Инновационные роботы OMRON как неотъемлемая часть гибкой производственной среды.

Предприятие
 
OMRON
Выставка
 
Промышленная автоматизация и информационные технологии на пути к «Индустрии 4.0». г.Санкт-Петербург
Дата проведения
 
17.09.2019
Докладчик
 
Ярослава Чекавинская, менеджер по работе с целевыми отраслями
 
 
Одним из важнейших методов достижения гибкости и аддаптивности производства является применение коллаборативных роботов - коботов. В докладе раскрыты преимущества мобильных коллаборативных роботов, эффект от внедрения, примеры применений.
Презентация выступления. Инновационные роботы OMRON

Сегодня я хочу рассказать об инновационном продукте нашей компании, а, как известно, тот продукт считается инновационным, который по-новому решает какую-либо задачу.

Когда мы приступили к разработке инновационных роботов, то выделили следующие задачи, в решении которых подобные разработки были бы полезны.

Первая – во всём мире существует дефицит рабочей силы, особенно это актуально для сезонных производств, когда в разные периоды времени нужно разное количество рабочих, и быстро найти недостающий персонал бывает проблематично.

Вторая – в тех массовых производствах, где используется однообразный, монотонный труд, целесообразно применять стандартные промышленные роботы. Но, если речь идёт о мелкосерийном производстве, то такие роботы, как правило, не используют, потому что, когда один монотонный труд сменяется другим, то в этом случае начинает сказываться человеческий фактор, что приводит к ошибкам, и в итоге страдает качество.

Третья. Известно, что в России невысокая производительность труда и по этой причине появился национальный проект «Лидеры производительности».

Четвёртая – это вредные условия труда.

Пятая – ограниченное производственное пространство. Часто бывают такие ситуации, когда на производстве целесообразно поставить робота, но необходимость расширения производственной площади для ограждения места работы робота, не позволяет это сделать.

Шестая – это переход массового производства к мелкосерийному, а это очень серьёзный вызов для массового производства, которое работает по своим технологическим процессам. А такой переход тянет за собой проблему управления себестоимостью. Ведь многие заказчики хотят продукты, произведённые по его требованиям, но при этом он не готовы за это переплачивать. Производство же, которое начинает переходить к мелкосерийному производству, видит, что себестоимость продукции при этом значительно возрастает.

Принимая во внимание всё вышесказанное, компания «ОМРОН» считает, что в значительной степени решить все эти задачи может мобильный манипулятор, способный работать совместно с человеком, не причинив ему вреда, а главное, позволяет автоматизировать и оптимизировать циклические и монотонные производственные процессы, что в конечном итоге, помогает повысить эффективность работы предприятия.

Из чего же он состоит? По сути, это гибридный робот, состоящий из коллаборативного мобильного транспортного устройства и частей осевого коллаборативного манипулятора: руки-манипулятора, камеры и процессора. Всё это находится в одном устройстве, и имеет интуитивно понятное программирование, представляющее собой набор функциональных параметрируемых блоков. Следует отметить, что оператор предприятия имеет возможность вручную перепрограммировать кобота на выполнение текущих задач.

Встроенная на коботе камера позволяет считывать штрих-коды, распознавать форму и цвет предмета. Эта камера также осуществляет контроль качества выполняемых работ.

Когда мы говорим про безопасность, то необходимо учитывать, что у кобота имеется как коллаборативный режим достаточно медленный, для того чтобы он успел среагировать на опасное приближение к человеку, так и стандартный быстрый режим, когда человека рядом с ним нет.

Для создания рабочей зоны кобота используется лазерный сканер, который можно разместить в любом удобном месте (Слайд 1.) . Лазерный луч задаёт зону, внутри которой кобот работает в стандартном режиме, но стоит человеку войти в эту зону, то кобот мгновенно переключается в медленный режим работы, и наоборот, как только человек выходит из рабочей зоны кобот переходит в быстрый режим.

Безопасный режим совместной работы человека с рукой-манипулятором обеспечивается встроенными в неё силомоментными датчиками, реагирующие не только на прикосновение, но и на силу нажатия. На этом видео (Видео 1.) видно, как замедляется перемещение руки-манипулятора, когда кобот видит руку человека.

Слайд 1. (кликабельно)
Видео 1. (кликабельно)

Семейство коботов компании OMRON представлено 12 моделями грузоподъемностью: 6, 4, 12 и 14 кг, а благодаря шести степеням подвижности и простой интеграции в существующую производственную среду эти модели коботов максимально универсальны. Также разработаны специализированные варианты исполнения коботов для полупроводникового производства.

Техническое зрение кобота может использоваться как встроенное в него, так и внешнее (Cлайд 2.) . На этом видео (Bидео 2.) показан процесс сортировки изделий и одновременным контроль качества. Кобот берёт с линии изделие, подносит его к камерам технического зрения, визуально анализирует его, и если он увидел, что имеет место брак, то это изделие перекладывает в отбраковку. Если же, если изделие не того типа, которое ему нужно, то он его отсортировывает в другой контейнер.

Слайд 2. (кликабельно)
Видео 2. (кликабельно)

Для того чтобы кобота можно было использовать в разных задачах, задав ему программу только один раз, используют наклейку-маркёр (ТМ-метку) (Слайд 3.), выполняющую роль контрольной точки. От неё он начинает свою систему координат. Считывая задачу с очередного маркера, он загружает в себя новую программу действий и новую систему координат. Такие маркёры очень удобно использовать на линии сборки. При этом сборка может производиться как одним, так и двумя манипуляторами. То есть они друг с другом взаимодействуют как две руки человека.

Не менее эффективны коботы и в обслуживании станков, с которыми они могут работать в многостаночном режиме, что значительно повышает производительность производства

Не менее эффективны коботы и в обслуживании станков, с которыми они могут работать в многостаночном режиме, что значительно повышает производительность производства и опять же снижает риск появления травм на производстве, потому что работа за станком – всегда достаточно опасная работа. (Видео 3.) Робот сам загружает заготовку в станок, закрывает защитный экран его рабочей зоны, на панели управления выбирает режим обработки детали. По завершению операции открывает защитный экран, достаёт и укладывает готовую деталь. Если работа над заготовкой продолжительна по времени, то кобот может переключиться на работу на других станках, самостоятельно перемещаясь между ними. И что важно – его не нужно каждый раз перенастраивать. Достаточно один раз его запрограммировать на разные виды работ, чтобы он по ТМ-меткам определял, какой вид работы ему предстоит сделать. Если рассматривать операцию упаковки деталей, то его гибкость проявляется в том, что он сам перенастраивается под разные виды упаковки. Например, сейчас, сегодня необходимо складировать коробки в 4 ряда, завтра коробки другого типоразмера в 5, в 6 рядов.

Слайд 3. (кликабельно)
Видео 3. (кликабельно)

Теперь несколько слов о гибкой линии автоматизации. Выгода этого применения в том, что автоматизацию можно проводить поэтапно. На первом этапе следует внедрить кобота, перевозимого на тележке. На втором этапе можно перейти на автоматизированную тележку, чтобы не человек его перевозил на разные виды работ, а непосредственно само транспортное средство.

Мобильный манипулятор позволяет гибко адаптироваться под новые производственные процессы.

На видео (Видео 4.) представлен пример, как робот сортирует изделия. У него есть три контейнера, в каждый контейнер нужно погрузить определённый набор деталей. Кобот пустые контейнеры загружает себе на тележку и с ними едет на загрузочный участок, чтобы самостоятельно их наполнить заготовками. В данном случае кобот работает именно в коллаборативном, то есть медленном режиме.

Сфера применения роботов очень широка и даже один робот на производстве может решить очень большое количество задач.

Теперь более детально о самих мобильных тележках (Видео 5.). В чём их преимущество? Во-первых, они не требуют переоборудования рабочего пространства. Перед адаптацией тележки к конкретному производству, в неё загружается карта той территории, по которой ей предстоит перемещаться. Данные тележки работают по принципу оптимального пути. Если что-то не позволяет проехать мобильному роботу по первоначальному маршруту, то он оперативно перестраивается, и найдёт новый оптимальный путь. Соответственно, эти тележки могут работать в составе парка тележек, и управляет этим парком, так называемый менеджер парка, занимающийся распределением заданий между тележками и контролем исполнения заданий. По сути, в нём находится центральное управление взаиморасположением мобильных роботов, и в зависимости от реальных изменений производственной среды выбирает для тележек оптимальный путь. Причём, один менеджер парка может управлять 100 роботами. Возникает вопрос, каким образом происходит согласование парка мобильных роботов с системой управления производственными процессами и складом? Система отправляет менеджеру парка запрос на выполнение задания, он назначает соответствующего робота и отправляет ему запрос на выполнение задания. Робот выполнение задание и отправляет подтверждение о том, что задачу выполнил. Менеджер парка снимает задание с очереди и отправляет в систему управления подтверждение о том, что задача выполнена. Также предусмотрены кнопки оперативного вызова человеком робота по Wi-Fi , чтобы, к примеру, дать ему срочное задание на перевозку (Слайд 4.) . В рамках одного парка может функционировать несколько кнопок вызова. У кобота также имеется модуль открывания и закрывания дверей для перемещения по цехам предприятия, и если робот должен проехать через дверь, то, соответственно, дверь откроется.

Мы видим, что система управления является действительно очень гибкой и максимально оперативной.

Видео 4. (кликабельно)
Видео 5. (кликабельно)

Коллаборативные же роботы благодаря своей универсальности значительно облегчают автоматизацию и вполне рентабельны даже для мелкосерийного и смешанного производств.

Роботы могут применяться абсолютно в разных отраслях. Это и электроника, и автомобильное производство, и производство компонентов, и пищевая отрасль. Сфера применения очень широка и даже один робот на производстве может решить очень большое количество задач. Для завода это вообще колоссальная экономия с точки зрения и обслуживания, и работы, и гибкости производства. Коллаборативные же роботы благодаря своей универсальности значительно облегчают автоматизацию и вполне рентабельны даже для мелкосерийного и смешанного производств, что неактуально для стандартных промышленных роботов.

Слайд 4. (кликабельно)

Цифры статистики.

Национальная ассоциация участников рынка робототехники приводит следующие цифры по промышленной робототехнике по итогам 2018 года:

В 2018 году было установлено 422 тыс. промышленных роботов, что это на 6% больше, чем в 2017-м. Объем мирового рынка промышленной робототехники составил $16 млрд. По прогнозу Международной федерации робототехники рост рынка промышленной робототехники составит 10–12% в год.

Прогнозируемые продажи роботов к 2022 году составят 584 тыс. штук.

Китай в 2018 году в Китай было продано 36% промышленных роботов мира — 154 тыс.<

Япония Японский рынок робототехники увеличился на 21%, до 55 тыс. роботов, что стало новым рекордом для страны.

США В США количество установок промышленных роботов увеличилось на 22% и достигло 40,3 тыс. роботов. <

Южная Корея В Южной Корее внедрение промышленных роботов сократилось на 5%, до 38 тыс. роботов: рынок сильно зависит от спроса со стороны производителей электроники, которые пережили тяжелый год. При этом среднегодовой темп роста в стране держится на уровне 13%.

Германия В 2018 году в Германии установки роботов увеличились на 26% и достигли 27 тыс. роботов. Драйвером роста стало автомобилестроение.

Россия Российский рынок промышленной робототехники вырос на 42%. В 2018 году в России на промышленные предприятия установили 1007 роботов. По числу устанавливаемых роботов Россия заняла 27-е место, ее опередили такие страны, как Чехия (2700 роботов) и Таиланд (3300 роботов).

Объем рынка промышленных роботов в России — 3 млрд. руб., а рынка робототехнических систем — 9,1 млрд руб. Всего на российских предприятиях сейчас используется около 5000 роботов. В 2018 году уровень роботизации страны достиг пяти роботов на 10 тыс. рабочих. Для сравнения:

средний показатель по миру — 99 роботов на 10 тыс. рабочих,

  • в Китае — 140,
  • в США — 217,
  • в Японии — 327,
  • в Германии — 338,
  • в Южной Корее — 774,
  • в Сингапуре — 831 робот на 10 тыс. рабочих.
  • В России, как и в мире, больше всего роботов устанавливают на предприятиях автомобилестроения. В 2018 году на данный сегмент пришлось 39% всех продаж.

Мы должны понимать, что этой цели можно достигнуть по-разному. Сейчас бизнес очень динамичный, и мы понимаем, что выживают те производства, которые умеют диверсифицироваться, могут быстро запускать новые продукты, востребованные рынком. Поэтому для сохранения конкурентоспособности на рынке производство должно быть максимально гибким, используя технологии, которые быстро перенастраиваются и перепрограммируются на выпуск новой продукции на тех же самых производственных площадях, но в новом производственном процессе.

Спасибо за внимание!

 

Bottom Logo

Портал ЭлеЭкспо – это информационное интернет-издание в области электротехники, электроэнергетики и автоматизации.

Основная задача Портала — это оперативное информирование о новинках, которые были или только будут представлены на крупнейших российских и зарубежных электротехнических выставках.

Follow Us:

Контакты:
  • Телефон: 8 921 7871 350
  • E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.