Jak roboty manipulacyjne zmieniają świat przemysłu

Roboty przemysłowe lub też inaczej roboty manipulacyjne stanowią jedną z najbardziej znaczących obiektów w przemyśle, przynoszą zaawansowane technologie i automatyzację do wielu dziedzin produkcji. Otoczenie przemysłowe, które znamy dzisiaj, przeszło rewolucję dzięki zaawansowanym technologiom i automatyzacji. W centrum tej transformacji znajdują się roboty przemysłowe, które stały się nieodłączną częścią automatyki przemysłowej na całym świecie. Roboty zapoczątkowały nową erę w przemyśle, przynosząc ze sobą nie tylko wzrost efektywności, ale także rewolucyjne zmiany w samym procesie produkcji. Historia robotów przemysłowych sięga lat 60. XX wieku, kiedy to pojawiły się pierwsze próby zautomatyzowania procesów produkcyjnych. Jednak to dopiero w ostatnich kilku dekadach roboty przemysłowe przeszły spektakularny rozwój, zarówno pod względem technologicznym, jak i zastosowań przemysłowych. Współczesne roboty są znacznie bardziej zaawansowane, bardziej precyzyjne i bardziej wszechstronne niż kiedykolwiek wcześniej. Przyszłość produkcji charakteryzuje się wysokim poziomem personalizacji, dlatego też warto zgłębić ich zrozumienie działania robotów produkcyjnych, oraz w jaki to sposób zmieniają one krajobraz przemysłu i wpływają na życie linii produkcyjnej.

Roboty Manipulacyjne: Klasyfikacja i rodzaje

Roboty przemysłowe można sklasyfikować biorąc pod uwagę różne kryteria. Klasyfikacja pomaga zrozumieć różne typy robotów i ich zastosowania w różnych dziedzinach przemysłu, dlatego warto przyglądnąć się poniższym parametrom przed wyborem odpowiedniej maszyny manipulacyjnej.

1. Budowa jednostki kinematycznej

• Monolityczne roboty mają stałą strukturę kinematyczną, którą można uzupełnić o chwytaki lub akcesoria dopuszczone przez producenta.
• Modułowe roboty pozwalają na całkowitą rekonfigurację, dodawanie, usuwanie lub wymianę modułów w zależności od potrzeb produkcji.
• Pseudo modułowe roboty posiadają jednolitą strukturę kinematyczną, ale umożliwiają wymianę niektórych elementów.

2. Struktura kinematyczna

• Roboty kartezjańskie mają prostokątny układ współrzędnych i przestrzeń ruchu prostopadłościenną, używane głównie do transportu i montażu.
• Roboty cylindryczne posiadają cylindryczną przestrzeń ruchową z dwiema osiami przesuwnymi i jedną obrotową.
• Roboty SCARA wykorzystują trzy osie, przy czym dwie o ruchu obrotowym równoległym względem siebie, jedną postępową. Pozwalają na precyzyjny montaż lub pakowanie.
• Roboty sferyczne posiadają różne osie ruchu umożliwiające skomplikowane operacje.
• Roboty przegubowe (antropomorficzne) są najbardziej popularne i przypominają budową górną kończynę człowieka, używane w wielu zastosowaniach przemysłowych.

3. Rodzaj napędu

• Pneumatyczne wykorzystują sprężone powietrze.
• Hydrauliczne korzystają z płynu hydraulicznego.
• Elektryczne poruszają się za pomocą silników elektrycznych.

4. Zasady działania

W zależności od środowiska pracy, roboty przemysłowe są wyposażone w pokrowce ochronne, które izolują je od działania czynników środowiska. Pokrowce te chronią roboty przed:

• Ekstremalnymi temperaturami.
• Gorącymi cząstkami stałymi.
• Substancjami chemicznymi.
• Pyłami i drobnymi cząstkami stałymi.
• Wilgocią i odpryskami cieczy.

Roboty przemysłowe: implementacja i wdrażanie

Przed implementacją robota przemysłowego na hale produkcyjną należy przejść przez mały proces mikro planowania, który wymaga kolaboracji różnych dziedzin, w tym inżynierii, automatyki, bezpieczeństwa pracy i co najważniejsze zarządzania. Aby robot, którego poszukujemy znalazł się we właściwym miejscu to staranne jest planowanie, oraz zapewnienie bezpieczeństwa z efektywną integracją z istniejącym środowiskiem produkcyjnym.

Dodanie robota przemysłowego na halę produkcyjną to kompleksowy proces. Na początku trzeba precyzyjnie określić, dlaczego należy wprowadzić robota na swoją halę produkcyjną, oraz do której taśmy produkcyjnej może zostać przydzielony. Pierwszorzędnie należy określić konkretne cele, takie jak zwiększenie wydajności, poprawa precyzji, obniżenie kosztów pracy lub zautomatyzowanie określonych zadań. Konieczne jest wzięcie pod uwagę rodzaju zadań, które robot będzie wykonywać podczas pracy. Jego zdolność do przenoszenia ładunków, szybkość działania, zakres ruchu oraz ewentualne wymagania związane z bezpieczeństwem będą kluczowe do opłacalności inwestycji.

Kolejnym krokiem jest dokładne zaplanowanie, gdzie na hali produkcyjnej robot będzie pracować. Upewnij się, że ma odpowiednio dużo miejsca do manewrowania i wykonywania zadań. Często konieczne jest dostosowanie układu przemysłowego i struktury hali pod potrzeby danego robota. Jeżeli pojawią się z tym problemy, należy zwrócić się do odpowiedniej firmy w celu ustalenia relokacji całej hali produkcyjnej. Robot musi skutecznie wykonywać swoją pracę, dlatego należy pamiętać o integracji systemu sterowania robota z istniejącym systemem na hali produkcyjnej. To niezbędny element zapewniający płynność pracy całego systemu produkcyjnego.

Bezpieczeństwo jest niezwykle ważne przy wdrażaniu robota przemysłowego. Konieczne może być zainstalowanie specjalnych systemów bezpieczeństwa, takich jak barierki ochronne, czujniki ruchu czy ostrzegawcze oznakowanie, aby zapewnić ochronę pracowników.

Robot pełniący służbę na wyspecjalizowanej hali produkcyjnej, dostosowując go do konkretnych zadań, musi posiadać swój predefiniowany software pod panującą płynność produkcyjną. Aby jego integralność była stała i nie powodowała licznych przestojów, należy ówcześnie przetestować go w kontrolowanych warunkach, aby upewnić się, że działa zgodnie z oczekiwaniami funkcjonalnymi i jest zgodny z panującymi zasadami BHP.

Przeszkolenie pracowników, którzy będą współpracować z robotem, zapewniając im niezbędne informacje na temat obsługi, bezpieczeństwa i interakcji z maszyną to najważniejszy czynnik zaraz po implementacji robota na hali, dzięki temu zabiegowi skuteczność produkcyjna wzrośnie diametralnie.

Następnym punktem, i też ostatnim na etapie pozakupwoym jest regularnie monitorowanie działań robota po jego wdrożeniu oraz biegłej konserwacji, aby zapewnić jego długą niezawodność. Warto rozważyć także optymalizację pracy robota oraz ewentualne skalowanie rozwiązań dodając kolejne roboty lub rozszerzając ich zakres zadań.

Nie można zapomnieć  o prowadzeniu dokładnej dokumentacji związaną z robotem, rejestrując wszelkie awarie, naprawy i zmiany w programach. To istotne dla utrzymania efektywności i bezpieczeństwa w długim okresie użytkowania.

Roboty przemysłowe w przemyśle spożywczym

W ostatnich latach szczególnie widoczny jest wzrost zainteresowania robotami przemysłowymi na rynku przemysłu spożywczego. W tej branży roboty odgrywają istotną rolę, przede wszystkim w aplikacjach typu „pick and place”. Te operacje obejmują kompleksowe zadania, takie jak pobieranie, sortowanie, pakowanie, paletyzacja i depaletyzacja produktów.

Jednym z głównych wyzwań, jakie stawia przemysł spożywczy przed robotami przemysłowymi, jest potrzeba zbierania pojedynczych produktów z przenośników. Produkty te często są małe, niesystematycznie ułożone i różnią się od siebie w wielu aspektach. Dla przykładu, rozważmy proces zbierania i sortowania różnych smaków landrynek do zgrzewanych opakowań typu. W tego typu zastosowaniach roboty pełnią rolę w zapewnieniu efektywności i dokładności procesu produkcyjnego.

W kontekście przemysłu spożywczego często wykorzystywane są roboty typu Delta lub SCARA. Charakteryzują się one zdolnością do podnoszenia ładunków o masie do 4 kg i mogą wykonywać od 90 aż do 100 cykli na minutę. To sprawia, że są idealne do zadań związanych z pobieraniem i układaniem produktów na przenośniki, palety lub tacki.

Zastosowanie robotów przemysłowych w przemyśle spożywczym poprawia wydajność produkcji poprzez eliminację monotonnych i powtarzalnych zadań, które wcześniej wykonywane były ręcznie przez pracowników. Po drugie, roboty oferują doskonałą precyzję i powtarzalność, co przekłada się na jakość i jednolitość produktów. Automatyzacja procesów za pomocą robotów może prowadzić do znacznego obniżenia kosztów pracy i ograniczenia ryzyka błędów ludzkich.

Jednak warto zaznaczyć, że roboty przeznaczone do pracy w przemyśle spożywczym muszą spełniać konkretne wymagania i standardy sanitarno-higieniczne. Dlatego często wymagane są specjalne rozwiązania konstrukcyjne, które umożliwiają łatwe czyszczenie i utrzymanie czystości robotów oraz zapewniają zgodność z przepisami dotyczącymi bezpieczeństwa żywności.

Wniosek jest jasny – roboty przemysłowe stanowią nieocenioną wartość dodaną dla przemysłu spożywczego. Ich wszechstronność, precyzja i zdolność do zautomatyzowanych operacji pozwalają na zwiększenie wydajności produkcji i podniesienie standardów jakości, co przekłada się na konkurencyjność na rynku spożywczym. Jednocześnie ważne jest, aby dostosować roboty do specyficznych potrzeb i wymagań tej branży, aby zagwarantować bezpieczeństwo i jakość produktów spożywczych. Warto pamiętać, aby roboty posiadały niezbędne przy przemyśle spożywczym certyfikaty.

W miarę dalszego postępu technologicznego możemy spodziewać się jeszcze bardziej zaawansowanych i wszechstronnych robotów przemysłowych. Te innowacyjne maszyny nie tylko zmienią oblicze produkcji, ale także otworzą nowe możliwości i poziomy efektywności. Ochrona tych zaawansowanych urządzeń za pomocą odpowiednich pokrowców będzie nadal istotnym aspektem zapewniającym ich niezawodność w przyszłości. Roboty przemysłowe to kluczowy element przemysłu 4.0, który napędza automatyzację i optymalizację procesów produkcyjnych. Ich rola w przemyśle jest nie do przecenienia, a przyszłe innowacje w tej dziedzinie obiecują jeszcze większy wpływ na kształtowanie przyszłości produkcji. Warto również podkreślić, że rozwijające się technologie, takie jak sztuczna inteligencja czy uczenie maszynowe, będą integrowane z robotami przemysłowymi, co przyczyni się do jeszcze większej ich wszechstronności i zdolności adaptacji do zmieniających się potrzeb produkcji.

Zobacz także:

1. Automatyzacja produkcji
2. Automatyka przemysłowa
3. Linie produkcyjne
4. Projektowanie instalacji elektrycznych – maszyny
5. Kim jest integrator automatyki przemysłowej?
6. Zastosowanie robotów przemysłowych w różnych branżach i gałęziach przemysłu
7. Projektowanie i budowa maszyn przemysłowych
8. Linie produkcyjne i technologiczne
9. Certyfikacja maszyn CE
10. Analiza ryzyka, jego ocena oraz redukcja
11. Relokacja maszyn i urządzeń
12. SCADA: Bezpieczny nadzór procesu produkcyjnego
13. Czym jest OEE? Korzyści z jego monitorowania
14. Dyrektywa Maszynowa – obowiązki producenta, odpowiedzialność pracodawcy
15. Zabezpieczenia nadprądowe
16. Robot spawalniczy