מהם היישומים והמרכיבים החשובים של רובוטים תעשייתיים?
איזה תפקיד הוא ממלא בתעשייה המודרנית?
אילו הוראות יישום אחרות יהיו בעתיד?
בגיליון זה של מדע וטכנולוגיה Weekly, כתבים ראיינו חברות רובוטים תעשייתיים רלוונטיים ובסיסי פופולריזציה מדעיים, והציגו את העקרונות המדעיים ויישומים מתקדמים של רובוטים תעשייתיים לכולם.
מר לין, ראש בסיס הפופולריות המדעית של יישום הרובוט התעשייתי, ומר לואו, מהנדס, אמר לעיתונאים כי רובוטים תעשייתיים נמצאים כיום בשימוש נרחב בתעשיות כמו מכוניות, ריהוט, חומרי בניין ומכשירים חשמליים, העוסקים בטיפול, לייזר, ריתוך, ליטוש, ריסוס, חותמת, שיתוף פעולה ועבודה אחרת. בבסיס הפופולריזציה המדעית תוכלו לראות תחנות עבודה של יישומי רובוט תעשייתי המציגות תרחישי יישומים אופייניים של רובוטים תעשייתיים, כולל מודולי יישומים חזותיים, מודולי יישום מסלול, מודולי יישום משטחים, מודולי יישום הרכבה וכו '.
מודול יישום חזותי
מיקום ידיים וזיהוי יעד בסצינות מורכבות
בדומה לאופן שבו בני האדם מסתמכים בעיקר על עיניהם כדי לתפוס את הסביבה החיצונית, החזון יספק גם תפיסה ותמיכה החלטות ברובוטים, ובכך יעזור לרובוטים תעשייתיים להשלים משימות שונות.
מערכת הראייה אוספת תחילה נתונים חזותיים של סביבת העבודה של הרובוט, ואז מבצעת כיול של מערכת הראייה, ובמיוחד את כיול הקואורדינטות התלת -ממדי של מערכת הראייה במניפולטור ובבסיסו של הרובוט, כדי לסייע לרובוט בהשלמת משימות. עם איטרציה רציפה ושדרוג אלגוריתמי AI בימינו, חזון יכול לעזור לרובוטים להשיג פונקציות כמו גילוי אנומליה, זיהוי יעד, זיהוי צבע, זיהוי תכונות גיאומטריות וכו '.
בימינו, חזון יכול לסייע לרובוטים תעשייתיים בהשגת משימות מרובות. משמש לגילוי פגמים כמו שריטות, סדקים ושקעים על פני השטח של יצירות עבודה, כמו גם מדידת הממדים ועיוות של רכיבים; לדוגמה, הוא משמש לזיהוי ומיון של חומר העבודה, עוזר לרובוטים להכיר בסוגים שונים של יעדים, ובמקביל להכיר יעדים מרובים בסצינות מורכבות להקצאת משימות ותכנון נתיבים; קבע את הקואורדינטות המרחביות התלת מימדיות ואת התנוחה של אובייקט היעד דרך מערכת הראייה, והנחה את הרובוט לביצוע פעולות הרכבה לדיוק גבוה.
מודול יישום מסלול
תכנון מדויק של נתיבים לשליטה על דפוסי תנועה
כדי לעזור באמת בעבודה, רובוטים תעשייתיים לא רק זקוקים לזוג "עיניים חדות", אלא גם "גפיים" שיכולות לפעול במדויק.
מודול יישומי מסלול הרובוט התעשייתי הוא מרכיב חשוב ליישום תכנון ובקרה של נתיבי תנועה של רובוט, והוא ממלא תפקיד מפתח בייצור אוטומציה תעשייתית. על ידי הסתמכות על תכנות מסלול רובוט תעשייתי ורכיבי מפתח כמו מפחיתים דיוק ומנועי סרוו בגוף הרובוט, הרובוט יכול לקבוע את מסלול התנועה של הזרוע הרובוטית מנקודת ההתחלה לנקודת הקצה, כולל צורות שונות כמו קווים ישרים, עקומות וקשתות. בנוסף, הוא יכול גם לבצע בקרת מהירות ותאוצה, לתכנן את שינויים המהירות וההאצה של הרובוט בדרך ולהבטיח את החלקות ויציבות התנועה.
מר לואו הציג כי למודול יישומי מסלול הרובוט התעשייתי יש תרחישי יישום חשובים רבים, ויישום טיפוסי הוא ציפוי דבק רובוט במפעלי רכב. על ידי הסתמכות על הזרוע הרובוטית ותכנות מסלול של רובוטים תעשייתיים, הרובוטים יכולים לתקן את יישום הדבק לזכוכית חלון המכונית, ולהשיג את האחידות של רוחב דבק ומסלול גובה, ובכך לשפר מאוד את קצב התשואה של התקנת זכוכית חלון רכב. בפעולות רובוט כמו ריתוך וריסוס, יישומי מסלול ממלאים גם הם תפקיד מכריע. "לא רק בענף הרכב, אלא גם בשדות מכשירים ביתיים רבים, כמו הטלוויזיה שאנו צופים בחיי היומיום שלנו, יש להשתמש ברובוטים כדי להדביק ולהתקין את קצוות המסך
ערימת מודול יישומים
לוכד, לערום ולערום בקלות, משחרר כוח אדם
טיפול חומרי מדויק הוא "עבודה" מרכזית של רובוטים תעשייתיים, המכונה גם משטחים. ערימה מתייחסת לתהליך של ערמת פריטים מסודרת על משטחים, משטחים ומובילים אחרים בתעשייה. בימינו, משטחי הרובוט התעשייתיים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות לוגיסטיות, כימיות, מזון ומשקאות.
לרוב, לרובוטים משטחים יש דיוק גבוה, יכולת עומס גבוהה וגמישות, ויכולים להסתגל לחומרים בעלי צורות ומשקולות שונות. רובוטים אלה משיגים פעולות אוטומטיות באמצעות תכנות מחשבים וטכנולוגיית חיישנים, תופסים במדויק חומרים ומציבים אותם בעמדות ייעודיות. סוג זה של רובוט צריך להיות מצויד גם עם גורמי אפקט קצה חזקים, כגון אחיזות, כוסות יניקה ואקום וכו ', לתפיסה והצבת חומרים. על ידי החלפת אפקטי הקצה או התאמת התוכנית, הרובוט המשטחי יכול להסתגל לחומרים בעלי צורות ומשקולות שונות.
בדרך כלל, לאחר שהחומר מגיע למיקום האחיזה של הרובוט דרך מערכת ההעברה, הרובוט יכול להשיג את מידע המיקום של החומר באמצעות ראייה או חיישנים אחרים. לאחר מכן, הרובוט משתמש באפקטי קצה כדי לתפוס חומרים ולהניח אותם על משטחים. משטחים מסוימים יכולים גם להרים ולהוריד אוטומטית במהלך תהליך המשטחים כדי לענות על צרכי המשטחים של גבהים שונים. לאחר השלמת המשטחים, המשטחים יועברו לתהליך הבא.
בתרחישים של מפעל בחיים האמיתיים, רובוטים תעשייתיים משטחים יכולים לשתף פעולה עם AGVs (כלי רכב מודרכים אוטומטיים) להשלמת הטיפול בחומרים, ובכך לקדם את הפעולה הבלתי מאוישת של מפעלים. תרחישי היישום של משטחי הרובוט יכולים לכלול אחסנה לוגיסטית, שיפור יעילות ניהול המחסנים; ערימה בסביבות מסוכנות להגנה על בריאות העובדים; זה יכול לשמש גם בתעשיית המזון והמשקאות לצורך קופסאות אריזה משטחות, פריטים בבקבוקים וכו 'לקיחת מוצרי טיפוח לעור כדוגמה, רובוטים משטחים יכולים לסייע בהעמסה ופריקה של מוצרים על קו הייצור. לאחר ארוז המוצרים המוגמרים על פס הייצור, יש למיין חומרים מרובים ולהוריד מהמסוע, ואז לחכות לחבורה הבאה של החומרים שיגיעו ותבצע שוב. כאשר המשטחים מגיעים לכמות שצוינה, ניתן להשלים עבודה זו ", הסביר מר לוו.
מודול יישום הרכבה
הרכבה מדויקת גבוהה של חלקים ממטוסים לטלפונים ניידים
בימינו, רובוטים הומנואידים החלו להיכנס לשוק ו"הברגים ". למעשה, ההרכבה הייתה תמיד אחד "העסקים העיקריים" המסורתיים של רובוטים תעשייתיים.
מכלול הרובוט התעשייתי משמש בעיקר להשגת דיוק גבוה ויעילות גבוהה הרכבה אוטומטית של רכיבים בענפי ייצור שונים. זה ממלא תפקיד חשוב בשיפור יעילות הייצור, הפחתת עלויות העבודה ושיפור איכות המוצר, והוא חלק חיוני מהייצור המודרני.
מודולי הרכבה כוללים לעתים קרובות טבלאות הרכבה, מנגנוני מיקום, מנגנוני הידוק, מנגנוני חסימת חומרים וכו 'עם שיתוף פעולה של זרועות רובוטיות, רכיבים אלה יכולים להבטיח כי חומרים ממוקמים ומוצבים במדויק במהלך תהליך ההרכבה. בכמה משימות הרכבה מורכבות, רובוטים תעשייתיים מרובים צריכים לעבוד יחד כדי להשלים את ההרכבה של רכיבים גדולים. הרכבה לרובוט תעשייתי משמשת בדרך כלל בשילוב עם PLC (בקר לוגיקה הניתן לתכנות) כדי להשיג בקרת אוטומציה.
מודול ההרכבה של רובוטים תעשייתיים יכול להיות גדול או קטן, וניתן להשתמש בו לייצור מוצרים גדולים כמו ייצור רכב וחלל; קטנים יכולים לשמש לייצור וייצור מוצרים אלקטרוניים כמו טלפונים ניידים. ניתן להגדיר את הזרוע הרובוטית של הרובוט עם קצוות שונים בהתאם לדרישות, ובכך להשיג פונקציות הרכבה שונות.
מר לואו הציג, "תהליך ההרכבה מחייב לעתים קרובות רובוטים תעשייתיים מרובים לעבוד יחד במספר מודולים. לדוגמה, בעת התקנת מסך טלפון נייד, בשלב המוקדם, הרובוט התעשייתי צריך להחזיק חומרים לניקוי ובדיקה. לאחר אישור שהם עומדים בדרישות באמצעות בדיקה חזותית, ניתן להרכיב את הטלפון הנייד
מר לואו אמר לכתבים כי רובוטים כבר אינם בלעדיים למפעלים סטנדרטיים בעלי ערך טכנולוגי גבוה כמו טלפונים ניידים ומכוניות. הוא ועמיתיו עזרו פעם למפעל סחר סחר בחוץ לשפר את יעילות הייצור. "בעת התקנת MOP
לפתח מודול משותף משולב
לממש לוקליזציה של רכיבי ליבה פונקציונליים
האדם הרלוונטי האחראי שהציג בפני הכתב כי בחודש מרץ השנה, החברה פיתחה בהצלחה "מודול משותף משולב" המכיל סדרה של רכיבים פונקציונליים ליבה כמו "דיוק ברמה העולמית ומפחית הרמוני של אורך החיים, ו"התפקוד בעל תפקודים בעלי תפקוד עצמאי", ושבירת המונופול של טכנולוגיית חוץ, ללינה משותפת "באמצעות חותם של ריקוד עצמאי" יישום בקנה מידה גדול של רובוטים בשדות מרובים.
מבוא לחברה: המודול המשותף המשולב משלב רכיבים שונים כמו מנועים (מכשירי נהיגה), מצמצמים (התקני העברה), מקודדים (מכשירי חישה), כונני סרוו ותוכנת בקרה (מכשירי בקרה), שילוב שלוש פונקציות ליבה: תפוקת חשמל, העברת דיוק ושליטה חכמה.
הארכיטקטורה הטכנית שלה מחולקת לשלוש שכבות, כלומר שכבת הכוח: באמצעות מפחיתים הרמוניים שפותחו באופן עצמאי ומערכות סרוו ברשות גבוהה, הגברת מומנט ותגובה דינאמית מושגת; שכבת חישה: שילוב שישה חיישני כוח ציר וקודדים מוחלטים כפולים, ומספק משוב בזמן אמת על נתוני מומנט, מיקום ויחס; שכבת בקרה: בהתבסס על טכנולוגיית בקרת התנועה של קבוצת Infranor, שיתוף פעולה רב ציר ומחשוב קצה. המאמץ השיתופי של הארכיטקטורה בת שלוש שכבות יכול לבנות לולאה סגורה של "ביצוע החלטת תפיסה" כדי לסייע לרובוטים בהשלמת פעולות מורכבות במדויק.
ניתן לראות במודול המשותף המשולב של הרובוטים כ"מרכז הליבה "של רובוטים, וממלא תפקיד מפתח בעלות החומרה וביצועי התנועה של רובוטים. הוא מותקן בצורה חכמה במפרקי הרובוט, שיכולים להמיר את התנועה הסיבובית של המנוע לתנועת מנגנון ההצמדה הנהיגה, ולספק כוח רציף ויציב להפעלה זריזה של הרובוט.
רובוטים תעשייתיים הם הבחירה המובילה עבור מהגרי עבודה
עבודה מסוכנת אלטרנטיבית: טחינת ברזים תחת אבק
בנוסף למזעור עלויות העבודה במידה הגדולה ביותר האפשרית, רובוטים תעשייתיים יכולים גם לעזור לבני אדם להימלט מסביבות עבודה מסוכנות.
מר לואו אמר לעיתונאים כי בימינו, ליטוש חלקי מתכת כמו ברזים הסתמכו בעיקרון על רובוטים תעשייתיים. "בעבר, ליטוש ברזים יפיק אבק רב, מה שיגרום נזק רב לגוף האדם. כעת, להשתמש ברובוטים במקום עבודת כפיים לצורך ליטוש מהיר וסטנדרטי יש סטיית דיוק של פחות מאלף. שיעור התשואה גבוה אפילו יותר מזה של אדונים מנוסים
עבודה חוזרת ונשנה: אימות שוב ושוב של יציבות כספומט
מר לואו מאמין שמשמעות חשובה נוספת של רובוטים תעשייתיים היא לעזור לבני אדם להשתחרר מעבודה מייגעת וחוזרת על עצמה.
דוגמה מעניינת היא ששיתפנו פעולה עם יצרני מכונות כספומט כדי להשתמש ברובוטים כדי לשפר את תוצאות בדיקות העייפות של מכונות כספומט. "לואו זיג'יאן אמר לכתבים שכדי לאמת את היציבות של מכונות כספומט, בעבר, עבודת כפיים נדרשה להכניס ברציפות כרטיסים, לחצני קלט ולבצע סדרה של פעולות אימות כמו חיסכון וכספי כסף לפני שעזב את המפעל. יש להשאיר את המבצעים הללו, על פי המבצעים האלה, על פי הסכמה, כדי להשאיר את הניתוח הזה. עמיתים עיצבו תוכנית לרובוט תעשייתי המדמה פעולות אנושיות כמו הכנסת, משיכה, הפקדה וניתוק כרטיסים באמצעות זרוע רובוטית, ובסופו של דבר מאפשרים לרובוט העובד להשלים את עבודתו של מפקח איכות אנושי.
מדענים בחזית ההבנה
רובוטים הומנואידים ורובוטים תעשייתיים
התאמה מושלמת
ד"ר וו מצוות טכנולוגיית הרובוטיקה במכון לייצור אינטליגנטי אמר לכתבים כי בתרחישים של היישום התעשייתי של ימינו, יש עדיין כמה משימות שרובוטים תעשייתיים אינם יכולים לעשות וניתן להשלים אותם רק באופן ידני. לדוגמה, בתרחישים שבהם אובייקטים או אובייקטים גמישים מועדים לעיוות, כמו ההרכבה הסופית של מכשירי משק בית, רובוטים תעשייתיים משמשים פחות משום שהם דורשים רמות גבוהות של מיומנות, דיוק תפיסה חזותית, והסתגלות מודל אלגוריתם, ולא ניתן לדגם אותם באמצעות מצב יחיד.
עבור תרחישים אלה, רובוטים תעשייתיים יצטרכו לשלב טוב יותר את התפיסה, התכנון, השליטה והביצוע באמצעות טכנולוגיות חדשות ומודלים גדולים בעתיד. באופן זה, כאשר הרובוט פועל על אובייקטים רכים המועדים לעיוות, הוא יכול לייצר פעולות תואמות על סמך העיוות הנצפה של האובייקט, ולפתור פעולות שטכנולוגיית הרובוט המסורתית אינה יכולה להשתמש בהן.
במפעלים מסוימים, רובוטים הומנואידים כבר נכנסו למפעל לעבוד לצד רובוטים תעשייתיים - כיצד ניתן לשני סוגים של רובוטים אלה "עמיתים" הרמוניים? וו הונגמין אמר, "הכוונה המקורית לייצר רובוטים הומנואידים היא לאפשר להם לבצע משימות מורכבות יותר כמו בני אדם. אם רובוטים הומנואידים משמשים רק כדי לבצע משימה קבועה אחת, אנו עשויים להשתמש בזרוע יחידה או ברובוט תעשייתי בזרוע כפולה, שהוא חסכוני יותר ויעיל יותר
ד"ר וו הצהיר כי מרבית הרובוטים התעשייתיים קבועים בחלק מסוים של המפעל ואחראים רק לאחד מהתהליכים שלהם, בעוד שרובוטים הומנואידים נכנסים למפעל כדי לעבוד על מנת להשלים רובוטים תעשייתיים. בעתיד, הרובוטים התעשייתיים ימשיכו לבצע תהליכים הדורשים דיוק והוחשבות גבוהה; רובוטים הומנואידים יתמודדו בעיקר עם קווי ייצור הדורשים ייצור גמיש בגלל שינויים משמעותיים בסצנה.
מפרקי רובוט
שובר מונופולים זרים
כדי להשיג יישומי מודולים שונים של רובוטים תעשייתיים, המפתח הוא לשפר ברציפות את רמת רכיבי המפתח של הרובוט. מרכיבי הליבה הקריטיים ביותר ברובוטים תעשייתיים הם מנועי סרוו, מפחיתים דיוק וכו '. בכל מפרק של הרובוט ישנם מנועי סרוו ומפחיתים מדויקים כדי לעזור לרובוט להשיג פעולה חלקה ויציבה של כל פעולה.
מנוע סרוו:
אחת מפונקציות הליבה היא להשיג בקרת עמדות דיוק גבוה. באמצעות מכשירי משוב כמו מקודדים או שנאי סיבוב, המנוע יכול לעקוב אחר מיקומו בזמן אמת ולספק משוב נתונים למערכת הבקרה. מערכת הבקרה מתאימה את תנועת המנוע על בסיס הסטייה בין מיקום היעד למצב בפועל, ובכך משיגה בקרת מיקום מדויקת.
מפחית דיוק:
מסוגל להשיג בקרת תנועה מורכבת של רובוטים, לתמוך ברובוטים להשלמת משימות כמו הצמדת ציר רב ומעקב אחר מסלול. על ידי שליטה מדויקת בתנועה של כל מפרק, רובוטים יכולים להשיג פעולות מורכבות כמו ריתוך, ריסוס, הרכבה וכו '.
האחראי שהציג בפני הכתב כי רכיבי הליבה של החברה כמו מצמצמים הרמוניים, מקודדים ושישה חיישני כוח ציר השיגו 1 0 0% מחקר ופיתוח עצמאיים. בהשוואה לפתרונות מיובאים, העלות צנחה ב -50%, מה שהפך את המודולים המשותפים של הרובוט של סין באופן עצמאי לטכנולוגיית הליבה ובעל כוח הליבה להתחרות עם ענקים בינלאומיים. במקביל, מודול המפרק המשולב משתמש במנועי מומנט ללא ביצועים בעלי ביצועים גבוהים עם יכולת עומס יתר של פי 3.5, פעולה חלקה, תנודות זרם קטנות ובקרת כוח מדויקת ובטוחה יותר. מצויד במקדמים מוחלטים כפולים בעלי דיוק גבוה, דיוק התפוקה הוא גבוה, ודיוק המיקום החוזר ונשנה הוא גבוה עד 0.003 מעלות, ועומד בדרישות המחמירות של ייצור מתקדמת לביצועי הרובוט. המודול מאמצת תכנון חלול גדול, אשר לא רק עומד בדרישות החיווט המרכזי, אלא גם הופך את מבנה המפרק לקומפקטי יותר והנפח קטן יותר, ומפחית למעשה את משקל המודול המשותף לרובוט, מבטיח את יחס הנושא של הרובוט, ומאפשר לו להתאים לתרחישים עבודה מגוונים יותר ודרישות המשימה. המודול משתמש גם בפיטורים הרמוניים בעלי דיוק גבוה, חיים ארוכים, קשיחות גבוהה ומפחיתים עם רעש נמוך, ומצויד בחיישנים בעלי דיוק גבוה כדי לפקח על מצב החימום של המודול בזמן אמת, ומבטיח פעולה יציבה לטווח הארוך.