivat kiertää esteitä, jotka estäisivät muun tyyppiset robotit. Nämä laitteet ovat ehkä yleisin käytössä nykyään. Niitä voidaan käyttää: take-and-place, annostelu, pakkaaminen, osat ja hitsaus jne.
Toinen. SCARA robotti
SCARA-robotit, vaakasuuntaiset moniniveliset robottikäsirobotit, ne voivat liikkua x- ja y-akselia pitkin, mutta käsivarret ovat jäykkiä Z-akselin suunnassa ja lukittuneet paikoilleen z-akselia pitkin. Tämän seurauksena SCARA-robotilla on selektiivinen yhteensopivuus, jolla on etuja joissakin kokoonpanotoiminnoissa, kuten pyöreän tapin työntäminen pyöreään reikään.
SCARA-robotti, valokuva: ADTECH
SCARAn vähemmän vapautta tarkoittaa vähemmän moottoreita, yksinkertaisempia ohjauslaskelmia ja ohjausalgoritmeja sekä vähemmän tietokoneen tehoa. Pohjan ja rakennettavan osan välillä on vähemmän akseleita, mikä tarkoittaa myös sitä, että kumulatiivinen virhe pienenee.
Tehdaslattiarobotiikassa tärkeä näkökohta on se, kuinka kaukana robotti voi työskennellä jalustasta verrattuna itse jalustan viemään maatilaan, ja SCARA on tässä suhteessa erittäin edullinen, koska se vie yleensä vähemmän tilaa tehdaslattialla.
Vaikka SCARA-kone on suhteellisen rajallinen, se on kaiken kaikkiaan nopeampi, halvempi, tarkempi ja helpompi ohjata robotti.
Kolmanneksi. Karteesiset robotit
Karteesinen robotti, joka tunnetaan myös nimellä karteesinen robotti, voi liikkua suoraan kolmea akselia pitkin (pituus, leveys ja korkeus). Tämän rakenteen luontaisen lujuuden ansiosta sitä voidaan käyttää raskaimmilla kuormilla.
Ero karteesisten robottien ja SCARA-robottien välillä on kyky liikkua z-akselilla. Näihin kahteen verrattuna SCARAn vastaus on nopeampi, laitteet ovat suhteellisen puhtaita, sen yhden istuimen asennusistuin vaatii pienen tilan, joten se voi olla yksinkertaisempi, esteetön asennustapa. Toisaalta SCARA olisi kalliimpi kuin perinteinen karteesinen robottikäsi, ja ohjausohjelmisto vaatisi käänteisen kinematiikkamekanismin lineaariselle liikkeelle. Lisäksi karteesisia robotteja voidaan käyttää materiaalien, kuten liimojen, poimimiseen, kokoamiseen ja jopa levittämiseen.
Neljäs. COBOT (yhteistyörobotti)
yhteistyörobotti (lyhennettynä cobot) on robotti, joka on suunniteltu olemaan läheisessä vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa yhteistyötilassa. Vuoteen 2010 asti useimmat teollisuusrobotit suunniteltiin toimimaan itsenäisesti tai rajoitetulla ohjauksella, joten niiden ei tarvitse huolehtia läheisestä vuorovaikutuksesta ihmisten kanssa, eikä niiden toimien tarvitse huolehtia ympärillään olevien ihmisten turvallisuudesta. ovat ominaisuuksia, jotka yhteistyörobottien on otettava huomioon.
Kuten International Federation of Robotics (IFR) on kuvannut, yhteistyössä toimivat teollisuusrobotit (COBOTS) on suunniteltu toimimaan yhteistyössä ihmisten kanssa teollisuuden tehtävissä. IFR:n mukaan tämä yhteistyö tapahtuu neljällä tasolla:
Erilliset yksiköt: Ihmiset ja robotit työskentelevät lähellä, mutta erillisissä fyysisissä työtiloissa. Ei ihmisen ja tietokoneen välistä vuorovaikutusta tai synkronointia.
Jaksottainen yhteistyö: Ihmisten ja robottien työtilojen välillä on risteyksiä. Yhden osallistujan toiminta alkaa kuitenkin vasta, kun toisen osallistujan toiminta on suoritettu.
Yhteistyö: Ihmiset ja työntekijät yhdessä.
Responsiivinen yhteistyö: Robotit reagoivat ihmisten toimintaan reaaliajassa.
Nämä tasot on esitetty alla. Vihreä alue edustaa robotin työtilaa ja keltainen alue edustaa työntekijän työtilaa.
Jaksottainen yhteistyö on edistynein nykypäivän tehtaissa yleisesti käytetty taso, ja se on toteutettava konenäön ja tekoälyn avulla. Lisäksi yhteistyörobottien tangentiaalisia haaroja ovat robotit, joita käytetään kirurgisissa sovelluksissa, kuten ensimmäisessä robottisilmäleikkauksessa vuonna 2016. Ehkä tunnetuin niistä on Intuitive Surgicalin daVinci-robottikirurginen järjestelmä, jota, vaikka se vaikutti sopivalta, ei määritelty kehittäjiensä kobootti. Kirurgi hallitsee robotin jokaista liikettä, mutta sellaisella tarkkuudella, ettei ihmisen käsi pääse lähellekään.
Robottiohjauksella kirurgit voivat leikata pienempiä viiltoja, mikä vähentää invasiivisia toimenpiteitä ja nopeuttaa potilaiden toipumista.
Selvästikin tämän tason tarkkuus ja hieno moottorin ohjaus löytyy lukemattomista sovelluksista teollisuusympäristöissä. Erittäin tarkat yhteistyörobotit ovat kuitenkin tällä hetkellä liian kalliita tavallisille tuotantolaitoksille, jotta niihin olisi toistaiseksi varaa.