Роботизированная окраска – информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании Конструкторы

Конструктивные особенности промышленных роботов

Рабочая зона манипулятора — это пространство, в котором находится его рабочий орган при всех возможных положениях манипулятора. Рабочая зона характеризуется объемом, по которому ПР делятся на микророботы (используются, например, при производстве изделий микроэлектроники), мини-роботы (производство часовых механизмов), малые роботы (предназначены, например, для операций холодной штамповки), средние роботы (для операций, которые рабочие выполняют стоя), крупногабаритные роботы (для выполнения операций, превышающих физические возможности человека) и, наконец, мобильные роботы (перемещаются по рельсовому пути, монорельсу или как-нибудь иначе)

По числу степеней подвижности ПР подразделяются на роботы с двумя, тремя, четырьмя и более степенями подвижности По форме рабочей зоны ПР делятся на прямоугольные, цилиндрические, сферические, антропоморфные (как у человека, рис. 5) и комбинированные.

https://www.youtube.com/watch?v=0ksZZocn0uU

По виду привода ПР подразделяются на электромеханические, гидравлические, пневматические, с комбинированным приводом По типу системы управления ПР подразделяются на роботы с позиционным управлением (движение рабочего органа происходит по заданным точкам позиционирования без контроля траектории движения между ними) и с контурным управлением (рабочий орган движется по заданной траектории с определенной скоростью)

Движения, воспроизводимые роботом, делят на три класса: глобальные (перемещения на расстояния, превышающие размеры робота), региональные (совершаемые рукой робота), локальные (соответствуют движениям кисти руки). С введением понятий регионального и локального движений кинематическую цепь стационарного манипулятора можно расчленить на две части: переносную и ориентирующую.

Исходя из этого ПР должен иметь шесть степеней подвижности: три перемещения вдоль осей X, Y, Z для отработки региональных движений и три вращения вокруг этих осей — для ориентации. Для выполнения сложных работ может оказаться необходимым число степеней подвижности более шести, но это усложняет ПР.

Рис. 5. Устройство промышленного робота, действующего в антропоморфной системе координат: 1 — основание; 2 — колонна; 3 — рука манипулятора; 4 — кисть манипулятора; 5 — схват робота; 6 — датчик обратной связи; 7 — блок управления; 8 — привод руки

Кинематическая цепь движений переноски обычно выполняется с использованием вращательных и поступательных соединений, а кинематическая цепь локальных движений — в виде шарнира кардана (рис. 6).

В основе структуры манипуляторов лежат открытые кинематические цепи, все звенья которых соединены вращательными или поступательными кинематическими парами Каждое звено приводится в движение отдельным двигателем с помощью передаточного механизма Различают два способа размещения двигателей:

  1. непосредственно на звеньях манипулятора так, что каждое предыдущее звено является стойкой механизма, приводящего в движение последующее звено (рис. 7, а);
  2. все приводы вынесены в общее основание с передачей движения звеньям с помощью передаточных механизмов (рис. 7, б) .

Рис. 6. Схема антропоморфного манипулятора и устройства ориентации кисти робота

Первый способ более прост и удобен для управления. Отсутствуют длинные кинематические цепи, упрощена передача движения от двигателя к исполнительному звену. Однако этот способ имеет ограничения в применении:

  • многие двигатели требуют применения редукторов;
  • двигатели с редукторами имеют большие габариты и массу, мешающие работе шарниров;
  • трудно создать компактную и защищенную конструкцию.

Вынесение приводов в основание позволяет снизить требования к массе и габаритам двигателей. Увеличивается грузоподъемность за счет облегчения конструкции исполнительного органа. Основание становится более прочным и тяжелым, но надо применять длинные кинематические цепи, которые создают взаимосвязь движений звеньев и понижают точность манипулятора и т. д.

Существуют манипуляторы, в которых одно приводное устройство используется для привода всех звеньев.

В роботах находят применение механизмы с твердыми звеньями, гидравлические и пневматические, но наибольший интерес представляют механизмы с жесткими звеньями. Различают механизмы с открытыми и с замкнутыми кинематическими цепями, рычажные, зубчатые и кулачковые.

Рис. 7. Расположение двигателей роботов: а — в основании; б — на шарнирах.

Степень подвижности механизмов с замкнутыми цепями равна единице. В них для получения движения достаточно иметь один двигатель. Встречаются дифференциальные механизмы с двумя и более двигателями. Они способны раскладывать или суммировать движения по нескольким степеням свободы.

В манипуляторах широко применяются рычажные механизмы. Они просты в устройстве, прочны и долговечны. Используются как передаточные или как направляющие механизмы. Направляющие механизмы, как и в станках, воспроизводят требуемое движение по заданной траектории, а передаточные служат для преобразования, например, вращательного движения в поступательное либо для изменения параметров одного вида движения.

В исполнительном органе манипулятора одна часть обеспечивает переносное движение рабочего органа в заданную точку пространства, а вторая выполняет ориентирующее движение. Первым от стойки идет элемент, обеспечивающий переносное движение, в результате возникает связь между поступательным перемещением и ориентацией.

Из всех рычажных механизмов, применяемых в манипуляторах, шире всего используется механизм шарнирного параллелограмма (пантографа), т. е. шарнирный четырехзвенник, противоположные стороны которого попарно равны. Достоинство манипулятора с такой системой — простота К рычажным механизмам относятся и винтовые механизмы с шариковой передачей

Захватные устройства промышленных роботов

Рабочий орган — это часть исполнительного устройства манипулятора ПР для непосредственного выполнения технологической операции и вспомогательных переходов. К ним относятся сварочные клещи, окрасочный пистолет, сборочный инструмент, захватное устройство.

Рабочий орган находится на конце кинематической цепи и в наибольшей мере подвержен воздействию среды и опасности повреждения Он связан с роботом механическими, энергетическими, информационными связями, а также оснащается системами подачи материалов (сварочной электродной проволоки, охлаждающих веществ, воздуха и газа, смазочного материала, жидкости для окраски и распыления) к месту работы.

Рабочие органы делятся на два вида: технологические инструменты и захватные устройства.

Одна из областей использования роботов — сборка изделий в машиностроении. Автоматическое выполнение роботом сборочных операций может производиться по схеме без обратной связи и с обратной связью. В первом случае предъявляются повышенные требования к жесткости и точности робота.

При этой схеме робот используется, когда зазоры в соединении довольно велики. При управлении с обратными связями от робота требуются более низкие точностные характеристики, компенсация же неточности достигается за счет наличия у него адаптивных свойств.

Захватные устройства роботов бывают универсального или специального типа, что более предпочтительно. Универсальность захватных устройств достигается за счет применения набора таких органов. Они выполняются быстросъемными, поэтому их можно менять автоматически.

Выбор захватного устройства определяется массой объекта манипулирования и его физическими и геометрическими свойствами: жесткостью, способностью к деформированию, формой, габаритами. Кроме того, надо учитывать положение и ориентацию детали в начальной и конечной позициях, возможность сохранения положения детали относительно рабочих поверхностей, действующие силы (инерции, давления), состояние внешней среды (температура, влажность)

По форме выделяют плоские детали, полученные штамповкой, резкой, литьем; детали в форме тел вращения, полученные в результате механической обработки, литья, прессования; объемные детали произвольной формы; упаковочные коробки и контейнеры; изделия изменяемой формы (кабели, шланги, резиновые ленты, пленки) .

Захватные устройства бывают следующих типов: механические (схваты), вакуумные, с эластичными камерами, электромагнитные. Простейшим захватным устройством является двухпальцевый схват, работающий по принципу клещевого зажима. Форма губок двухпальцевых схватов обеспечивает центрирование деталей и улучшает условия их удержания.

Приводные механические захватные устройства включают привод, механизм зажима и захватывающие элементы — губки схвата. По виду используемого привода схваты подразделяются на электромеханические, пневматические и гидравлические; по виду механизмов зажима — на рычажные, зубчатые, кулачковые.

В качестве приводного двигателя в схватах чаще всего используется пневмопривод в виде пневмоцилиндра двух- или одностороннего действия. Электромеханический привод делает схват более универсальным.

В механических схватах используются различные исполнительные механизмы для преобразования движения привода в движение губок схвата. При этом можно выделить две группы механизмов:

  • с постоянным коэффициентом передачи усилия, не зависящим от положения губок схвата;
  • с переменным коэффициентом передачи усилия.

Приводное захватное устройство с параллелограммным и рычажным механизмами показано на рис. 11. Схват содержит привод поступательного движения 7 (пневматический, гидравлический, электромагнитный и др. ) с исполнительным штоком 6, корпус 5 с параллелограммным устройством 4 и присоединенными к нему шарнирно губками 2.

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемый танк на Arduino Nano - Схемы.ру - Каталог схем и самоделок

Деталь 1 зажимается губками, связанными с приводом через параллелограммный механизм, обеспечивающий их плоскопараллельное перемещение. Зажатие детали осуществляется усилием привода при движении исполнительного штока назад, а разжатие — под действием возвратных пружин 3 при снятии силового воздействия привода.

Рис. 11. Схема схвата с параллелограммным и рычажным механизмами

Более сложны по конструкции зажимные неуправляемые неприводные зажимные устройства со стопорными механизмами (рис. 12), обеспечивающие чередование циклов зажатия и разжатия деталей. Такие захватные устройства автономны, не связаны с системой управления и не требуют дополнительного подвода энергии.

Рис. 12. Неприводное зажимное устройство

При удержании детали 1 разжимная головка входит между верхними концами губок, препятствуя их раскрытию, а стопорный механизм фиксирует положение подвижного корпуса. Для освобождения детали зажимное устройство подают до упора, в результате чего срабатывает стопорный механизм, а разжимная головка, перемещаясь, освобождает губки, которые расходятся под действием пружины При полном раскрытии губок стопорный механизм вновь фиксирует подвижный корпус (губки в это время раскрыты).

Гибридное производство

Очень интересным представляется подход компании Stratasys, которая создала промышленный аппарат нового типа — гибрид робота и 3D-принтера.

Конечно, любой 3D-принтер обладает признаками робота, но тут — это совершенно традиционной формы роботизированный манипулятор, имеющий в том числе и функцию FDM-печати. Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator предназначен, прежде всего, для авиационного и космического производства, в котором так важна его способность производить печать на вертикальных поверхностях неограниченной площади, в соответствии с концепцией “infinite-build” — “бесконечное построение”.

Восьмиосевой механизм манипулятора, обилие специально разработанных композитных материалов для печати, традиционно высокое качество изготовления — все говорит нам о том, что у этого аппарата и его потомков большое будущее.

3D Systems — Figure 4

компании 3D Systems — модульная робототехническаяя система для автоматизации стереолитографической 3D-печати, ни больше, ни меньше.

https://www.youtube.com/watch?v=fqMP6WX2o-g


Это целый автоматический комплекс, который способен производить новые изделия каждые несколько минут — в отличие от нескольких часов на обычных SLS-принтерах.

Кроме того, в цикл уже включены и такие этапы, как промывка, отделение поддержек и дозасветка, а не только первичная экспозиция. Все это Figure 4 делает сам, без вмешательства оператора в процесс работы.

Благодаря модульности, на основе Figure 4 можно создать достаточно крупные автоматические линии, используя стандартные компоненты.

Этот комплекс был представлен общественности в этом году, на выставке The International Dental Show в Кёльне, как и новый 3D-принтер ProJet

— полноцветный 3D-принтер предназначенный для анатомического моделирования медицинских изделий и быстрого прототипирования любых промышленных образцов.


Принтер также роботизирован — снабжен системой автоматической загрузки, удаления и переработки печатного порошка.

Можно с уверенностью сказать, что комплексный подход к 3D-печати — часть производственной культуры будущего. Он даст радикально новое сочетание скорости, точности, удобства и снижения себестоимости изделий.

Carbon — Carbon SpeedCell


Carbon SpeedCell — технологическое решение от компании Carbon, которое включает в себя новый 3D-принтер The M2, работающий по технологии CLIP, и финишинговый аппарат для стереолитографических распечаток Smart Part Washer.

CLIP — технология бесслойной стереолитографической печати, обеспечивающая скорость от 25 до 100 раз быстрее обычной SLS и новый уровень качества поверхности.

Система CLIP (Continuous Liquid Interface Production) позволяет получить невозможные ранее формы изделий требующие минимальной постобработки. Точных характеристик аппаратного комплекса производитель пока не предоставил, но сам подход уже радует — это почти готовое решение для любой мастерской, в которой требуется стереолитографическая печать.

DMG MORI — LASERTEC 65 3D

Аппарат сочетающий в себе несколько разных подходов к обработке деталей: это и классический фрезерный станок с программным управлением — пятиосевой и весьма точный, и лазерный режущий инструмент с теми же степенями свободы, и печатающий металлом 3D-принтер с технологией лазерного напыления.

Сложно представить себе операцию, которую не смог бы произвести этот станок с металлической деталью. Гибридный подход: фрезеровка заготовки, наплавление недостающих деталей или печать с нуля и чистовая обработка — все операции могут произведены с деталью за один подход, в рамках одной заданной программы, без прерывания технологического цикла. Размер обрабатываемой и/или печатаемой детали составляет до 600 на 400 мм, а вес может быть до 600 кг.

Такое МФУ для работы по металлу уже многое изменило в культуре производства штучных и мелкосерийных изделий, а в ближайшее время подобный подход может распространиться и на серийное производство.

EOS — Additive Manufacturing

Компания EOS создала манипуляторы, которые способны производить различные операции, где требуется захват и перемещение детали. Разработки EOS в этой области основываются на наблюдениях за поведением животных, в частности — этот манипулятор создан по примеру хобота слона.

Такой робот-манипулятор может быть использован во множестве промышленных операций, как то: в транспортировке и упаковке, в перемещении деталей из одной рабочей зоны в другую, например — из 3D-принтера в камеру пост-обработки, чтобы исключить участие человека на этом этапе.

Вот так он устроен:

Также компания спонсирует и представляет проект Roboy — это мобильный гуманоидный робот, который способен выполнять любые движения свойственные человеку и служить помощником на производстве.

Известный производитель печатающих металлом 3D-принтеров, Concept Laser заключил соглашение с компанией Swisslog, их общий проект — M Line Factory, это система перемещения металлических 3D-печатных деталей между станками Concept Laser с помощью роботов Swisslog.

Компании продолжают совершенствование аппаратных комплексов для 3D-печати металлом. Роботизированные составляющие этих машин способны провести деталь через весь цикл — от загрузки проекта в память, до выхода готового изделия на склад, — без необходимости вмешательства оператора.

Additive Industries — The MetalFAB1

Единственная в своем роде установка — единая система для печати, транспортировки из рабочей камеры и хранения готовых деталей. Фактически — готовый цех металлической 3D-печати в одном корпусе.

Существуют роботы, которые способны выполнять функции сварочных и фрезерных станков c программным управлением.

А также такие, которые обслуживают традиционные фрезерные ЧПУ-станки, увеличивая их производительность.

Например, вот так это делает упомянутый выше Sawyer:

Продукты питания в стальных руках: к пятидесятилетию появления первых промышленных роботов

Большинство зарубежных источников называют годом появления этих «умных помощников» человека 1961 год, большинство отечественных – 1962-й. Какая дата правильна – пусть разбираются историки робототехники. Ясно одно: где-то на стыке этих годов две компании из США, Unimation Inc и AMF Versatran, почти одновременно выпустили первые промышленные образцы автоматических манипуляторов, названных впоследствии промышленными роботами.

«Роботы в пищевой промышленности» – эта фраза еще лет десять назад была практически синонимом понятия «роботы в упаковывании пищевой продукции». Положение изменилось, но не кардинально.

Что могут роботы

Действительно, все чаще попадаются сообщения о том, что промышленные роботы (ПР) находят новые сферы применения при производстве продуктов питания. Например, в Японии, а чуть позже и в других странах, робота научили украшать торты, в Германии – раскладывать тестовые заготовки при выпечке хлеба. Используются роботы в некоторых операциях сыроделия и при укладывании в холодильные камеры продуктов, подлежащих глубокой заморозке (кстати, некоторые роботы функционируют при температуре до -30ºС). Роботы уже нарезают продукты на ломтики перед их упаковыванием. Сообщениями, что некоторые блюда японской кухни могут быть изготовлены роботами, интернет просто-таки кишит. А на московских выставках последних лет мы узнавали о роботизированных комплексах обработки и разделки туш скота, демонстрировавшихся компаниейSchaller (Австрия) и рядом других.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Но на каждую такую информацию приходится с десяток, а то и больше, сообщений об использовании промышленных роботов в самых разных упаковочных процессах. Поэтому главное применение промышленных роботов – это пока все же упаковывание продукции.

Почему они мало применяются?

Известно, что «предтеча» современных ПР, механический манипулятор, появился в упаковывании пищевой продукции еще в середине 50-х: тогда его использовала для перемещения корзин с пакетами-пирамидками компания Tetra Pak (Швеция). Создание первых роботизированных участков группового упаковывания продуктов питания относится к первой половине 70-х годов. 1986-й – год первого применения роботизированных комплексов в пищевой промышленности нашей страны.

Смотрите про коптеры:  Что делать если улетел квадрокоптер - советы по поиску улетевшего дрона |

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Вроде бы история применения роботов в «пищевке» достаточно длительна, но, тем не менее, проигрывает многим отраслям. Причины такого положения видятся в следующем:

  • Среди пищевых предприятий всего мира очень много малых и средних. Но даже крупные компании несопоставимы с гигантами по выпуску автомобилей, промышленной электроники, бытовой техники и другой продукции, где многие операции уже давно выполняются роботами. Ведь роботизация производства – это прерогатива, прежде всего, крупных предприятий.
  • Многие предприятия разных отраслей пищевой индустрии существуют очень давно: десятки, а то и за сотню лет. Расположены они часто в старых зданиях, порой существующих с момента возникновения компании. Из-за неприспособленности помещений размещение в них роботизированных линий часто не представляется возможным.
  • Не надо забывать, что производство продуктов питания – древнейшая отрасль деятельности человека. И слишком долго (в общем-то, до недавнего времени) большинство операций проводилось в пищевой промышленности вручную. Поэтому-то даже механизация проникала туда очень трудно. Да и вообще, молодые отрасли производства легче откликаются на новые технологии. Инновации (и создание, и внедрение) – удел молодых. Автомобилестроение по возрасту ни в какое сравнение с «пищевкой» не идет – вот и применялись здесь самые передовые технологии, начиная от сборочных конвейеров и заканчивая роботизированными участками. А что говорить о совсем юном (относительно истории техники) производстве электроники, где роботизация началась практически с создания первых ПР?
  • Видимо, из-за почтенного возраста пищевого производства и характерного для него поддержания традиционных технологий среди специалистов существует мнение (которого, кстати, долгое время придерживался и автор), что далеко не все продукты питания, а также их «живые» компоненты можно доверить «стальным рукам» электронных помощников.

Ломая стереотипы

Последнее суждение, несомненно, стереотип. Стоит вспомнить упомянутый 1986 год, когда два первых робота стали «трудиться» над созданием продуктов питания для советского человека. Роботизированная машина марки Lokompack западногерманской компании Lesch была приобретена прямо со стенда выставки «Инторгпродмаш-86» и стала работать в составе линии по формированию коробок и укладыванию туда коррексов, а в них – шоколадных конфет «ассорти». Первый отечественный роботизированный технический комплекс (РТК), созданный на базе советского серийно выпускаемого робота модели 315.031 в институте УкрНИИПродмаш, упаковывал в коробки пирожные «Эклер».

Из этих примеров видно, что уже тогда роботами успешно упаковывались достаточно «деликатные» кондитерские изделия. А за прошедшие с тех пор 25 лет роботы так усовершенствовалась, что если еще и существуют «неподвластные» им продукты, то число оных неуклонно сокращается.

Сектор, первым освоенный роботами, сектор, лучше освоенный роботами

Как тяжело бы не «приходили» роботы в пищевую промышленность, есть сектор, где РТК стали применяться уже с начала 70-х годов прошлого века. Это образование крупных транспортных упаковок. А в 80-е годы были достаточно широко известны роботизированные линии укладки ящиков из гофрированного картона и мешков с товаром на поддоны, производившиеся итальянской компанией ACMA, американским подразделением FMC, западногерманской компанией Möllers.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

И в настоящее время создание транспортных упаковок – основное направление применения ПР. Успешно трудится в области создания роботизированных укладчиков на поддоны, обвязчиков штабелей и прочего, включая комплексные линии, ряд компаний. Это Aetna Group (Италия-Сан-Марино), Kawasaki (Япония), Pentatec (Италия) и многие другие. В принципе, едва ли не каждый производитель ПР отдельно подчеркивает возможность использования своих «умных машин» в процессах создания транспортных упаковок. Из отечественных предприятий стоит отметить компанию «Юкам-групп», создающую линии на основе ПР иностранного производства.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Такое оборудование может быть разным по специализации: одни линии только образуют блоки на поддонах, другие осуществляют укладывание продукции в тару групповой упаковки и создают из нее штабели, третьи адаптированы под конкретные виды тары, четвертые перестраиваются под разную тару. Например, немецкое предприятие Beumer выпускает роботизированные линии, которые могут формировать штабели из ящиков, мешков и бочек.

Годы развития – годы внедрения

А вот в создание потребительских и мелких транспортных упаковок РТК проникают труднее. И все-таки роботы стали применяться там, где об их использовании еще недавно было и невозможно подумать.

Все лучше ориентируя продукты

Буквально через три года после демонстрации у нас машины Lokompack западногерманская компания Otto Hansell на своей роботизированной машине, предназначенной для укладывания «ассорти», впервые применила систему технического зрения (СТЗ), что позволяло правильно укладывать в коррексы не ориентированные предварительно кондитерские изделия.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

СТЗ усовершенствовалась так, что роботизированный укладчик «ассорти», созданный на стыке веков компанией AEG (Германия), уже сортировал конфеты и по размерам, и по рисунку на них.

Все лучше управляясь с хрупкими и легкоповреждаемыми продуктами

Достаточно странно, что роботы, активно использующиеся при проверке и упаковывании электролампочек и кинескопов, лишь сравнительно недавно стали применяться для упаковывания хрупких продуктов питания. В 2007 году компания Smart Motion Robotics (США) создала робот для упаковывания куриного яйца, названный Smart Packer. Робот встраивается в уже существующие стандартные линии. Smart Packer осуществляет упаковку яиц в специальные контейнеры по 24 или 30 штук, которые далее группируются по 15 и укладываются в коробки. Более того, робот наполняет коробки специальным пенопластом для обеспечения защиты содержимого при транспортировке.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Если операции упаковывания яйца давно механизированы и автоматизированы, то процесс упаковки уже упомянутых пирожных, тортов, зефира, пастилы, а также некоторых полуфабрикатов можно автоматизировать только после укладки продукта на подложку. Из коробок с тортами сравнительно несложно создать групповую упаковку, а вот сами торты помещаются в коробки с помощью рук, чаще женских. «Зефирины» по две-четыре штуки в коробочке можно упаковать с хорошей производительностью на машине «флоупак», но укладывают их в коробку вручную.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Роботы могут справиться со всеми этими операциями и без участия человека. Есть сообщения, что линии на основе ПР KUKA Roboter (Германия) с хорошей производительностью разрезают торты на куски и упаковывают их. «Трудятся» они и над упаковыванием свежей выпечки.

Все лучше работая с разными по свойствам продуктами

Сообщений о таких РТК становится все больше. Выбрал же я информацию о роботизированной упаковочной машине Oktoloander и линии на ее основе компании Aldept Technology (Германия), которая благодаря новой системе схватов и СТЗ упаковывает свежие и замороженные продукты с неодинаковыми размерами. Т.е. техника справляется с двумя сложностями одновременно.

Все лучше справляясь со сложными с точки зрения манипулирования продуктами

Приведу пример не из пищевой, а из текстильной промышленности – кстати, тоже не слишком роботизированной. Компания Boshi (Китай) изготовила роботизированный комплекс по упаковыванию рулонов тканей. Они заворачиваются по одному в полиэтилен, потом в количестве 15-20 штук помещаются в ящики из гофрокартона, которые штабелируются на поддоне с последующим закреплением штабеля. Вообще-то это пример решения задачи комплексного упаковывания продукции, но интересен он, прежде всего, тем, что первоначально в индивидуальную упаковку с помощью роботов помещаются сложные в манипулировании предметы.

Все лучше обращаясь с потребительскими упаковками из полимеров

Здесь интересны случаи, когда упаковки имеют достаточно сложную форму, из-за чего при автоматическом упаковывании могут возникнуть трудности или снижение производительности.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

С небольшими бутылками, флаконами и банками нестандартной формы, например, справляются роботизированные линии компании Polypack (США). Для установки продукции на подложку-лоток используются два манипулятора. Первый подает подложку, второй захватывает и устанавливает на нее группу банок. После этого при движении первого захвата поднимаются и обжимаются вокруг группы бортики лотка, и лоток с группой направляется на оборачивание термоусадочной пленкой и далее в усадочный тоннель.

Итальянская компания Senzani создала роботизированную линию по групповому упаковыванию продуктов в «дойпаке». Это было сложной задачей – в основном из-за формы упаковки.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

В том же сообщении говорится и о том, что данная линия может переналаживаться и на плоский пакет «саше». Вот к этому мое отношение несколько иное. На мой взгляд, если упаковываются «саше» с одинаковым продуктом, то роботизировать процесс не стоило бы: с такой задачей еще более 30 лет назад справлялись и автоматы. Сейчас – тем более справляются. Например, один из активных создателей упаковочных РТК группа САМА (Италия) для упаковывания «саше» в шоу-бокс робот применять не стала. А вот если в коробочку помещаются пакетики с разными продуктами (например, создаются наборы специй), то, думаю, что применение ПР обосновано и перспективно. Оправданно оно и если оборудование можно перенастраивать и на ряд других потребительских упаковок или продуктов, кроме «саше», – как, к примеру, на машине G35 EFC группы Cavanna (Италия). Роботизировать упаковывание пакетов-подушечек, выходящих из автоматов на основе VFFS машин, стоит только в редких и обоснованных случаях. Например, при образовании крупных потребительских упаковок. Британская компания Webster Griffin создала высокопроизводительный воротниковый автомат марки B&C, предназначенный для фасования в пакеты из гибких термосвариваемых материалов сыпучих продуктов массой дозы 5-40 кг. Понятно, что укладывать пакеты такой массы в транспортную тару, особенно при условии высокой производительности, вручную просто тяжело, а автомат займет большую площадь. Поэтому компания предлагает комплектовать автомат паллетайзерами TMG и роботами-транспортерами Ocura.

Смотрите про коптеры:  Комплект радиоуправления TOR F21-E1B (Radio control panel, 380 В) купить по цене от поставщика с доставкой

Автоматизация или роботизация?

Последние примеры невольно заставляют поднять вопрос: когда применять автоматизацию, а когда – роботизацию упаковочных процессов? В принципе, я затрудняюсь назвать хотя бы одну упаковочную операцию, с которой не справился бы автомат, как и не могу назвать ни одной технологии, которая была бы прерогативой исключительно робота. И все же поделюсь своим мнением, которое сложилось за долгие годы работы, связанной с упаковочной техникой.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Когда в конце семидесятых – начале восьмидесятых годов прошлого века до отечественных специалистов стали доходить первые сведения о применении ПР в упаковочных процессах, то производительность тогдашних РТК впечатления на нас не произвела. Аналогичную вполне могли обеспечить автоматы, в том числе, и отечественного выпуска. Более глубокий анализ показал преимущества РТК: заметно меньшую занимаемую площадь в сравнении с автоматизированными линиями той же производительности; зачастую – меньшее энергопотребление; более легкую перенастройку при изменении упаковываемого товара; большую гибкость при работе в общем технологическом процессе; потребность в меньшем числе обслуживающего персонала.

Хотя сейчас изменились и автоматы, и роботы, практически все преимущества РТК перед автоматами и автоматическими линиями сохранились. Мало того, соотношение некоторых технических характеристик стало еще больше показывать преимущества тех участков, где «трудятся» роботы.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Постепенно роботизированные упаковочные машины и линии становятся все компактнее – например, за счет применения роботов, заменяющих в процессе работы схваты, или использования роботов с двумя и больше рабочими органами. Сообщений о втором варианте миниатюризации РТК множество. К примеру, РТК Multi Delta компанииСАМАснабжается роботом Triaflex, который может использовать до четырех манипуляторов. В РТК Presto D2, созданном подразделением «Упаковочные технологии» концерна Bosch, используется робот Delta Robotertechnik, снабженный двумя манипуляторами. В итоге этот небольшой по размерам РТК справляется с созданием потребительских упаковок на скорости 500 единиц продукта в минуту. А компания Multivac (Германия) предлагает легко встраиваемый в упаковочные линии укладочный модуль Н240 с двумя манипуляторами.

Поэтому при отсутствии лишних площадей роботизация предпочтительнее. Более приемлема она и при нехватке персонала. Правда, для России это не столь актуально: при возникновении такой проблемы у нас скорее завезут иностранных рабочих. Но при таком раскладе и автоматизация – под вопросом.

Пока еще существует, увы, еще одна тенденция: автоматы и автоматические линии часто дешевле РТК той же производительности. Поэтому окупаемость роботизированных машин и линий происходит быстрее при крупном производстве.

Производство и производительность

Разыскать какие-либо экономические обоснования роботизации, в отличие от механизации и автоматизации упаковочных процессов, не удалось. На практике большинство примеров роботизации предприятий начиналось после достижения каких-то высоких показателей. Каких конкретно? Да для разных отраслей и, пожалуй, разных предприятий, «крупность» производства может быть своя.

Так, на голландской сыроварне KH de Jong только по достижению объемов производства в 350 тонн в неделю установили упаковочный РТК, где были задействованы два робота производства международного предприятия FANUC robotics. В результате удалось сэкономить примерно 500 человеко-часов в неделю. По моим же грубым расчетам получается, что при условии работы роботов круглые сутки на каждый из них приходится не менее 300 головок сыра в час.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

На британском предприятии Maryland робот KR-100-2 PA производства компании KUKA, «трудящийся» в составе РТК, упаковывает до 250 головок сыра в час.

Разные отрасли – разные объемы продукции, разные показания к применению робототехники. Рассмотрим два примера.

На новом заводе стройматериалов «Тайфун» в г. Гродно (Белоруссия) производство цемента и гипса может достигать 1300 тонн в сутки. При образовании транспортных упаковок там используется робот производства международной компании Okura (центр в Японии). Упаковываются до 1650 мешков или 82,5 т (при условии, что в мешке 50 кг) продукции в час – что впечатляет.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

В то же время роботизированные устройства подачи кондитерских изделий (например, робот-манипулятор Delta Robotertechnik корпорации Bosch) подают карамель или конфеты на заверточную машину по 800-1000, а то и больше единиц в минуту. И это тоже впечатляет.

Таким образом, для одной отрасли или упаковочной операции требуется высокая производительность по массе перемещаемой продукции, для другой – по числу подаваемых изделий.

Противоречия

На наших глазах промышленные роботы, применяемые в упаковывании пищевой продукции, становятся все лучше и «умнее». Я вижу, как в большинстве случаев они еще и очень неглупо и тонко применяются. Мне приходилось видеть на упаковочных выставках роботы разных типов, с манипуляторами, работающими в разных системах координат. И вот мне, неспециалисту в робототехнике, во всех случаях сразу же становилось понятно, почему выбран тот или иной тип манипулятора. Изменяются и схваты ПР, они становятся все лучше адаптированными к тому или иному продукту, с которым приходится иметь дело.

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

Есть и такое направление создания упаковочных РТК, которое особенно проявилось после начала кризиса, когда, по признанию специалистов, продажи ПР во всем мире резко упали: все больше стали применяться не универсальные, а специализированные роботы. Действительно, зачем использовать универсальный робот с семью-девятью, а то и больше степенями подвижности, когда для, допустим, упаковочных операций и четырех степеней хватит? А меньше степеней подвижности – меньше стоимость ПР, дешевле РТК. Но возникает вопрос: не ведет ли это к устранению одного из главных преимуществ роботизации – легкой переналадке под продукт?

Роботизированная окраска - информация о покрасочных, дробеструйных камерах, оборудовании

И есть противоречие. Чем легче, проще и удобнее перенастроить технику под упаковываемый продукт – тем она дороже. Но заниматься этим чаще приходится тем предприятиям, которые имеют большую номенклатуру продукции, выпускаемой небольшими партиями. А это, в основном, малые и средние компании, обычно стесненные в средствах. И наоборот: крупным предприятиям, не столь «ужимающимся» в деньгах, не требуется часто переналаживать оборудование.

Все еще впереди…

И все-таки роботы все активнее включаются в деятельность отраслей пищевой индустрии, охватывая не только финишные процессы (упаковывание), но и начальные, и промежуточные. Приятно, что Россия не в стороне от этого «магистрального пути» мирового развития «пищевки», и пока еще немногочисленные (в сравнении с другими странами) РТК создаются не только специалистами зарубежных компаний, но и отечественными производителями. Только очень жаль, что наша страна за последние годы вышла из уважаемого «клуба» активных производителей ПР. Согласно каталогу 1986 года, у нас в стране выпускалось около сотни моделей роботов, из них 10 – универсальных. Сведений же о сегодняшнем промышленном выпуске российских ПР я не нашел. Значит, в ближайшие годы РТК для пищевой промышленности страны будут создаваться на основе роботов зарубежного производства.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector