3 октября 2022

Longread_adv

Тренд на роботизацию заставляет промышленников повсеместно переходить на автоматизированные решения, но не всегда эти решения приносят пользу.

Проблема в недостаточных знаниях предприятий о механических помощниках, о том, помогут ли они производству, и как определиться с выбором. Как подобрать промышленного робота так, чтобы это дало весомый результат и решило проблемы эффективности?

Важно помнить, что автоматизированный манипулятор сам по себе не решит проблемы предприятия. И простое копирование опыта другого производства по внедрению аналогичной технологии может дать совсем другой результат. Робот роботу рознь, и необходимо провести глубокий анализ, прежде чем купить популярное решение, чтобы не остаться в минусе.

Виды роботов

Заметные различия в организации производства, безопасности, управления присутствуют у каждого предприятия. Кроме того, за последние годы на рынке появилось множество моделей для разнообразных специфических задач. Каждый производитель старается представить широкую линейку продуктов, которые отличаются количеством степеней свободы, грузоподъёмностью, радиусом действия, а также рядом специализированных функций. Например, проектный инженер ООО «Роксистемы» Евгений Ильюшенко отметил, что в модельном ряду Yaskawa присутствуют как роботы общего назначения, так и специализированные — для дуговой сварки, паллетайзинга, окраски или общего назначения.

Выбор зависит от задач и общих целей, которые ставит перед собой предприятие, желающее роботизировать технологические процессы производства.

Тем не менее начинать рассматривать роботов стоит по конструктивным особенностям. Технический директор ООО «СМТ» (CRP ROBOT) Алексей Макаренков отмечает: наиболее распространены на предприятиях шарнирные манипуляторы, которые применяют для решения большинства производственных задач. Также популярны коллаборативные роботы, которые отличаются от предыдущих возможностью непосредственного и безопасного контакта с человеком. Но генеральный директор ООО «Технорэд» Артём Лукин говорит, что коботы не подходят, например, для сварки изделий сложной пространственной формы — это скорее помощник сварщика, который выполняет 90% рутинных задач, а оставшиеся 10%, что требуют квалификации, берёт на себя человек.

«Робот создаёт ограниченный момент во время движения, что не даёт ему возможности нанести какой-либо вред человеку. Применяется в основном как ассистент или в условиях замкнутого пространства, где невозможно установить обыкновенного промышленного робота и необходимую для него систему безопасности», — утверждает Алексей Макаренков.

Для сборки стоит присмотреться к роботам типа SCARA, эксперт подчёркивает их быстроту и точность, но в силу конструкции малую грузоподъёмность.

Иную кинематику имеют дельта-роботы, это самые скоростные из всех машин — производят до 150 перекладок в минуту. Используются, в частности, для сортировки и перемещения, так как грузоподъёмность у этих роботов тоже хромает.

Руководитель компании ООО «Невлабс» Александр Неволин отмечает, что есть и более экзотические роботы, но они не нашли промышленного применения: это платформы Стюарта и кабельные роботы.

Промышленные роботы
Фото: freepik.com

На чем строится выбор

Артём Лукин говорит, что для производственных нужд подходят и промышленные, и коллаборативные роботы, но сами по себе они не решают задачу производства. Но если внедрить их в автоматизированную систему, куда, помимо самого манипулятора, входят ПО и другие компоненты, а также доставка, установка, обучение персонала и консалтинг, то результат не заставит себя ждать.

«Любой тип робота — промышленный или коллаборативный — подходит для монотонных или опасных процессов: сварка, загрузка деталей в станок, укладка на поддоны, маркировка, паллетирование и других. Но можно разработать решение для любых типов задач», — утверждает г-н Лукин.

Углубимся в технические характеристики. Чем будет заниматься робот на предприятии? Резать, варить, сортировать, перемещать или красить? От этого стоит отталкиваться дальше. Александр Неволин считает, что роботы в одной ценовой категории одинаковы, можно взять универсальную роботизированную руку и установить на неё сварочный аппарат, краскопульт или захват, и получатся машины для абсолютно разных задач.

Что касается роботов для задач по сварке, то Евгений Ильюшенко говорит, что отличие от универсального робота — в возможности быстрого вызова специфических функций: поджига сварочной дуги, регулировки вылета проволоки и задания параметров колебаний во время сварки и др.

А робот для окраски может представлять из себя компактное решение, способное наносить лакокрасочное покрытие на детали малого или среднего размера. По словам генерального директора ООО «ДС-Роботикс» Михаила Зотова, это может быть и мощный робот или их группа с большой рабочей зоной, интегрированные в окрасочную камеру или линию для обработки масштабных или сложных деталей. Решения для паллетирования могут отличаться по конструкции захвата — универсальной или специально разработанной под определённые типы паллет.

Алексей Макаренков отмечает ещё несколько отличий сварочного манипулятора от универсальных промышленных роботов. У «руки» полое «запястье», что делает её компактней; малая грузоподъёмность около 5–10 кг, чего достаточно для установки сварочной горелки; широкий диапазон радиусов действия для работы с разными размерами изделий.

Г-н Ильюшенко считает: для решения задач по сварке недостаточно рассматривать только робота. Необходимо подбирать комплекс в целом, т. е. комплект оборудования с налаженным взаимодействием между роботом, сварочным источником, кантователем (позиционером) при необходимости, а также инструментом. Простота управления комплексом, как и надёжное взаимодействие всех составляющих — залог успешного проекта по роботизации сварки.

Для каждой конкретной технологической операции подбирают манипулятор с соответствующими характеристиками и свойствами. Например, для паллетирования и перемещения целесообразнее использовать четырёхосевого робота, для точечной сварки более гибко может применяться семиосевой робот, для лазерной сварки в линейке Yaskawa есть специализированный робот с улучшенными характеристиками точности и повторяемости позиционирования, а для задач по покраске применяются роботы со степенью защиты уровня IP67.

В любой отрасли

В общемировой практике больше других роботизирована отрасль автомобилестроения. Алексей Макаренков утверждает: больше половины выпущенных за всё время промышленных роботов работают на автомобильных заводах. Конвейерное производство, миллиардные тиражи и серийность сложно представить без глубокой роботизации.
Но рынок со временем изменился.

«Роботизированные решения с каждым днем становятся всё более доступными, гибкими, простыми в использовании. Это стимулирует роботизацию новых сфер: электронная промышленность, e-commerce, полимерная промышленность, сфера услуг, и другие отрасли», – сообщил Артём Лукин.

Но решения давно стали гибкими и доступными, и часто используются в металлургии, электронной промышленности и на производстве полимеров.

«Основными потребителями роботизированных решений являются отрасли промышленности, требующие высокой производительности и, главное, постоянства качества выпускаемой продукции. В этих отраслях большей роботизации подвергаются технологические процессы по перемещению и манипуляции изделиями, сварке и резке материалов, покраске и складированию продукции», — перечисляет Евгений Ильюшенко.

По словам Александра Неволина, чаще используют 6-осевые манипуляторы.

А что касается производителей, которые получили признание среди заказчиков, то это — Fanuc, Kuka, ABB, Yaskawa, Universal Robots, Estun, MiR, Robotiq и отечественные компании HARTUNG и «Роботех». В направлении дельта-роботов работают компании Nevlabs и «Бит-Роботикс».

Всего, по данным IFR, в России сегодня 73 компании, разрабатывающих робототехнику, и найти среди них производителя по душе как для малого, так и для среднего бизнесов не составит труда.

Например, компания «ДС-Роботикс» запатентовала автономную модульную ячейку для выполнения широкого спектра сборочных операций с системой оптического зрения, которая базируется на двух роботах. Михаил Зотов говорит: система самостоятельно извлекает нужные компоненты из обменной тары и помещает на мобильную платформу, которая доставляет заготовку в зону работы руки-манипулятора для осуществления производственной операции (сварки, пайки и т. п.). Дальше в зависимости от конфигурации системы робот может автоматически передавать изделие на следующий этап производства, а если он не встроен в линию, — складывать его в обменную тару. Впервые решение было внедрено на предприятие НПО «СтарЛайн» в 2017 году, после чего, говорят, производительность завода выросла в 10 раз.

Цена кусается

Роботизация — удовольствие не из дешёвых, тем не менее вопрос цены спорный и зависит от многих факторов. Более того, не всегда выгодный выбор оказывается качественным.

Среди бюджетных вариантов эксперты выделяют роботов китайских и российских производителей. Алексей Макаренков отметил, что занять свою долю рынка эти компании пытаются, оперируя ценой как главным козырем.

И здесь каждый производитель выбирает свой путь снижения цены.
Одни эксперты говорят, что продукция некоторых брендов, не имея десятков лет репутации на рынке робототехники, как у крупных мировых лидеров, по характеристикам не отстаёт.

Интеграторы используют технологичные и продвинутые модели роботов, но такие решения удаётся сделать доступными также и за счёт стандартизации и массового производства. Поэтому предприятия могут попробовать разные роботизированные решения и впоследствии определиться, что подойдёт им больше.

«Большинство малоизвестных производителей идут по пути удешевления производства механики и электроники: закладывают меньший запас прочности в детали, делают их более тонкими, простыми; экономят на электронике, пытаясь создать систему на покупных электронных компонентах, заточенных под задачи общего назначения и не всегда подходящих под задачи промышленных роботов; внедряют некачественное программное обеспечение, которое не позволяет корректно настроить работу манипулятора. Это тупиковый путь, и, несмотря на кажущуюся дешевизну робота, купив его, вы получите лишь ненадёжный механизм, который может и не отработать заявленный ресурс», — уверен Алексей Макаренков.

Тут предприятия могут столкнуться с ситуацией, когда приходится выбирать между двух зол: купить подешевле, но сомнительного качества, или обратиться к популярным производителям промышленных роботов. Эти бренды давно зарекомендовали себя отличным качеством как в механике и электронике, так и в системах управления. Работать с их роботами легко и приятно, но цена чрезмерно завышена, считает Алексей Макаренков.

Связано это с бесконечной цепочкой передачи товара от головного предприятия в конечную точку, то есть к потребителю. За все промежуточные перепродажи в итоге платит окончательный покупатель.

И чем больше звеньев в этой цепочке, тем, соответственно, выше цена.

Нередко при обращении клиента изначально объявляют цену за «голого» робота. Клиент, конечно, доволен — цена низкая, можно брать. Но в коммерческом предложении озвученная цена в два раза больше. Это связано с тем, что для подключения какого-либо внешнего аксессуара, помимо самого устройства, заказчику нужно докупить программную или физическую опцию для его подключения. Так и выходит, если предприятие хочет иметь больше функций, придётся доплачивать.

Но есть и другие пути снижения цены. Например, завод Chengdu Crp Robot Technology Co., ltd оптимизирует стоимость за счёт исключения ненужных промежуточных звеньев в цепи поставки робота от завода до клиента. Да и робот продаётся сразу с полной комплектацией программных опций. Евгений Ильюшенко утверждает, что стоимость неотъемлемо зависит и от задачи, для решения которой необходима роботизация. И с этим может помочь интегратор робототехники.

А выбор интегратора — не менее важный процесс для предприятия, чем выбор производителя робота.

Вывод

Подбор робота — дело индивидуальное, и полагаться на опыт коллег не всегда правильно. Из советов экспертов выделяются несколько ключевых моментов, от которых предприятию стоит отталкиваться при желании роботизировать производство. Во-первых, нужно определиться с механикой робота, какой он будет, манипулятор или безопасный коллаборативный; во-вторых, чётко обозначить задачу, которую сможет решить «умная» машина; в-третьих, решить, положиться на опытных мировых производителей и переплатить за имя бренда, или потрудиться и найти качественное решение среди менее популярных разработчиков. Но всё же лучше всего обратиться к интегратору.

«Необходимо внимательно относиться к выбору партнёра по интеграции робототехнических решений, внимательно изучить его компетенции и опыт.

Также необходимо понимать, что задача по роботизации не может быть в полной мере выполнена с желаемым результатом без активного участия технических служб самого заказчика», — добавляет г-н Ильюшенко.

Михаил Зотов
Генеральный директор ООО «ДС-Роботикс» Михаил Зотов

«С развитием технологий, в том числе искусственного интеллекта, промышленные роботы смогут выполнять всё более сложные операции, плотнее интегрироваться в общую цифровую среду предприятия. Будут появляться интеграционные решения, обеспечивающие высокую совместимость роботов от разных производителей, и в итоге мир придёт к повсеместному использованию полностью автоматизированных производств, которыми будет управлять всего несколько квалифицированных специалистов».

Никита Максимов
Ведущий конструктор ООО «Аквафор Роботикс» Никита Максимов

«Первый шаг — выбор технологии сварки, от этого зависит, в первую очередь, грузоподъёмность робота. На втором месте — рабочая зона робота, но здесь возможен гибкий подход, в зависимости от используемой сварочной оснастки. Следом идут специфические требования технологического процесса — например, может быть необходим робот с полой кистью или семиосевой кинематикой».

Артём Лукин
Генеральный директор ООО «Технорэд» Артём Лукин

«В сфере робототехники очень важно бороться со стереотипами, что роботизация стоит как чугунный мост. Это совсем не так, с каждым днем технологии становятся проще, дешевле и гибче».

Алексей Макаренков
Технический директор ООО «СМТ» (CRP ROBOT) Алексей Макаренков

«При выборе промышленного манипулятора малоизвестного бренда
в первую очередь необходимо обращать внимание на механику робота. Сравните его вес и внешний вид с аналогом именитого бренда. Если вес малоизвестного робота значительно ниже веса европейского при схожей досягаемости, значит, производитель сэкономил в металле, и это точно скажется на сроке службы робота. Также стоит обращать внимание на электронику. Если, открывая шкаф робота, вы видите одно название бренда, а на электронных блоках названия уже совсем других производителей — это повод насторожиться. Неизвестно, хорошо ли производитель программно объединил эти блоки между собой. Также следует обратить внимание на интерфейс и программное обеспечение робота».

Текст: Анастасия Семёнова. Фото: freepik.com

Автоматизация
Рекомендуем
Подпишитесь на дайджест «Промышленные страницы»
Ежемесячная рассылка для специалистов отрасли
Популярное на сайте
Бизнес-кейсы
Индустрия 4.0