Τα οφέλη του βιομηχανικού ρομπότ

τα βιομηχανικά ρομπότ είναι μηχανικοί βραχίονες με αισθητήρες και ελεγκτές. Ταξινομούνται σε έξι διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με τη διαμόρφωση των βραχιόνων τους: Πολλές μεταποιητικές επιχειρήσεις στρέφονται προς τα ρομπότ ως οικονομική και χρονοβόρα εναλλακτική λύση για επικίνδυνες και καθημερινές εργασίες που απαιτούν ανθρώπινη εργασία. Τι πρέπει όμως να έχετε κατά νου προτού επενδύσετε σε ένα από αυτά;

Κόστος

Μπορεί η αγορά και η εγκατάσταση των βιομηχανικών ρομπότ να είναι αρχικά δαπανηρή, ωστόσο η μακροπρόθεσμη εξοικονόμησή τους για τους κατασκευαστές μπορεί να είναι σημαντική, καθώς μειώνουν το κόστος εργασίας, περιορίζουν την παραγωγή αποβλήτων και βελτιώνουν την ποιότητα των προϊόντων. Επιπλέον, τα βιομηχανικά ρομπότ μπορούν να έχουν πρόσβαση σε επικίνδυνα ή πολύπλοκα περιβάλλοντα όπου οι άνθρωποι απλά δεν μπορούν να πάνε επιτρέποντας στις εταιρείες να αυξήσουν την παραγωγή χωρίς να αυξήσουν τα γενικά έξοδα.

Το κόστος των βιομηχανικών ρομπότ εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την εφαρμογή τους- τα ρομπότ συγκόλλησης πιθανόν να επιβαρύνονται με υψηλότερα έξοδα από τα ρομπότ συναρμολόγησης- ωστόσο, το μέσο κόστος αγοράς είναι περίπου $250.000. Εκτός από το αρχικό κόστος της τιμής αγοράς, οι εταιρείες επιβαρύνονται επίσης με έξοδα μηχανικής συστημάτων, λειτουργίας και συντήρησης, τα οποία θα μπορούσαν να φτάσουν το $10.000 ετησίως.

Τα ρομπότ παραγωγής συχνά απαιτούν πρόσθετα εξαρτήματα για την εκτέλεση ορισμένων εργασιών, όπως π.χ. λαβίδες κενού και κοπτικά, τα οποία μπορούν να αθροιστούν με την πάροδο του χρόνου όταν χρησιμοποιούνται σε σκληρά περιβάλλοντα. Ως εκ τούτου, είναι ζωτικής σημασίας να λαμβάνονται υπόψη πρόσθετες δαπάνες όπως αυτές κατά τον υπολογισμό του συνολικού κόστους ιδιοκτησίας (TCO) των βιομηχανικών ρομπότ.

Το κόστος των βιομηχανικών ρομπότ μπορεί επίσης να αυξηθεί λόγω της περιορισμένης ευελιξίας τους, καθώς τα περισσότερα είναι σχεδιασμένα για μια συγκεκριμένη εργασία και η αλλαγή του προγραμματισμού τους μπορεί να είναι δαπανηρή και χρονοβόρα- σε ακραίες περιπτώσεις, μπορεί να απαιτηθεί ακόμη και πλήρης επανασχεδιασμός των γραμμών παραγωγής.

Καθώς οι ρομποτικές εφαρμογές έχουν γίνει πιο διαδεδομένες τα τελευταία χρόνια, η ARK εκτιμά ότι το συνολικό συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (TCO) ενός βιομηχανικού ρομπότ θα μειωθεί σημαντικά με την πάροδο του χρόνου- μέχρι το 2025 το κόστος θα πέσει πιθανότατα κάτω από $11.000 - πολύ λιγότερο από την πρόβλεψη της Boston Consulting Group για περίπου $24.000 ανά ρομπότ.

τα βιομηχανικά ρομπότ τείνουν να κοστίζουν σημαντικά λιγότερο από τους ανθρώπινους εργαζόμενους και, με την πάροδο του χρόνου, μπορούν να εξοικονομήσουν στις εταιρείες σημαντικά χρηματικά ποσά, εξαλείφοντας την ανάγκη για εργαζόμενους και απελευθερώνοντας χρόνο για άλλες εργασίες. Επιπλέον, τα ρομπότ εργάζονται ταχύτερα από τα αντίστοιχα ανθρώπινα άτομα, ενώ παράγουν περισσότερα προϊόντα ταχύτερα.

Αποδοτικότητα

τα βιομηχανικά ρομπότ προσφέρουν στις εταιρείες έναν αποτελεσματικό τρόπο εκτέλεσης εργασιών. Αυξάνοντας την αποδοτικότητα της παραγωγής και μειώνοντας το λειτουργικό κόστος, τα ρομποτικά συστήματα επιτρέπουν στις εταιρείες να αυξήσουν τα κέρδη τους με αυτή την επενδυτική τεχνολογία. Επιπλέον, η αξιοπιστία τους παρέχει καλύτερη ακρίβεια δεδομένων που απαιτούνται για τον εντοπισμό των αναποτελεσματικών διαδικασιών και τη βελτίωσή τους- σε αντίθεση με τους ανθρώπους, ωστόσο, τα ρομπότ δεν παρουσιάζουν κόπωση όπως οι ανθρώπινοι εργαζόμενοι και μπορούν να συνεχίσουν τις ταχύτητες παραγωγής τους ακόμη και κατά τη διάρκεια της νύχτας.

Τα βιομηχανικά ρομπότ προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα όταν αναπτύσσονται σε στενούς χώρους. Απελευθερώνοντας χώρο που διαφορετικά θα χρησιμοποιούνταν από την κίνηση του προσωπικού, η ευελιξία τους επιτρέπει τη συμπύκνωση πολλαπλών λειτουργιών σε λιγότερα μηχανήματα - εξοικονομώντας χώρο και χρήματα - ενώ ο εύκολος προγραμματισμός τους καθιστά τα βιομηχανικά ρομπότ πιο ευέλικτα από τους ανθρώπινους υπαλλήλους.

Ένα ρομποτικό σύστημα υψηλών επιδόσεων μπορεί να προσαρμοστεί ώστε να λειτουργεί με ασφάλεια σε σκληρά ή επικίνδυνα περιβάλλοντα. Τα προγραμματιζόμενα ρομπότ μπορούν να βοηθήσουν στην αποφυγή επικίνδυνων καταστάσεων και ατυχημάτων στο χώρο εργασίας- επιπλέον, εργάζονται ταχύτερα και αποτελεσματικότερα από τους ανθρώπους - ιδανικά για επικίνδυνες εργασίες που ενέχουν κινδύνους. Επιπλέον, τα βιομηχανικά ρομπότ αυξάνουν την παραγωγικότητα στις μονάδες παραγωγής εξαλείφοντας τα ανθρώπινα λάθη - πράγμα που σημαίνει ότι οι επιχειρήσεις αποσβέσουν το κόστος της επένδυσης μέσα σε δύο χρόνια από την αγορά βιομηχανικών ρομπότ.

Υπάρχουν όμως ορισμένες σημαντικές εκτιμήσεις που πρέπει να έχουν κατά νου οι εταιρείες κατά την επιλογή ενός βιομηχανικού ρομπότ. Πρώτα απ' όλα είναι το κόστος συντήρησης και επισκευών- δεύτερον είναι ο αριθμός των απαραίτητων χειριστών- αυτό θα επιτρέψει στις εταιρείες να καθορίσουν πόση εργασία μπορεί να ολοκληρωθεί μέσα σε δεδομένο χρονικό διάστημα.

Η ακρίβεια και η επαναληψιμότητα των βιομηχανικών ρομπότ θα πρέπει επίσης να εξετάζονται προσεκτικά. Η ακρίβεια εξαρτάται από την ακρίβεια της βαθμονόμησης των αισθητήρων του, ενώ οι τελικές επιδράσεις πρέπει να ταιριάζουν με τα αντικείμενα που χειρίζονται για μια ιδανική εμπειρία. Το ISO 9283 μπορεί να βοηθήσει στη μέτρηση της ακρίβειας και της επαναληψιμότητας με ακρίβεια και συνέπεια.

Οι εταιρείες θα πρέπει να εξετάσουν το ενδεχόμενο να δαπανήσουν χρήματα για αναβαθμίσεις λογισμικού και υλικού για τη βελτίωση της απόδοσης των ρομπότ τους, όπως βαθμονόμηση, προσαρμογές προγραμμάτων συντήρησης ή αξεσουάρ για την επέκταση της λειτουργικότητας.

Ασφάλεια

το βιομηχανικό ρομπότ μπορεί να αποτελέσει ανεκτίμητο πλεονέκτημα για τους εργοδότες που επιθυμούν να μειώσουν τους κινδύνους και τους κινδύνους στο χώρο εργασίας. Η ευελιξία τους τούς επιτρέπει να εργάζονται σε επικίνδυνα περιβάλλοντα που θα ήταν απρόσιτα ή ανέφικτα για τους ανθρώπους, εκτελώντας ακριβείς, επίπονες εργασίες που απαιτούν ακρίβεια και αντοχή. Τα βιομηχανικά ρομπότ μειώνουν επίσης τους κινδύνους τραυματισμών από επαναλαμβανόμενη καταπόνηση, αυξάνοντας παράλληλα την παραγωγικότητα - ενώ συμβάλλουν στη μείωση του κόστους των εργαζομένων, εξαλείφοντας εντελώς τους μισθούς, τα ασφάλιστρα υγείας και τα έξοδα για πληρωμένες άδειες - καθιστώντας τα βιομηχανικά ρομπότ μια ελκυστική επιλογή για πολλές κατασκευαστικές επιχειρήσεις.

Ωστόσο, η ασφάλεια εξακολουθεί να αποτελεί κορυφαίο μέλημα των ρομποτικών συστημάτων. Οι οργανισμοί πρέπει να λαμβάνουν όλα τα απαραίτητα μέτρα για την προστασία των εργαζομένων τους κατά την εγκατάσταση και τη χρήση των ρομπότ- συμπεριλαμβανομένης της τήρησης όλων των εφαρμοστέων προτύπων επαγγελματικής ασφάλειας καθώς και της συμπερίληψής τους στις διαδικασίες αξιολόγησης κινδύνων.

Τα περιστατικά ασφαλείας συνήθως οφείλονται σε ανθρώπινα σφάλματα, σφάλματα ελέγχου, μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, μηχανικές βλάβες και δυσλειτουργίες του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Συχνά περιλαμβάνουν επίσης ανεπαρκή εκπαίδευση ή ευαισθητοποίηση σχετικά με τον καλύτερο τρόπο συνεργασίας με τα ρομπότ.

Ένα αποτελεσματικό σύστημα ασφάλειας βιομηχανικών ρομπότ αποτελείται από φυσικά εμπόδια, προειδοποιητικές πινακίδες και σημάνσεις χώρου στο δάπεδο που διαχωρίζουν την περιοχή εργασίας από τα ρομπότ. Επιπλέον, αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνει μηχανισμό που να επιτρέπει τη χειροκίνητη διακοπή λειτουργίας σε περίπτωση δυσλειτουργίας των ρομπότ- επιπλέον, θα περιλαμβάνει απαιτήσεις κωδικού πρόσβασης για την ενεργοποίηση και την αποτροπή της λειτουργίας τους σε επικίνδυνα περιβάλλοντα.

Ένα αποτελεσματικό πρόγραμμα ασφάλειας βιομηχανικών ρομπότ θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνει προληπτική συντήρηση, η οποία περιλαμβάνει τη διενέργεια τακτικών επιθεωρήσεων για τον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων πριν αυτά γίνουν σημαντικά. Η προληπτική συντήρηση είναι σημαντικά φθηνότερη και πιο έγκαιρη από τις μεγάλες επισκευές ή ανακατασκευές και θα μειώσει σημαντικά τον χρόνο διακοπής λειτουργίας από απροσδόκητα μηχανικά προβλήματα.

Οι διαδικασίες κλειδώματος/εξάρτησης πρέπει επίσης να χρησιμοποιούνται κατά τη σύνδεση των ρομπότ με πηγές ενέργειας, γεγονός που θα διασφαλίσει την ασφαλή διακοπή λειτουργίας όταν πρέπει να γίνει συντήρηση ή επισκευή. Όλος ο ηλεκτρικός εξοπλισμός, συμπεριλαμβανομένων των ρομπότ, περιέχει επικίνδυνη ενέργεια που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ατυχήματα εάν αποσυνδεθεί με ακατάλληλο τρόπο από την πηγή τροφοδοσίας του.

Ακρίβεια

το βιομηχανικό ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μια σειρά εργασιών. Ορισμένες, όπως η λείανση και η απογύμνωση, απαιτούν ακρίβεια για να εξασφαλιστεί ότι στον τελικό προορισμό του παράγεται ένα προϊόν απαλλαγμένο από υπολείμματα και ακαθαρσίες. Συχνά εκτελούνται σε μεγάλες επιφάνειες με τη χρήση περιστρεφόμενων εργαλείων, τα βιομηχανικά ρομπότ πρέπει να ακολουθούν με ακρίβεια προκαθορισμένες διαδρομές χωρίς να παρεκκλίνουν.

Η ακρίβεια στη λειτουργία του ρομπότ εξαρτάται από τη διαμόρφωση του βραχίονα, τον τύπο του υλικού που επεξεργάζεται και τις συνθήκες λειτουργίας. Υπάρχουν μερικοί τρόποι αύξησης της ακρίβειας για τις ρομποτικές λειτουργίες- η χρήση αισθητήρων υψηλής ακρίβειας ή η εκτέλεση online διόρθωσης της διαδρομής μπορεί να αυξήσει την ακρίβεια έως και κατά 50 %, αυξάνοντας παράλληλα την ταχύτητα κατά το ίδιο ποσοστό.

Μια αποτελεσματική μέθοδος αύξησης της ακρίβειας του ρομπότ είναι η χρήση κωδικοποιητών γωνίας ή περιστροφικών κωδικοποιητών υψηλής ακρίβειας σε κάθε άξονα. Αυτοί οι αισθητήρες δίνουν ακριβέστερες αναπαραστάσεις του πού βρίσκεται κάθε άξονας του ρομπότ από τις αναπαραστάσεις ακέραιων αριθμών ή κινητής υποδιαστολής, αντισταθμίζοντας τις καθυστερήσεις και τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, ενώ προσφέρουν ακριβέστερα δεδομένα παρακολούθησης.

Ένας τρόπος αύξησης της ακρίβειας ενός ρομποτικού συστήματος είναι η χρήση ενός μοντέλου άκαμπτου σώματος για την προσομοίωση των κινήσεων του τελικού επενεργητή (EE). Μπορείτε να μετρήσετε ή να υπολογίσετε τη δυσκαμψία του απευθείας ή να χρησιμοποιήσετε σημεία στον καρτεσιανό χώρο ως μετρήσεις για την εν λόγω δυσκαμψία. Αν και εντατική υπολογιστικά, η μέθοδος αυτή παρέχει ρεαλιστικά αποτελέσματα.

Μια εναλλακτική προσέγγιση για τη βελτίωση της ακρίβειας του ρομπότ περιλαμβάνει τη χρήση ενός οπτικού αισθητήρα που βασίζεται σε τρισδιάστατη θέση και αλγορίθμου παρακολούθησης διαδρομής σε πραγματικό χρόνο. Αυτή η τεχνική βελτιώνει τη στατική τοποθέτηση της EE σε λιγότερο από 0,05 mm, ενώ η δυναμική παρακολούθηση διαδρομής έως και ταχύτητες συγκόλλησης με σφάλμα μόλις 0,02 μοίρες- πληροί τα βιομηχανικά πρότυπα ακρίβειας σε μια ποικιλία εφαρμογών που περιλαμβάνουν και ακμές.

Ένας τέταρτος τρόπος για τη βελτίωση της ακρίβειας του ρομπότ περιλαμβάνει τη χρήση ενός εικονικού μοντέλου αρθρώσεων και ενός επιλυτή δυναμικής πολλαπλών σωμάτων. Το μοντέλο μπορεί να προβλέψει τις περιστροφές των αξόνων και τα επίπεδα δυσκαμψίας των βασικών εξαρτημάτων ενός ρομπότ, όπως οι κινητήρες κίνησης και οι δομές μετάδοσης, και στη συνέχεια να μειώσει το τρεμούλιασμα στους βασικούς άξονες καθώς και τις αποκλίσεις στις διαδρομές του ρομπότ εντός των βιομηχανικών προτύπων.