Адаптивные промышленные роботы для любых видов серийного производства

Опубликовано в номере:
PDF версия
Сегодня промышленные роботы стали доступны любому предприятию, поскольку больше нет обязательных требований к серийности и качеству заготовок, роботов не нужно программировать человеку и предприятие может даже взять их в аренду.

Хотя промышленные манипуляторы (или роботы, как многие их называют) были изобретены больше 50 лет назад, в настоящий момент во всех странах внедрено всего около 2 млн штук. Международная статистика гласит, что 45% ежегодно закупаемых по всему миру роботов приобретается всего 10% промышленных компаний — преимущественно большими концернами, производящими гигантские партии одинаковой продукции. Для оставшихся 90% замена ручного труда роботами в большинстве случаев экономически не оправдана.

Согласно данным Международной федерации робототехники (IFR) за 2017 год, основной запрос компаний применительно к автоматизации своих производств — повышение гибкости и адаптивности предлагаемых на рынке робототехники решений.

Адаптирующиеся к новым задачам и условиям труда роботы — это именно то, что позволит запустить волну автоматизации среди малых и средних предприятий, которым пока не выгодно пользоваться роботами.

В последние несколько лет гибкая робототехника стала своего рода трендом, многие команды работают над созданием решений в этом направлении. Это возможно реализовать в наши дни благодаря накопившемуся технологическому потенциалу и экономическим предпосылкам. Во-первых, более совершенными становятся отдельные устройства, из которых создаются производственные робототехнические системы. Во-вторых, современные технологии снижают порог входа на рынок робототехники для новых команд, которые, в свою очередь, дают дополнительный импульс развитию отрасли. С этой точки зрения важное место занимают открытые программные платформы, позволяющие разработчикам создавать на своей базе собственные программы и приложения.

Снижается и финансовый порог внедрения. Дешевле стали сами роботы и дополнительное оборудование к ним. Кроме того, роботов удобнее внедрять с организационной точки зрения. Все оборудование сейчас доступно любому, желающему его приобрести, не нужно быть большой корпорацией или исследовательским институтом.

Однако все эти технологические усовершенствования сами по себе не дали бы робототехнике возможность создавать гибкие, адаптивные системы без сильного развития ИT в целом. Важно, что современный уровень развития ИT позволяет объединить все оборудование в одну систему и управлять ею извне.

На основе таких технологий создано решение ABAGY Robotic Systems — адаптивный робототехнический комплекс для выполнения различных технологических операций на производственных предприятиях (рис. 1). Оно опирается на программное обеспечение собственной разработки, которое обеспечивает автоматическое управление роботами в режиме реального времени.

Управление роботом с помощью ABAGY Robotic Systems

Рис. 1. Управление роботом с помощью ABAGY Robotic Systems

Цель проекта ABAGY — преодолеть основные препятствия на пути внедрения роботов и сделать их доступными широкому кругу предприятий, создав решение:

  • экономически эффективное для широкого диапазона производственных компаний;
  • простое во внедрении и использовании.

Технология ABAGY полностью исключает программирование роботов человеком (как оффлайн, так и онлайн): оно происходит автоматически за несколько минут или даже секунд.

В качестве задачи система принимает 3D-модель изделия, которое необходимо изготовить на определенном робототехническом комплексе. При этом можно использовать любую программу, например Solidworks, Inventor, Autodesk и др.

Система автоматически анализирует модель изделия, исходя из заданной операции: к примеру, отмечает соприкосновения деталей как будущие сварные швы, а поверхности деталей — как рабочие поверхности для покраски.

Загрузка моделей 3D CAD, управление технологическим процессом и подбор технологических параметров для операций на роботах доступны в личном кабинете пользователя.

Проанализировав модель изделия, система самостоятельно определяет порядок выполнения операций и строит траектории движения роботов на основании заложенных в программу данных о конфигурации робототехнического комплекса и характеристик входящего в него оборудования.

После чего при помощи машинного зрения система сравнивает модель с реальным расположением заготовок, проверяет, соответствуют ли они эталону, и пересчитывает весь алгоритм работы, исходя из этой информации. Если в процессе производства параметры реальной среды меняются (например, сварка приводит к изгибу детали и отклонению от изначальной конфигурации), система распознает эти изменения и пересчитывает алгоритм для дальнейшей работы (рис. 2). В робото­технических комплексах в качестве машинного зрения используются различные камеры и сканеры.

Использование решения ABAGY в процессе сварки

Рис. 2. Использование решения ABAGY в процессе сварки

Программа управления роботами в решениях ABAGY — динамическая, а не статическая. Она окончательно формируется после анализа данных о реальной среде непосредственно перед исполнением. Такая адаптивность роботов снижает требования к самим заготовкам. В допустимых пределах, зафиксированных технологом предприятия, заготовки могут отклоняться от эталона, и это не помешает роботам осуществить техническую операцию. Траектории движения будут скорректированы с учетом этого отклонения. Более того, неважна точность размещения изделия в рабочем пространстве, нет привязки к так называемым нулевым точкам. Управление производственным процессом происходит в режиме реального времени.

Благодаря отсутствию программирования человеком и адаптивности роботов можно использовать один робототехнический комплекс для производства тысяч различных изделий в пределах заданных габаритов рабочего пространства. Это приводит к тому, что применение роботов в производственных процессах становится выгодным и эффективным для большинства предприятий, которые ранее не могли автоматизировать свои процессы из-за несерийности продукции или недостаточного качества заготовительного производства. В результате для них стоимость применения роботов на единицу технической операции ниже, чем при использовании ручного труда.

В сентябре этого года состоялось первое промышленное внедрение ABAGY — робототехнический комплекс для покраски и нанесения поверхностей на мебельном предприятии в Подмосковье (рис. 3).

Применение ABAGY в робототехническом комплексе для покраски и нанесения поверхностей

Рис. 3. Применение ABAGY в робототехническом комплексе для покраски и нанесения поверхностей

Данный комплекс может красить любые изделия габаритами до 2,8×3×3 м любыми материалами. В состав комплекса входят шестиосевой промышленный манипулятор, поворотный стол, окрасочное оборудование и система машинного зрения.

Комплекс управляется при помощи программного обеспечения ABAGY через пользовательский интерфейс. Технолог предприятия загружает через интерфейс 3D-модели изделий, планируемых к покраске, произвольно устанавливает изделия в рабочую зону и запускает процесс. Машинное зрение определяет местоположение изделия и его соответствие модели, и начинается покраска.

Комплекс обладает двумя ключевыми преимуществами. Во-первых, на нем можно красить, как уже было сказано, изделия любых размеров и конфигураций в заданных габаритах. При этом не нужно ничего программировать или переналаживать. Во-вторых, за счет того, что роботы загружены минимум на 60% от своей производственной мощности, себестоимость операции покраски для предприятия составляет 500 рублей за кв. метр, в то время как средне­рыночная цена ручной окраски — 1500 рублей за кв. метр. Кроме того, роботы обеспечивают 40%-ную экономию покрасочного материала по сравнению с ручной покраской.

Робототехнический комплекс поставляется предприятию по сервисной модели ABAGY с оплатой за операцию (в данном случае, за покраску 1 кв. м). Такой подход позволяет предприятию избежать сложностей, связанных с обслуживанием оборудования и поддержанием его в работоспособном состоянии.

По такому же принципу работают комплексы ABAGY для сварки, сборки или фрезеровки. Чтобы начать производство нового изделия, нужно только загрузить его 3D-модель, обеспечить подачу заготовок и нажать кнопку «старт».

Комментарии на “Адаптивные промышленные роботы для любых видов серийного производства

  1. Похоже больше на фантастику. Где то всё равно есть узкое место в этом процессе.

  2. Сергей, возможно, сейчас это выглядит как фантастика. Однако уже можно посмотреть работающее решение в реальности. Приглашаю к нам в демо-центр в Москве http://www.abagy.com/office, в том числе можно в рамках практического семинара по промышленной робототехнике 22 ноября http://inroboworkshop.com

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *