Новости PCB - Преимущества и развитие промышленных роботов

Широкое применение промышленных роботов способствует появлению новых промышленных требований.

В настоящее время двумя основными областями применения промышленных роботов являются автомобилестроение и производство двигателей, на долю которых приходится около 30% рынка соответственно. Основными сценариями использования являются погрузочно-разгрузочные работы, сварка, а также погрузочно-разгрузочные работы. В дополнение к возросшим требованиям к автоматизации из-за нехватки оборудования, промышленные роботы расширяют свои функции за счет внедрения искусственного интеллекта и сенсорных технологий, предоставляя новые возможности, которые отличаются от прежних правил эксплуатации.

Промышленный робот

В настоящее время интеллектуальные роботы, обладающие способностью к когнитивному обучению и автономной настройке, могут разрабатывать специальные функции в соответствии с потребностями отрасли для корректировки сложных сценариев работы, расширяя сферу их применения в новых отраслях.

В эпоху массового производства, чтобы максимально повысить эффективность производства и сэкономить трудозатраты, например, при выполнении однообразных или сложных и опасных работ на станке, им, как правило, управляют промышленные роботы, которые в основном используются для объемной загрузки. В условиях многократного использования или большого веса заготовки это в настоящее время является распространенным применением загрузочных роботов.

Однако из-за того, что большинство этих роботов выполняют повторяющиеся задачи и имеют простой набор задач, их относительные траектории движения и действия должны быть разработаны в соответствии с фиксированной схемой. Поэтому работа часто требует дополнительного ручного труда, связанного с ожиданием повторной обработки входящих команд для материалов в клипе. В настоящее время это связано с недостатком гибкости в применении материалов "сверху вниз", и ожидается, что их применение будет улучшено.

Короче говоря, автоматизированная погрузка и разгрузка могут решить только половину проблемы. По сравнению с людьми роботам сложно произвольно извлекать детали из контейнеров и аккуратно вставлять их в машину. Технология случайного сбора мусора роботом в сочетании с искусственным интеллектом и 3D-зрением позволяет распознавать такую информацию, как положение, поза и порядок размещения объектов. Благодаря адаптивным траекториям резки с помощью искусственного интеллекта и принятию мер, поскольку заготовки недоступны и могут быть подготовлены заранее, это значительно повышает эффективность производства на многих фабриках.

В металлообрабатывающей промышленности они не так популярны, как сварочные роботы. Процесс шлифования и полировки по-прежнему в значительной степени зависит от ручного труда. Из-за сложной формы отверстий и множества криволинейных поверхностей в изделиях из водяного металла трудно внедрить автоматизацию. Однако в индустрии скобяных изделий нехватка технологий полировки в Китае становится все более острой, что привело к росту спроса на роботов-полировщиков на рынке. В системах 3D-визуализации и практической интеграции для роботов, которым требуются сложные траектории полировки, сложность создания траекторий может быть снижена для достижения стабильной обработки.

Стоит отметить, что помимо таких отраслей, как автомобилестроение, производство электронных двигателей и механическая обработка металлов, которые являются основными областями применения, Хуан Чжун, аналитик Международного института акушерства и гинекологии, отметил, что роботы в легкой промышленности, включая текстиль и обувь, также постоянно развиваются и постепенно переходят к автоматизации и интеллект в пищевой промышленности. Например, в обувной промышленности также существуют сложные технологические процессы склеивания и полировки, и в настоящее время для усовершенствования используется 3D-зрение, или производители разрабатывают роботизированные манипуляторы, которые помогают производителям одежды усовершенствовать процесс отбора образцов.

Промышленное оборудование

Развитие промышленной робототехники прошло три этапа

Стадия появления и начального развития: 1958-1970. Джордж Девол подал заявку на первый патент в области промышленных роботов в 1958 году под названием "Программируемые управляющие устройства". Джозеф Энгельберг очень заинтересовался этим патентом и в 1959 году совместно с компанией DeVor изготовил первого в мире промышленного робота под названием Robot. Его значение - "человеческая рука, держащая роботизированную руку, выполняет задачи, которые должны быть выполнены, а робот повторяет работу в соответствии с программой, которой его обучили заранее". Он в основном используется в таких областях промышленного производства, как литье, ковка, штамповка, сварка и т.д., и, в частности, называется промышленным роботом.

Этап быстрого технического прогресса и применения в промышленных масштабах: 1970-1984 годы. Технологии за этот период значительно продвинулись вперед по сравнению с предыдущими, и промышленные роботы начали разрабатывать автономные программы с определенными функциями восприятия и способностью к самонастройке, которые могут изменять содержание своей работы в зависимости от состояния объекта работы. Благодаря быстрому прогрессу и развитию технологий, промышленные роботы в этот период также получили широкое коммерческое применение. "Четыре основных семейства" промышленных роботов - KUKA, ABB, Yaskawa и FANUC - начали глобальную регистрацию патентов в 1974, 1976, 1978 и 1979 годах, соответственно.

Период создания интеллектуальных роботов: с 1985 года по настоящее время. Интеллектуальные роботы оснащены множеством датчиков, которые могут объединять информацию, полученную от датчиков, и эффективно адаптироваться к изменяющейся среде. Таким образом, они обладают высокой способностью к самонастройке, обучению и автономному функционированию. После 2000 года такие страны, как Соединенные Штаты и Япония, начали исследования в области интеллектуальных военных роботов. В 2002 году бостонская и японская компании подали совместную заявку на получение первого патента на интеллектуального военного робота "Boston Dynamics Big Dog". В 2004 году при поддержке программы правительства США DARPA/SPAWAR была подана заявка на патент на интеллектуального военного робота.

Процесс разработки промышленных роботов в Китае отличается от зарубежных стран, начинается относительно поздно и может быть условно разделен на четыре этапа.

Этап теоретических исследований: 1970-е - начало 1980-х годов. Из-за ограничений, связанных с национальными экономическими условиями и другими факторами того времени, Китай в основном занимался исследованиями в области базовой теории промышленных роботов и добился определенного прогресса в производстве роботов, робототехнике и других областях, заложив основу для последующих исследований в области промышленных роботов.

Стадия разработки прототипа: середина -конец 1980-х годов. В связи с широким применением и популяризацией промышленных роботов в развитых странах исследования промышленных роботов в Китае привлекли внимание и поддержку правительства. В стране были организованы исследования отраслей, в которых существует спрос на промышленных роботов, инвестированы значительные средства в исследования промышленных роботов и начата стадия разработки прототипов.

Стадия демонстрационного применения: 1990-е годы. На этом этапе в Китае было разработано 7 серий промышленных роботов, включая унифицированные роботы с плоскими соединениями, роботы с декартовыми координатами, роботы для дуговой сварки, роботы для точечной сварки и 102 специальных робота, а также реализовано более 100 проектов по применению роботов. В целях содействия индустриализации бытовых роботов в конце 1990-х годов было создано 9 баз по индустриализации роботов и 7 научно-исследовательских баз.

Начальная стадия индустриализации: С 21 века. В общих чертах Национального среднесрочного и долгосрочного плана развития науки и техники (2006-2020 гг.) выделены основные направления расширения возможностей независимых инноваций, основное внимание уделяется созданию благоприятной политической среды для независимых инноваций, ускорению продвижения предприятий как основного источника инноваций, активной поддержке предприятий как основного источника инноваций и тесно объединяет промышленность, научные круги и научные исследования. Большое количество отечественных предприятий самостоятельно разработали или сотрудничали с научно-исследовательскими институтами, чтобы пополнить ряды исследователей и производителей промышленных роботов, и промышленные роботы Китая вступили в начальную стадию индустриализации.

После четырех этапов разработки, упомянутых выше, промышленные роботы в Китае приобрели определенную популярность. Данные показывают, что к 2016 году количество промышленных роботов в Китае достигло 300 000 единиц. Однако, по сравнению с развитыми производственными странами, в Китае по-прежнему существует значительный разрыв в плотности использования промышленных роботов, и по-прежнему существует огромный потенциал для роста числа промышленных роботов.