Robots industriales y los beneficios de su implementación en la producción, la importancia de la robótica
El mundo se está volviendo cada vez más digital y progresivo. Esto se puede juzgar, por ejemplo, por el hecho de que la cantidad de robots instalados en la industria en todo el mundo se ha más que triplicado en los últimos diez años.
La robótica es una nueva herramienta para la mecanización compleja y la automatización de la producción, tecnología de última generación, dando la máxima eficiencia.
robótica es una nueva dirección científica y técnica compleja, que incluye el desarrollo, la creación y el uso manipuladores, robots y complejos tecnológicos robóticos, así como los aspectos organizacionales, socioeconómicos y psicológicos relacionados que requieren un nuevo enfoque científico. Trabajando con éxito en varios campos, demuestra gradualmente sus ventajas.
Automatización de robots para productividad, flexibilidad y seguridad
La idea de sustituir el trabajo humano por máquinas se conoce desde la antigüedad.El robot industrial es un paso más en el desarrollo de la automatización flexible para optimizar la producción, con la capacidad no solo de repetir continuamente las mismas operaciones con precisión garantizada, sino también con la posibilidad de una reprogramación simple en caso de un cambio en el programa de producción del usuario. .
El concepto comienza con estaciones de trabajo simples, donde el robot está equipado con un posicionador para colocar cuerpos y posicionar piezas en dos o más estaciones, hasta toda la línea de producción robótica, donde la función de los cuerpos, incluida la carga y descarga de piezas, está controlada por robots
Ayudantes importantes en el mundo de la automatización moderna actual son los sistemas de asistencia ampliamente utilizados, como los sistemas de imágenes o cámaras que permiten a los robots extraer y manipular piezas grandes.
Sin embargo, la confiabilidad de los robots, su software, alto rendimiento y facilidad de operación son requisitos previos esenciales para el correcto funcionamiento de estos dispositivos y sistemas.
El nivel y los métodos de automatización de la producción dependen significativamente de su tipo y escala, y si en la producción en masa y a gran escala el uso de líneas automáticas está más justificado, entonces en series medianas y lotes pequeños y producción individual. automatización compleja hecho posible con la llegada de las computadoras, las máquinas CNC y los robots industriales.
En la base equipamiento tecnológico con control digital y ensamblar robots industriales, líneas multiproducto, secciones, talleres llamados fabricación automatizada flexible.
El principio fundamental para construir instalaciones de producción tan flexibles es la modularidad.La automatización ágil de la fabricación ha evolucionado de lo simple a lo complejo: originalmente diseñado e implementado módulos de fabricación flexible (PMM), se construyen sobre su base complejos productivos flexibles (HPC) y finalmente fabricación automatizada flexible (HAP).
Los robots de nueva generación son más fáciles de instalar y programar y, al mismo tiempo, más fáciles de comunicar entre ellos.
Su mayor desarrollo es la creación de una producción automática casi abandonada, donde la producción automatizada flexible se complementa con la producción diseñada por computadora de productos manufacturados (CAD) y la preparación tecnológica de su producción, planificación y control de despacho (ACS).
La unidad estructural principal de los módulos de producción flexibles de cualquier complejidad son complejos de tecnología robótica (RTC), que puede estar formado sobre la base de un robot industrial que proporciona mantenimiento individual o grupal de equipos adjuntos o un ciclo completo de procesamiento de productos (por ejemplo, soldadura), o sobre la base de varios robots industriales que realizan operaciones interconectadas.
La versatilidad de la mayoría de los robots industriales permite su amplio uso como parte de complejos tecnológicos robóticos para varios tipos de producción.
Los avances en la tecnología robótica están impulsando el uso creciente de robots
La adopción intensiva de la robótica industrial ahora y en el futuro se debe a una serie de razones.
En primer lugar, la creación e introducción generalizada de robots y manipuladores industriales, que permitan intensificar diversos procesos y operaciones tecnológicas, para excluir el uso de mano de obra manual poco calificada y monótona, especialmente en condiciones difíciles, peligrosas y perjudiciales para las personas. .
En los próximos años, la industria debería asegurar un aumento significativo en la producción a través de la introducción de nuevos tipos de equipos y tecnologías progresivas. Aunque la participación del trabajo manual en la industria ha disminuido, todavía hay un millón de personas en el trabajo manual en el mundo de hoy.
Numerosos estudios sobre las condiciones de trabajo muestran que alrededor del 30 % de los trabajadores se ven afectados negativamente por el ruido, el 30 % tiene que trabajar de acuerdo con un régimen estrictamente regulado, el 25 % está expuesto a la humedad, el calor o el frío, el 20 % trabaja en posiciones físicamente incómodas o bajo condiciones de humos y gases. El 20% se ve obligado a realizar grandes esfuerzos físicos y el 15% trabaja de noche.
Estos factores estresantes a menudo actúan en combinación; por lo tanto, alrededor del 40% de los trabajadores se ven afectados simultáneamente por dos y alrededor del 25% por tres o más factores. En consecuencia, la introducción de la robótica proporciona una reducción significativa en la proporción de trabajo manual, pesado, dañino y tedioso. (factor social).
Los robots industriales pueden realizar tareas que antes solo podían ser realizadas por humanos
Además, la naturaleza de la producción ha cambiado: alrededor del 80 % de los productos se producen en lotes pequeños. Por lo tanto, la automatización de la producción se convierte en una de las palancas esenciales para aumentar la productividad laboral en la producción a pequeña escala. (factor económico).
La robótica le permite resolver los problemas de trabajo en dos y tres turnos, aumentar el factor de carga del equipo y el ritmo de su trabajo, mejorar la calidad de los productos y reducir su costo, principalmente en la producción a pequeña escala.
Crea requisitos previos para pasar a un nivel cualitativamente nuevo: la creación de sistemas de producción automatizados flexibles que permiten una rápida reconfiguración para realizar operaciones con diferentes secuencias y naturaleza de las acciones y trabajar con una participación humana mínima.
Hay un acercamiento aún mayor entre el hombre y la máquina: trabajan cada vez más de la mano y sin valla protectora.
Las principales características técnicas de los robots industriales vienen determinadas por el campo de aplicación y las condiciones de producción a las que están destinados.
La descripción y las características de los robots industriales modernos están contenidas en los artículos: Robots industriales en la producción moderna y Clasificación de los robots industriales
Los estudios muestran que cuando se utiliza en ciertas operaciones, un robot industrial, dependiendo del turno de trabajo, reemplaza de 1 a 3 trabajadores, aumenta la productividad laboral en un 60-80 % y reduce los costos de preparación de la producción en un 45-50 %.
Cuando se utilizan en grupos, la eficiencia de los robots industriales aumenta considerablemente: la productividad aumenta al menos de 3 a 5 veces y, en algunos casos, de 8 a 10 veces, la inversión de capital y los costos de mantenimiento se reducen relativamente, la intensidad y el ritmo de producción se modifican , aumento de la calidad del producto, se reduce el número de rechazos.
La industria automotriz está liderando el camino: utilizando soluciones de fabricación inteligente y robots industriales en lugar de las líneas de montaje que han dominado la fabricación tradicional durante más de 100 años.
Entre las áreas de reducción del trabajo manual y físico pesado, además de los robots, también se asigna un lugar importante a los dispositivos más simples: manipuladorescomo un medio de mecanización compleja de la producción.
En la producción, donde no hay necesidad de proteger a una persona del medio ambiente y la carga y descarga frecuente de equipos, los manipuladores controlados por comandos se han generalizado, caracterizados por el hecho de que el operador humano enciende secuencialmente los accionamientos de cada enlace por separado.
Dichos manipuladores robóticos son los más simples en diseño, relativamente económicos y su uso no conduce a un cambio en el proceso tecnológico, ya que se adaptan fácilmente a la tecnología existente. Versatilidad, bajo costo y alta eficiencia en las operaciones de carga y descarga son sus cualidades distintivas.
Los manipuladores robóticos modernos brindan nuevas oportunidades en el mundo del trabajo
Muchos tipos de trabajo, en particular el montaje mecánico, la construcción y el acabado, la elevación y el transporte, el almacenamiento y la reparación, podrán mecanizarse en un futuro próximo exclusivamente con la ayuda de manipuladores.
Según los cálculos, satisfacer las necesidades industriales de los manipuladores robóticos reducirá el número de trabajadores manuales en más de 30 profesiones: cerrajeros en un 4%, reparadores en 3, empacadores en 5, encargados de almacenes en 2,5, transportistas en 3 y cargadores en 5. %
Como resultado de la innovación de la red, cada vez aparecen más robots en los sectores de fabricación que han descubierto recientemente la automatización. Ejemplos de ello son la industria alimentaria, la industria textil, la industria maderera y la industria del plástico.
Hasta hace poco, el uso de tipos estándar de robots industriales iba acompañado de una serie de medidas de seguridad y prevención de accidentes. En este sentido, un nuevo tipo de robots (robots colaborativos), a veces llamados "cobots", es una solución completamente revolucionaria.
La investigación y desarrollo de robots colaborativos se ha centrado desde un principio en la seguridad y al mismo tiempo en la posibilidad de su integración en líneas de trabajo con operarios humanos.
Incluso en la última década, los robots industriales estaban en la cerca. Pero luego apareció robots colaborativos… La esencia del término "cooperación" significa que él puede trabajar junto con la gente.
¿Cómo podría ser esto y por qué no es peligroso? El diseño del robot es tal que tiene potencia y salida limitadas, incluida una función que detiene inmediatamente el robot cuando se detecta una colisión, lo que se puede hacer de varias maneras. En muchas aplicaciones, este robot se puede utilizar sin protección de seguridad.
Hoy en día, los fabricantes de robots pueden ofrecer a sus clientes un tipo de robot que cumple con los requisitos más exigentes en cuanto a sus características y al mismo tiempo cuenta con una serie de otras ventajas que se pueden destacar:
- Operación simultánea con un operador humano,
- ahorro de espacio,
- configuración fácil,
- alto rendimiento,
- exactitud,
- fiabilidad.
Los robots colaborativos todavía son nuevos. Las posibilidades de su aplicación aún no se han revelado completamente.Actualmente, los cobots se utilizan más ampliamente en la industria electrónica, pero sus capacidades también se han aplicado con éxito a otras industrias. Gracias a su flexibilidad y facilidad de uso, también encontrarán su lugar en las industrias de logística y servicios. Nuestra investigación muestra que estas áreas que no son de fabricación representarán el 21,3 % de las ventas de cobots para 2024. ¡Nuestros pequeños y amigables cobots tienen el potencial de crecer significativamente en comparación con otros tipos de robots!
— Jan Zhang, director ejecutivo de Interact Analysis
Si un trabajador realiza una tarea repetitiva durante muchas horas al día, a menudo es relativamente fácil reemplazar un robot colaborativo en un período de tiempo relativamente corto, gracias a una programación y configuración sencillas y sin todas las medidas de seguridad requeridas por los robots industriales tradicionales.
Por las mismas razones, el robot colaborativo también es mucho más asequible (no sólo el coste del robot es menor, sino también el coste de instalación al eliminar el tiempo necesario para mantener y configurar el equipo de la célula robótica) y por tanto es más fácil de justificar. financialmente.
Los mejores ejemplos de implementación exitosa de tales robots se encuentran en instalaciones de producción donde hay varias estaciones que realizan el mismo tipo de procesos, por ejemplo, procesos tecnológicos con múltiples máquinas CNC.
En la actualidad, la creación e implementación de la robótica debe ser reconocida como una de las áreas prioritarias del desarrollo industrial.
Más de mil empresas se dedican al desarrollo y producción de robots industriales. Todas las grandes empresas están empezando a invertir en robots industriales.Se están creando nuevas empresas especializadas en estos productos, así como empresas intermediarias para la introducción de robots industriales.
En todos los países desarrollados se han establecido asociaciones nacionales de robótica industrial, y en algunos países el trabajo en este campo se ha elevado al rango de programa estatal.
En Rusia, se estableció la Asociación Nacional de Participantes del Mercado de la Robótica (NAURR), cuyo propósito es desarrollar el mercado de la robótica, expandir las relaciones internacionales y popularizar la robótica.