Robot industriali e vantaggi della loro implementazione nella produzione, l'importanza della robotica

Il mondo sta diventando sempre più digitale e progressista. Ciò può essere giudicato, ad esempio, dal fatto che il numero di robot installati nell'industria in tutto il mondo è più che triplicato negli ultimi dieci anni.

La robotica è un nuovo strumento per la meccanizzazione complessa e l'automazione della produzione, tecnologia delle ultime generazioni, che offre la massima efficienza.

Robotica è una nuova direzione scientifica e tecnica complessa, compreso lo sviluppo, la creazione e l'uso manipolatori, robot e complessi tecnologici robotici, nonché i relativi aspetti organizzativi, socio-economici e psicologici che richiedono un nuovo approccio scientifico. Lavorando con successo in vari campi, dimostra gradualmente i suoi vantaggi.

Automazione robotica per produttività, flessibilità e sicurezza

L'idea di sostituire il lavoro umano con le macchine è nota fin dall'antichità.Il robot industriale è un altro passo nello sviluppo dell'automazione flessibile per ottimizzare la produzione, con la capacità non solo di ripetere continuamente le stesse operazioni con precisione garantita, ma anche con la possibilità di una semplice riprogrammazione in caso di modifica del programma di produzione dell'utente .

Il concetto parte da semplici postazioni di lavoro, dove il robot è dotato di un posizionatore per posizionare i corpi e posizionare le parti in due o più stazioni, fino all'intera linea di produzione robotica, dove la funzione dei corpi, compreso il carico e lo scarico delle parti, è controllata da robot.

Importanti aiutanti nel mondo dell'automazione moderna oggi sono sistemi di assistenza ampiamente utilizzati come sistemi di imaging o telecamere che consentono ai robot di rimuovere e manipolare parti di grandi dimensioni.

Tuttavia, l'affidabilità dei robot, il loro software, le elevate prestazioni e la facilità d'uso sono prerequisiti essenziali per il corretto funzionamento di questi dispositivi e sistemi.

Il livello e i metodi di automazione della produzione dipendono in modo significativo dal tipo e dalla scala, e se nella produzione di massa e su larga scala l'uso di linee automatiche è più giustificato, allora nella produzione di serie medie e piccole e singole automazione complessa reso possibile con l'avvento di computer, macchine CNC e robot industriali.

Sulla base apparecchiature tecnologiche a controllo digitale e assemblare robot industriali, linee multiprodotto, sezioni, officine chiamate produzione automatizzata flessibile.

Il principio fondamentale per la costruzione di impianti di produzione così flessibili è la modularità.L'automazione della produzione agile si è evoluta da semplice a complessa, originariamente progettata e implementata moduli di produzione flessibili (PMM), sono costruiti sulla loro base complessi produttivi flessibili (HPC) e infine produzione automatizzata flessibile (HAP).

I robot di nuova generazione sono più facili da installare e programmare e allo stesso tempo più facili da comunicare tra loro

Il loro ulteriore sviluppo è la creazione di una produzione automatica quasi abbandonata, in cui la produzione automatizzata flessibile è integrata dalla produzione progettata al computer di prodotti fabbricati (CAD) e dalla preparazione tecnologica della loro produzione, pianificazione e controllo della spedizione (ACS).

L'unità strutturale principale di moduli di produzione flessibili di qualsiasi complessità sono complessi di tecnologia robotica (RTC), che può essere formato sulla base di un robot industriale che fornisce la manutenzione individuale o di gruppo di apparecchiature collegate o un ciclo completo di lavorazione del prodotto (ad esempio saldatura), o sulla base di diversi robot industriali che eseguono operazioni interconnesse.

La versatilità della maggior parte dei robot industriali consente il loro ampio utilizzo come parte di complessi tecnologici robotici per vari tipi di produzione.

I progressi nella tecnologia robotica stanno guidando l'uso crescente dei robot

L'adozione intensiva della robotica industriale ora e in futuro è dovuta a una serie di motivi.

Prima di tutto, la creazione e l'introduzione diffusa di robot e manipolatori industriali, che consentono di intensificare vari processi e operazioni tecnologiche, per escludere l'uso di manodopera manuale poco qualificata e monotona, soprattutto in condizioni difficili, pericolose e dannose per le persone .

Nei prossimi anni, l'industria dovrebbe garantire un aumento significativo della produzione attraverso l'introduzione di nuovi tipi di attrezzature e tecnologie avanzate. Sebbene la quota di lavoro manuale nell'industria sia diminuita, oggi nel mondo ci sono ancora un milione di persone impegnate nel lavoro manuale.

Numerosi studi sulle condizioni di lavoro mostrano che circa il 30% dei lavoratori risente negativamente del rumore, il 30% deve lavorare secondo un regime strettamente regolamentato, il 25% è esposto all'umidità, al caldo o al freddo, il 20% lavora in posizioni fisicamente scomode o sotto condizioni di fumo e fumi. Il 20% è costretto a grandi sforzi fisici e il 15% lavora di notte.

Questi fattori di stress agiscono spesso in combinazione; pertanto, circa il 40% dei lavoratori è influenzato contemporaneamente da due e circa il 25% da tre o più fattori. Di conseguenza, l'introduzione della robotica fornisce una significativa riduzione della percentuale di lavoro manuale, pesante, dannoso e noioso. (fattore sociale).

I robot industriali possono eseguire compiti che in precedenza potevano essere eseguiti solo da esseri umani

Inoltre, la natura della produzione è cambiata: circa l'80% dei prodotti viene prodotto in piccoli lotti. Pertanto, l'automazione della produzione diventa una delle leve essenziali per aumentare la produttività del lavoro nella produzione su piccola scala. (fattore economico).

La robotica consente di risolvere i problemi del lavoro a due e tre turni, aumentare il fattore di carico dell'attrezzatura e il ritmo del suo lavoro, migliorare la qualità dei prodotti e ridurne i costi, principalmente nella produzione su piccola scala.

Crea i prerequisiti per passare a un livello qualitativamente nuovo: la creazione di sistemi di produzione automatizzati flessibili che consentono una rapida riconfigurazione per eseguire operazioni con sequenze e natura delle azioni diverse e lavorare con il minimo coinvolgimento umano.

C'è un riavvicinamento ancora maggiore tra uomo e macchina: lavorano sempre più mano nella mano e senza recinzione protettiva.

Le principali caratteristiche tecniche dei robot industriali sono determinate dal campo di applicazione e dalle condizioni di produzione a cui sono destinati.

Descrizione e caratteristiche dei moderni robot industriali sono contenute negli articoli: Robot industriali nella produzione moderna E Classificazione dei robot industriali

Gli studi dimostrano che, se utilizzato in determinate operazioni, un robot industriale, a seconda del turno di lavoro, sostituisce 1-3 lavoratori, aumenta la produttività del lavoro del 60-80% e riduce i costi di preparazione della produzione del 45-50%.

Se utilizzati in gruppo, l'efficienza dei robot industriali aumenta notevolmente: la produttività aumenta da almeno 3 a 5 volte, e in alcuni casi da 8 a 10 volte, l'investimento di capitale e i costi di manutenzione sono relativamente ridotti, l'intensità e il ritmo della produzione vengono spostati , aumento della qualità del prodotto, il numero di scarti è ridotto.

L'industria automobilistica sta aprendo la strada: utilizza soluzioni di produzione intelligenti e robot industriali invece delle linee di assemblaggio che hanno dominato la produzione tradizionale per oltre 100 anni.

Tra le aree di riduzione del lavoro fisico manuale e pesante, oltre ai robot, un posto importante è assegnato anche ai dispositivi più semplici: manipolatoricome mezzo di complessa meccanizzazione della produzione.

Nella produzione, dove non è necessario proteggere una persona dall'ambiente e frequenti carichi e scarichi di attrezzature, si sono diffusi manipolatori controllati da comandi, caratterizzati dal fatto che l'operatore umano accende in sequenza separatamente gli azionamenti di ciascun collegamento.

Tali manipolatori robotici sono i più semplici nel design, relativamente economici e il loro utilizzo non porta a un cambiamento nel processo tecnologico, poiché si adattano facilmente alla tecnologia esistente. Versatilità, economicità ed elevata efficienza nelle operazioni di carico e scarico sono le loro qualità distintive.

I moderni manipolatori robotici offrono nuove opportunità nel mondo del lavoro

Molti tipi di lavoro, in particolare l'assemblaggio meccanico, la costruzione e la finitura, il sollevamento e il trasporto, lo stoccaggio e la riparazione possono essere meccanizzati nel prossimo futuro esclusivamente con l'ausilio di manipolatori.

Secondo i calcoli, soddisfare le esigenze industriali dei manipolatori robotici ridurrà il numero di lavoratori manuali in più di 30 professioni: fabbri del 4%, riparatori di 3, imballatori di 5, magazzinieri di 2,5, trasportatori di 3 e caricatori di 5 %

Come risultato dell'innovazione della rete, sempre più robot stanno comparendo nei settori manifatturieri che hanno scoperto solo di recente l'automazione. Esempi di questo sono l'industria alimentare, l'industria tessile, l'industria della lavorazione del legno e l'industria della plastica.

Fino a poco tempo fa, l'uso di tipi standard di robot industriali era accompagnato da una serie di misure di sicurezza e prevenzione degli infortuni. A questo proposito, una nuova tipologia di robot (robot collaborativi), a volte chiamati "cobot", è una soluzione del tutto rivoluzionaria.

La ricerca e lo sviluppo di robot collaborativi si è concentrata fin dall'inizio sulla sicurezza e allo stesso tempo sulla possibilità della sua integrazione in linee di lavoro con operatori umani.

Anche nell'ultimo decennio, i robot industriali erano sul recinto. Ma poi è apparso robot collaborativi… L'essenza del termine "cooperazione" significa che può lavorare insieme alle persone.

Come potrebbe essere e perché non è pericoloso? Il design del robot è tale da avere potenza e potenza limitate, inclusa una funzione che arresta immediatamente il robot quando viene rilevata una collisione, cosa che può essere eseguita in diversi modi. In molte applicazioni, questo robot può essere utilizzato senza protezione di sicurezza.

Oggi i produttori di robot possono offrire ai propri clienti un tipo di robot che soddisfa i requisiti più severi in termini di caratteristiche e allo stesso tempo presenta una serie di altri vantaggi che possono essere evidenziati:

• Funzionamento simultaneo con un operatore umano,
• risparmio di spazio,
• configurazione semplice,
• alte prestazioni,
• precisione,
• affidabilità.

I robot collaborativi sono ancora nuovi. Le possibilità della loro applicazione non sono state ancora completamente rivelate.Attualmente, i cobot sono ampiamente utilizzati nel settore dell'elettronica, ma le loro capacità sono state applicate con successo anche ad altri settori. Grazie alla loro flessibilità e facilità d'uso, troveranno il loro posto anche nel settore della logistica e dei servizi. La nostra ricerca mostra che queste aree non produttive rappresenteranno il 21,3% delle vendite di cobot entro il 2024. I nostri piccoli e amichevoli cobot hanno il potenziale per crescere in modo significativo rispetto ad altri tipi di robot!

— Jan Zhang, CEO di Interact Analysis

Se un lavoratore svolge un'attività ripetitiva per molte ore al giorno, è spesso relativamente facile sostituire un robot collaborativo in un periodo di tempo relativamente breve, grazie alla semplicità di programmazione e configurazione e senza tutte le misure di sicurezza richieste per i robot industriali tradizionali.

Per gli stessi motivi, il robot collaborativo è anche molto più conveniente (non solo il costo del robot è inferiore, ma anche il costo di installazione eliminando il tempo necessario per mantenere e configurare l'attrezzatura della cella robotica) e quindi è più facile da giustificare finanziariamente.

I migliori esempi di implementazione di successo di tali robot sono in impianti di produzione in cui sono presenti diverse stazioni che eseguono lo stesso tipo di processi, ad esempio processi tecnologici con più macchine CNC.

Allo stato attuale, la creazione e l'implementazione della robotica dovrebbero essere riconosciute come una delle aree prioritarie dello sviluppo industriale.

Più di mille aziende sono impegnate nello sviluppo e nella produzione di robot industriali. Tutte le grandi aziende stanno iniziando a investire nei robot industriali.Stanno nascendo nuove società specializzate in questi prodotti, nonché società intermediarie per l'introduzione di robot industriali.

In tutti i paesi sviluppati sono state istituite associazioni nazionali per la robotica industriale e in alcuni paesi il lavoro in questo campo è stato elevato al rango di programma statale.

In Russia è stata istituita l'Associazione nazionale dei partecipanti al mercato della robotica (NAURR), il cui scopo è sviluppare il mercato della robotica, espandere le relazioni internazionali e rendere popolare la robotica.