Vzhledem k vysoké poptávce a rychlému vyrábění všemožných produktů usnadňují průmyslové roboty lidskou práci tím, že zastávají úkoly, které se bez asistence člověka obejdou. Jsou efektivní a výroba je s nimi rychlejší, jen je třeba vybrat správný typ podle toho, na jaké účely je budete využívat. Některé dokonce dokáží s člověkem spolupracovat, jiné stačí jen ovládat. Pojďme se společně podívat na to, jaké parametry je třeba při nákupu zvážit.
Typy
Každý z průmyslových robotů má konkrétní vlastnosti, které se hodí pro danou práci či úkol. Některé jsou levnější, některé dražší, celkově je ale třeba vybírat na základě toho, co potřebujete. Ve většině případů fungují sami o sobě, jedna jediná výjimka využívá spolupráci člověka. Pojďme se na tyto základní typy podívat blíže.
Kloubové roboty
Také označované jako „šestiosé” nebo ,,sedmiosé” roboty, jsou velmi flexibilní. Díky otočným kloubům disponují podobným rozsahem pohybu jako u lidské paže. Zvládnou osy X, Y, Z a dokáží se naklánět i vybočovat. Jednoduše se programují, jejich součástí je ovladač, kde lze nastavit pohybové sekvence a aktivace.
Dosah může být i více než tři metry, a tak je jejich využití vhodné pro nezanedbatelné množství průmyslových odvětví a aplikací, zahrnujících výrobu nebo přesun materiálů a hotových výrobků. Kvůli těmto výhodám je ale jejich pořizovací cena vyšší.
Kartézské roboty
Kartézské neboli lineární roboty jsou velmi přizpůsobivé (mohou být v případě potřeby namontovány různými způsoby), dobře se instalují i udržují. Jsou cenově dostupné, přesné, mohou převzít velké užitečné zatížení, mají široké využití a lze je naprogramovat pomocí online režimu.
Na druhou stranu, zabírají hodně místa, nedají se využívat při práci s vodou, pro rotaci kolem více než jedné osy je nutné přidat ovladač pohybu. Používají se ovšem při manipulaci pro procesy lisování plastů, těsnění, 3D tisk nebo třeba paletizační úkoly.
Roboty SCARA
Tento typ průmyslového robota se hodí pro lehké aplikace, jsou velmi rychlé vzhledem k flexibilitě, kterou poskytují díky otočným kloubům.
Jejich přesnost je vysoká, proto se používají na manipulaci s malými součástmi, paletizaci, pájení, laserové gravírování s pomocí vhodného koncového efektoru a další. Rameno robota se dokáže pohybovat zleva doprava i tam a zpět, ne však v ose Z, tudíž se může otáčet pouze na ose theta. Mohou však fungovat pouze tehdy, kdy jsou umístěny na rovném povrchu nebo jsou k němu připevněny, nutné je používat s vyhrazeným ovladačem.
Delta roboty
Známé také jako „paralelní roboty” jsou velmi rychlé, zvládnou vychystat až 300 kusů za minutu. Paralelní ramena mají jak prizmatické, tak otočné klouby, což u ostatních modelů nebývá zvykem. Jejich součástí jsou také kamery, které umožňují spojení se speciálním softwarem, abyste viděli jejich perspektivou.
Často se používají v potravinářském průmyslu, farmaceutickém průmyslu a v průmyslu spotřební elektroniky. Zvládnou pracovat na velkém pracovním prostoru, bývají umisťovány nad pracovní zónu, aby jim byla umožněna lepší a přesnější manipulace. Kvůli všem svým výhodám jsou drahé a vysokorychlostní opakované pohyby mají za následek opotřebení dílů a užitečné zatížení musí být velmi malé.
Kolaborativní roboty
Objevují se též pod názvem „koboty”, jsou speciálními typy robotů navržené k bezpečné a efektivní spolupráci s lidmi v pracovním prostředí. Mohou být vybaveny různými senzory a technologiemi, které jim umožňují detekovat přítomnost lidí a reagovat na ně, například snímači dotyku, senzory pohybu, kamerami a laserovými senzory, aby nedošlo k poranění.
Svým vzhledem připomínají kloubové roboty, jejich nosnost se pohybuje od 4 do 35 kg, mohou disponovat až sedmi osami. Mají širokou škálu aplikací v průmyslu, včetně montáže, balení, manipulace s materiály, testování a inspekce.
Polární roboty
Jejich pohybový systém je uspořádán podle souřadnic polárního plánu. Namísto toho, aby se pohybovali v přímých liniích (jako v případě kartézských robotů), pohybují se ve směru vzdálenosti a úhlu od určeného počátečního bodu. To znamená, že jejich pohyby jsou definovány pomocí souřadnic polohy a úhlu. Paže přístroje se může dostat pod nebo nad překážky, rozsah pokrytí je 360 stupňů a ideální pracovní prostor je velký. Dbejte ale na dohled a kontrolu, mívají horší přesnost a kvůli typu pohybu se nehodí pro opakující se úkoly. Využívají se pro odlévání, svařování, vstřikování či manipulaci s výrobky ze skla.
Válcové roboty
Zvládnou vertikální a horizontální pohyby, rameno je schopno prodloužení a sklopení zpět do polohy, tudíž je možné s nimi pracovat v omezeném prostoru. Rotace je však možná pouze podél svislé osy. Hodí se pro velké užitečné zatížení, využívají se v rámci slévárenských a kovářských pracích, aplikace nátěru, odlévání, nakládacích a vykládacích strojích. Mezi jejich nevýhody patří omezený rotační pohyb, nízká přesnost, omezená univerzálnost.
Účel použití
Průmyslový robot se využívá v průmyslovém odvětví, ať už automobilovém, potravinářském, elektronickém, metalurgickém, plastikářském nebo ve zdravotnictví. Mezi hlavní aplikace patří:
- Montáž a stavba
- Paletizace
- Manipulace
- Balení
- Obrábění
- Slévání a kování
- Svařování a řezání všech materiálů
- Specifické úkoly, například hygienické roboty pro čisté prostory nebo speciální slévárenské modely.
Osa
Rameno průmyslového robota se může pohybovat pouze určitým směrem, osami – X, Y a Z, které představují tam/vpřed, vlevo/vpravo a nahoru/dolů. Čím větší počet os, tím větší flexibilita.
Stupeň svobody
Označuje počet nezávislých pohybů, které robot může vykonávat. Každý stupeň svobody představuje jednu osu, kolem níž nebo podél níž se může část robotu pohybovat. Stupně svobody jsou klíčové pro určení flexibility a schopností robotu vykonávat různé úkoly.
Kromě os zahrnuje také rotaci, stáčení a sklon. Tento parametr se označuje jako DOF (Degrees of Freedom), čím vyšší číslo je danému modelu přiřazeno, tím větší flexibilita a schopnost provádět složitější úkoly.
Pracovní prostor
Označuje oblast, ve které robot může efektivně operovat a vykonávat své úkoly. Tvar a velikost pracovního prostoru závisí na konstrukci robotu, počtu jeho os, typu kloubů a délce ramen.
Některé typy zabírají více, jiné méně prostoru. Pochopení pracovního prostoru robotu je klíčové pro efektivní plánování a integraci do výrobního procesu. Volba správného typu robotu a optimalizace jeho pracovního prostoru může výrazně zvýšit efektivitu a produktivitu výrobních operací.
Koncový efektor
Připomíná ruku stroje, která interaguje s prostředím a vykonává konkrétní úkoly. Typů koncových efektorů je hned několik, patří mezi ně například mechanická chapadla, vakuové přísavky, magnetické uchopovače nebo speciální nástroje. Opět záleží na tom, pro jaké účely mají roboty sloužit.
Klouby
Slouží k připevnění ramene ke konstrukci a usnadňuje jeho pohyb. Opět máme několik druhů, a to:
- Paralelní klouby – umístěny vedle sebe, obvykle preferovány pro lineární pohyby.
- Prizmatické spoje – také známé jako posuvníky, zajišťují lineární posuvný pohyb mezi dvěma částmi robota.
- Otočné klouby – ideální, když je zamýšlena flexibilita, jako je vícerozměrná rotace.
- Rotační klouby – jakýkoliv stupeň rotace by vyžadoval jeden nebo více těchto spojů, ve srovnání s revolučním kloubem omezenější v dosahu.
Motory
Aby se mohla robotická paže pohybovat, potřebují pohon, který jim přináší právě motory. Jejich správný výběr a integrace jsou klíčové pro zajištění efektivního a spolehlivého provozu robotických systémů. Používají se stejnosměrné, krokové, střídavé, servomotory nebo lineární motory.
Programování
Abyste mohli zadávat robotu práci, je třeba ho naprogramovat pomocí softwaru. Nastavovat na něm budete rychlost, opakovatelnost a délku zdvihu pohybů paží. Každý model se v systému programování liší, má vlastní druh a úroveň programování, některé roboty jsou předprogramované, jiné si můžete přizpůsobit. Existují také rozhraní fyzického ovladače, která se používají k zadávání pokynů robotům.
Bezpečnost
Průmyslové roboty slouží lidem jako pomocníci, jelikož vykonávají těžké úkoly, při kterých může dojít k úrazům, například tlakové lití, svařování nebo zvedání těžkých břemen. Aby byla spolupráce bezpečná, měli by být pracovníci pravidelně školeni. Dále by měli být obezřetní, pokud se nachází poblíž stroje, kdyby některá z funkcí selhala a například byla shozena zátěž.
Součásti
Průmyslové roboty se skládají z několika klíčových součástí, které společně umožňují jejich efektivní a přesnou práci. Řadíme sem:
Mechanické části
- Rameno robota (manipulátor): Hlavní část robota, která se pohybuje a provádí úkoly. Skládá se z několika článků a kloubů, které umožňují různé pohybové osy.
- Pohonné jednotky: Motory a aktuátory, které pohánějí jednotlivé klouby a články robota. Mohou být elektrické, hydraulické nebo pneumatické.
- Základna: Stabilní podstava, která drží celý robot a poskytuje mu pevnost se stabilitou.
Elektronické části
- Řídící jednotka (Controller): Centrální mozek robota, který zpracovává vstupy ze senzorů, řídí pohyby a operace robota. Obsahuje mikroprocesory, paměť a komunikační moduly.
- Servo ovladače (Servo Drives): Elektronická zařízení, která řídí pohyb servomotorů na základě příkazů z řídicí jednotky. Převádějí signály z řídící jednotky na elektrické impulzy potřebné pro ovládání motorů.
- Pozicionální senzory: Zahrnují enkodéry a potenciometry, které měří polohu a úhel rotace kloubů a částí robota.
- Enkodéry: Poskytují zpětnou vazbu o pozici a rychlosti jednotlivých kloubů robota.
- Potenciometry: Měří úhly rotace a mohou být použity pro základní polohování.
Počítačové části
- Programovací jazyk: umožňuje ovládání robota propojením s uživatelem a jeho okolím.
- Kalkulačka: převádí kódovaná data motoru na kartézské hodnoty.
Funkce
Hlavní funkcí průmyslových robotů je nahradit lidskou práci tam, kde nahradit jde. Jedná se například o automatizaci výrobních procesů. Mohou provádět opakující se úkoly s vysokou přesností a rychlostí, což zvyšuje efektivitu a produktivitu výrobního procesu. Jsou schopné manipulovat s těžkými nebo nebezpečnými materiály, což snižuje riziko úrazů a zvyšuje bezpečnost pracoviště. Využívají se při montáži a výrobě, sváření a spojování, balení, provádění inspekce i čištění a údržbě.
Značka
Mezi oblíbené výrobce průmyslových robotů patří KUKA, FANUC, Yaskawa, ABB nebo Kawasaki Robotics, Hyundai Robotics, Universal Robots.
Cena
Pořizovací cena se odvíjí od konkrétního modelu, nicméně začíná na cca 100 000 Kč a dosahuje až 1 000 000 Kč. Rozhodně se nejedná o nic levného.
Údržba
Pravidelná a pečlivá údržba je klíčová pro optimalizaci výkonu, spolehlivost a bezpečnost průmyslových robotů. Díky ní lze minimalizovat výpadky a prodloužit životnost zařízení, což může přinést významné úspory a zvýšení efektivity vaší výroby. Zde jsou obvyklé údržbové postupy:
- Pravidelná kontrola: Pravidelně provádějte vizuální a fyzickou kontrolu robotů, abyste odhalili případné poškození nebo opotřebení. Zkontrolujte pohyblivé části, spoje, kabely a senzory.
- Čištění: Udržujte roboty čisté od prachu, špíny a jiných nečistot, které by mohly ovlivnit jejich výkon nebo provoz. Čistěte prach z pohonů, senzorů a dalších klíčových částí.
- Mazání a promazávání: Dbejte na to, aby byly pohyblivé části robotů dobře promazány a mazány, aby se minimalizovalo tření a opotřebení. Dodržujte doporučení výrobce ohledně typu a frekvence mazání.
- Kalibrace: Pravidelně provádějte kalibraci senzorů a pohybových systémů robotů, abyste zajistili přesný a spolehlivý provoz.
- Zálohování a aktualizace softwaru: Zálohujte a pravidelně aktualizujte software robotů, abyste zajistili jejich bezpečnost a kompatibilitu s novými technologiemi a funkcemi.
- Kontrola bezpečnostních systémů: Pravidelně testujte a udržujte bezpečnostní systémy robotů, jako jsou nouzové zastavení, ochranné bariéry a senzory, aby se minimalizovalo riziko úrazu.
- Školení personálu: Poskytněte svému personálu pravidelné školení ohledně bezpečného provozu a údržby průmyslových robotů. Ujistěte se, že vaši pracovníci jsou schopni identifikovat potenciální problémy a provádět základní údržbu.
- Pravidelná servisní údržba: Udržujte pravidelný servisní plán s autorizovaným servisním poskytovatelem, který provádí důkladné prohlídky a údržbu vašich robotů podle doporučení výrobce.
Otázky a odpovědi
K čemu se dají průmyslové roboty využít?
Průmyslové roboty jsou využívané v široké škále průmyslových odvětví, například k montáži součástek do výrobků s vysokou přesností a opakovatelností, pro sváření kovových konstrukcí a součástek.
K balení výrobků do krabic, paletizaci, manipulaci s těžkými nebo nebezpečnými materiály, a také k přesouvání materiálů z místa na místo v průmyslových provozech. V automobilovém průmyslu a v jiných odvětvích, kde je potřeba aplikovat malbu nebo jiné povrchové úpravy, se často využívají roboty, aby zajistili rovnoměrné a přesné pokrytí.
Jaký je rozdíl mezi průmyslovými roboty a kolaborativními roboty (coboty)?
Průmyslové roboty obvykle pracují ve vyhrazených, oddělených oblastech a jsou navrženy pro rychlé a opakovatelné úkoly v průmyslových prostředích. Coboty jsou navrženy pro bezpečnou spolupráci s lidmi. Mají pokročilé senzory a bezpečnostní funkce, které umožňují pracovat vedle lidských pracovníků bez potřeby ochranných bariér.
Jaké jsou plány s průmyslovými roboty do budoucna?
Budoucnost průmyslových robotů zahrnuje další pokroky v oblasti umělé inteligence, strojového učení a autonomních systémů, což povede k ještě větší flexibilitě, efektivitě a schopnostem robotických systémů. Vzroste také spolupráce mezi lidmi a roboty, což umožní širší nasazení v různých odvětvích a aplikacích.
Závěr
Dnešní moderní doba nabízí různé vychytávky, které nám usnadňují životy, a průmyslové roboty jsou jednou z nich. Využívají je velké firmy, ať už v medicínském, potravinářském nebo strojním průmyslu. Druhů je mnoho, proto je třeba vědět, na co se zaměřit. Díky našemu článku už víte, jaké parametry jsou důležité. Při používání myslete na bezpečnost a nezapomeňte pracovníky školit.
Zdroj: wwww.factoryautomation.cz
Jak se vám líbí tento článek? Pomohl vám?
