Аж үйлдвэрийн автоматжуулалтад гурван тэнхлэгтэй серво роботын өөрчлөгдөж буй үүрэг

Аж үйлдвэрийн автоматжуулалтад гурван тэнхлэгтэй серво роботуудын өөрчлөгдөж буй үүрэг

Аж үйлдвэрийн автоматжуулалтын давалгаа "механикжуулсан орлуулалт"-аас "ухаалаг хамтын ажиллагаа" руу шилжих тусам гурван тэнхлэгтэй серво роботууд үүргээ чухал байдлаар өөрчилж байна. Нэгэн цагт үйлдвэрлэлийн шугам дээр энгийн, давтагддаг ажлуудыг гүйцэтгэдэг туслах үүрэг гүйцэтгэдэг байсан гурван тэнхлэгтэй серво роботууд одоо серво системийн нарийн хяналт болон дижитал технологийг гүнзгий нэгтгэсний ачаар тоног төхөөрөмжийг холбох, үйл явцыг оновчтой болгох, үйлдвэрийн ухаалаг өөрчлөлтийг бий болгоход гол үүрэг гүйцэтгэж байна.

I. Үүргийн өөрчлөлтийн гурван үе шат: "Хүний хөдөлмөрийг орлох"-оос "Үйл явцыг тодорхойлох" хүртэл

Гурван тэнхлэгтэй серво роботын үүргийн хувьсал нь аж үйлдвэрийн автоматжуулалтын хувьсан өөрчлөгдөж буй хэрэгцээтэй тууштай уялдаж ирсэн бөгөөд үүнийг гурван үндсэн үе шатанд тодорхой хувааж болох бөгөөд тус бүр нь өөр өөр функциональ байршил, үнэ цэнийн хувь нэмэртэй байдаг.

1. I үе шат: Үндсэн орлуулах үүрэг (2010-2018)
Энэ үе шатанд үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын гол шаардлага нь "зардлыг бууруулах, үр ашгийг дээшлүүлэх" байсан бөгөөд энэ нь хөдөлмөрийн хомсдол болон давтагдах хөдөлмөрийн өндөр эрчимтэй байдлыг шийдвэрлэхэд чиглэгдсэн байв. Гурван тэнхлэгтэй серво роботуудын гол үүрэг нь хүний ​​хөдөлмөрийг орлож, энгийн материал боловсруулах, эд анги боловсруулах, ачих, буулгах зэрэг ганц, тогтмол ажлуудыг гүйцэтгэх явдал байв. Техникийн онцлог: Голчлон цэгээс цэг рүү чиглэсэн серво систем нь зөвхөн үндсэн нарийвчлал (±0.1 мм дотор) болон хурдны шаардлагыг хангаж, нарийн төвөгтэй замын төлөвлөлтийн хэрэгцээг арилгадаг.
Хэрэглээний хувилбарууд: Электрон эд анги угсрах, ачиж буулгах зэрэг хөдөлмөр их шаарддаг салбаруудад төвлөрсөн. Тарилгын хэвлэх машинс.
Үнэ цэнийн байршил: "Гар хөдөлмөрийг орлох хэрэгсэл"-ийн хувьд түүний гол үнэ цэнэ нь хөдөлмөрийн зардал болон хүний ​​алдааг бууруулахад оршдог бөгөөд үйлдвэрлэлийн шугамын нийт үйл явцад хязгаарлагдмал нөлөө үзүүлдэг.

2. Хоёрдугаар үе шат: Процесс интеграторын үүрэг (2019-2022)
Үйлдвэрлэлийн шугамууд дээрх тоног төхөөрөмжийн тоо нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан "тоног төхөөрөмжийн хамтын ажиллагаа" шинэ шаардлага болж байна. Гурван тэнхлэгтэй серво Робот гарs нь "процесс интегратор"-ын үүргийг гүйцэтгэж эхэлж байна. Эдгээр нь тусгаарлагдсан гүйцэтгэх нэгж байхаа больж, харин өөр өөр тоног төхөөрөмжийг (жишээлбэл, машин багаж хэрэгсэл, туршилтын тоног төхөөрөмж, конвейер) холбосон гүүр болж, процессын алхмуудын хооронд жигд интеграцчилал хийх боломжийг олгодог. Техникийн онцлог: Серво системийг "траекторын удирдлага" болгон сайжруулсан бөгөөд шулуун шугам болон нумын нарийн төвөгтэй замын төлөвлөлтийг дэмжиж, нарийвчлалыг ±0.05 мм болгон сайжруулсан. Мөн захын төхөөрөмжүүдтэй энгийн дохио солилцох үндсэн I/O интерфэйсүүдтэй.
Хэрэглээний хувилбарууд: Автомашины эд анги боловсруулах болон хэрэглээний электрон бүтээгдэхүүний нарийн угсралт хүртэл өргөжүүлсэн. Жишээлбэл, гар утасны гэрний үйлдвэрлэлийн шугамд "машин боловсруулах - харааны үзлэг - чанартай бүтээгдэхүүн дамжуулах" гэсэн тасралтгүй үйл явцыг гүйцэтгэдэг.
Үнэ цэнийн байршил: "Үйл явцын холболтын зангилаа"-ны хувьд түүний гол үнэ цэнэ нь үйл явцын интервалыг богиносгох, үйлдвэрлэлийн шугамын нийт ашиглалтын түвшинг (OEE) сайжруулах, дан машины үр ашгийг "шугамын үр ашиг" болгон сайжруулахад оршино.

3. 3-р үе шат: Ухаалаг төвийн үүрэг (2023 оноос өнөөг хүртэл)
Аж үйлдвэрийн 4.0 болон "харанхуй үйлдвэрүүд"-ийн эрэлт хэрэгцээ огцом нэмэгдсэн нь гурван тэнхлэгтэй серво робот гарыг "ухаалаг төв" шатанд оруулсан. Эдгээр нь зөвхөн үйлдлийг гүйцэтгэгч төдийгүй өгөгдөл цуглуулах, дүн шинжилгээ хийх, шийдвэр гаргах "төгсгөлийн зангилаа" юм. Тэд бодит цагийн өгөгдөлд үндэслэн үйлдлээ динамикаар тохируулж, уян хатан үйлдвэрлэлийн шугамын хуваарьт оролцох боломжтой. Техникийн онцлог: Серво систем нь эргүүлэх хүчийг хариу үйлдэл үзүүлэх болон чичиргээг дарах функцийг нэгтгэж, ±0.02 мм-ийн нарийвчлалд хүрдэг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн Ethernet (EtherCAT болон Profinet гэх мэт)-ийг дэмждэг бөгөөд MES (Үйлдвэрлэлийн Гүйцэтгэлийн Систем) болон PLC (Програмчлагдах Логик Хянагч)-тай холбогдож, "өгөгдөл-Үйлдэл-Шийдвэр"-ийн хаалттай гогцоонд хүрч чаддаг.
Хэрэглээний хувилбарууд: Шинэ эрчим хүчний батерей, ухаалаг тоног төхөөрөмж зэрэг өндөр зэрэглэлийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, литийн батерейны электрод үйлдвэрлэхэд материалын эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд бодит цагийн электродын зузааны хэмжилт дээр үндэслэн атгах хүч болон дамжуулах хурдыг динамикаар тохируулж чаддаг.
Үнэ цэнийн байршил: "Ухаалаг гол нэгж"-ийн хувьд түүний гол үнэ цэнэ нь үйлдвэрлэлийн шугамуудад уян хатан байдал, мөрдөх чадварыг бий болгох, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтыг "тогтмол процесс"-оос "динамик оновчлол" руу шилжүүлэхэд оршино.

II. Хувьсгалыг хөдөлгөгч гол технологиуд: Серво систем ба дижиталчлалын давхар нээлтүүд

Гурван тэнхлэгтэй серво робот гарны үүргийн хувирал нь үндсэндээ серво хяналтын технологи болон дижитал интеграцийн чадавхийн давхар нээлтийн үр дүн юм. Эдгээр хоёр технологи нь робот гарны гүйцэтгэлийн дээд хязгаарыг тодорхойлохоос гадна үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтад түүний үнэ цэнийн саналд шууд нөлөөлдөг. Эдгээр нь мөн худалдан авагчид сонгохдоо анхаарах ёстой гол үзүүлэлтүүд юм. Робот.

1. Серво систем: "Нарийвчлалын хяналт"-аас "Ухаалаг ойлголт" хүртэл
Серво систем нь гурван тэнхлэгтэй робот гарны "зүрх" бөгөөд түүний технологийн шинэчлэлтүүд нь түүний өөрчлөгдөж буй үүргийн үндэс суурь болдог. Эртний серво системүүд нь зөвхөн "нарийн хөдөлгөөн"-ий асуудлыг шийддэг байсан бол одоо "ойлголт ба тохируулга" хийх чадвартай ухаалаг нэгж болж хөгжсөн:

Сайжруулсан нарийвчлал: Нэмэлт кодлогчийн оронд "үнэмлэхүй кодлогч" ашиглах нь асаалттай үед тэг буцах шаардлагагүй болгож, байрлалын нарийвчлалыг ±0.1мм-ээс ±0.02мм хүртэл сайжруулж, нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангадаг.

Динамик хариу үйлдэл: "Өндөр хурдны гүйдлийн гогцооны удирдлага" руу шинэчлэгдсэнээр хариу үйлдэл үзүүлэх хугацаа 0.1мс-ээс бага болж буурсан нь ачааллын өөрчлөлтөд (жишээлбэл, янз бүрийн жинтэй хэсгүүдийг атгах) хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх, хөдөлгөөний саатлаас зайлсхийх боломжийг олгоно.

Төлөв байдлын мэдрэмж: Нэгдсэн эргүүлэх хүч болон температурын мэдрэгч нь атгах хүч болон моторын температурыг бодит цаг хугацаанд хянадаг. Хэт ачаалал эсвэл хэт халалтын үед автоматаар унтрах хамгаалалт нь тоног төхөөрөмжийн эвдрэлийн түвшинг бууруулдаг.

2. Дижитал интеграци: "Тусгаарлагдсан гүйцэтгэл"-ээс "Өгөгдлийн харилцан холболт" хүртэл
Хэрэв серво систем нь "булчин" бол дижитал интеграцийн чадвар нь "мэдрэл" юм. Энэ систем нь тусгаарлагдсан төхөөрөмжүүдээс гурван тэнхлэгтэй робот гарыг Аж үйлдвэрийн интернет болгон хувиргаж, тэдгээрийг хаалттай өгөгдлийн гогцооны гол бүрэлдэхүүн хэсэг болгодог.

Харилцаа холбооны протоколын шинэчлэлт: Аж үйлдвэрийн Ethernet протоколуудыг дэмжих нь MES болон ERP системүүдтэй шууд харилцах боломжийг олгодог бөгөөд үйлдвэрийн алсаас хянах, засвар үйлчилгээ хийхэд зориулж бодит цагийн хөдөлгөөний өгөгдлийг (ажлын хугацаа болон алдааны код гэх мэт) байршуулдаг.

Ирмэгийн тооцооллын чадвар: Зарим өндөр зэрэглэлийн загварууд нь суурилуулсан ирмэгийн тооцооллын модулиудтай бөгөөд энэ нь хост компьютерт найдахгүй харааны хяналтын өгөгдлийг (жишээлбэл, эд ангийн байрлалын хазайлт) орон нутгийн хэмжээнд боловсруулах боломжийг олгодог бөгөөд шийдвэр гаргах хурдыг 50%-иас дээш сайжруулдаг.

Уян хатан програмчлал: "Залгах дүрслэлийн програмчлал" эсвэл "офлайн програмчлалын програм хангамж" ашиглан ажлын байран дээрх ажилчид мэргэжлийн инженерүүдийн шаардлагагүйгээр үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд үндэслэн хөдөлгөөний процессыг тохируулж, бүтээгдэхүүний загваруудын хооронд шилжих хугацааг хэдэн цагаас хэдэн минут болгон бууруулж чадна.

III. Одоогийн үндсэн хэрэглээний хувилбарууд: "Ерөнхий зорилго"-оос "Үйлдвэрлэлийн тохируулга" хүртэл

Үүргийн энэхүү өөрчлөлттэй холбогдуулан гурван тэнхлэгтэй серво робот гарны хэрэглээний хувилбарууд нь "ерөнхий зориулалтын хамрах хүрээ"-нээс "салбарын гүнзгий тохируулга" руу шилжиж байна. Төрөл бүрийн салбарын үйлдвэрлэлийн хэрэгцээ харилцан адилгүй байдаг тул техникийн өөр өөр тохиргоо, үйл ажиллагааны онцлох үйл явцад хүргэдэг. Энэ нь бөөний худалдан авагчдад хангамжийн сүлжээгээ салбараар нь сегментлэх боломжийг олгодог.

1. 3C электроникийн салбар: Нарийвчлал ба уян хатан байдлыг нэн тэргүүнд тавих нь
3C бүтээгдэхүүнүүд (гар утас, компьютер, ухаалаг төхөөрөмж) нь жижиг хэмжээтэй, өндөр нарийвчлалтай, бүтээгдэхүүний хурдан давталттай байдаг. Гурван тэнхлэгтэй серво робот гарны гол шаардлага нь өндөр нарийвчлалтай, хурдан солигдох явдал юм.
Ердийн хэрэглээ: SMT угсралтын дараа гар утасны эх хавтанг шилжүүлэх, камерын модуль угсрах, дэлгэцийн ламинатан тусламж үзүүлэх.
Техникийн шаардлага: Байршлын нарийвчлал ≥ ±0.03 мм, давтагдах чадвар ≥ ±0.01 мм, хурдан заах програмчлалыг дэмжих.
Хэрэглэгчийн үнэ цэнэ: Электроникийн үйлдвэрүүдэд өндөр холимог, бага багцтай үйлдвэрлэлд хүрэхэд нь туслах, бүтээгдэхүүний солилцооны хугацааг 10 минутаас бага болгож, хэрэглээний электроникийн хурдан давталтын шаардлагыг хангах.

2. Автомашины эд ангийн үйлдвэрлэл: Өндөр ачаалалтай ба өндөр тогтвортой байдал
Автомашины эд анги (жишээлбэл, холхивч, араа, багажны самбар) үйлдвэрлэх нь өндөр ачаалалтай, урт хугацааны тасралтгүй ажиллагаатай байдаг тул өндөр ачааллын багтаамж, өндөр найдвартай байдлыг шаарддаг.
Ердийн хэрэглээ: Хөдөлгүүрийн блокийг ачих, буулгах, хурдны хайрцгийн эд ангиудыг шилжүүлэх, мөн эд ангиудыг тамгалах.
Техникийн шаардлага: Ачааллын багтаамж 5-50кг, эвдрэлийн хоорондох дундаж хугацаа (MTBF) ≥ 10,000 цаг, хэт ачааллаас хамгаалах болон ослын зогсолтын функцтэй.
Хэрэглэгчийн үнэ цэнэ: Хүнд эд анги боловсруулах үед гар хөдөлмөрийг орлож, ажилтай холбоотой гэмтлийн эрсдлийг бууруулж, үйлдвэрлэлийн шугамын 24/7 тасралтгүй ажиллагааг хангаж, ашиглалтын түвшинг 95%-иас дээш болгоно.

3. Хүнсний сав баглаа боодлын үйлдвэрлэл: Эрүүл ахуй ба дүрэм журмын хэрэгжилт
Хүнсний сав баглаа боодлын үйлдвэрлэл нь эрүүл ахуй, аюулгүй байдал, нийцлийн хатуу шаардлага тавьдаг бөгөөд гурван тэнхлэгтэй серво робот гар нь тодорхой материал, дизайны стандартыг хангахыг шаарддаг.
Ердийн хэрэглээ: Жигнэмэг болон шоколадыг автоматжуулсан ангилах, хайрцаглах, мөн шингэн хоол хүнс (сүү, жүүс)-ийн лонхны тагийг атгах, чангалах.
Техникийн шаардлага: Их бие нь зэвэрдэггүй гангаар (304 эсвэл 316L) хийгдсэн, FDA (АНУ-ын Хүнс, Эмийн Захиргаа) эсвэл Европын Холбооны 10/2011 стандартын шаардлагыг хангасан, оёдолгүй, цэвэрлэхэд хялбар гадаргуутай байх ёстой.
Хэрэглэгчийн үнэ цэнэ: Энэ нь хүнсний үйлдвэрлэлийн хатуу зохицуулалтын шаардлагыг хангахын зэрэгцээ хүн хоол хүнстэй харьцахаас бохирдох эрсдлийг арилгаж, хэрэглэгчдийг дэлхийн зах зээлд саадгүй нэвтрэхэд нь туслах ёстой.

IV. Сонгон шалгаруулалтын гарын авлага: "Үүргийн байр суурь"-д үндэслэсэн тохирох шаардлага

Хэзээ гурван тэнхлэгтэй серво робот гар сонгох, тухайн үүрэгт тохирох загварыг сонгохын тулд зөвхөн өндөр эсвэл бага үзүүлэлтүүд төдийгүй эцсийн хэрэглэгчийн автоматжуулалтын үе шат болон хэрэглээний хувилбарыг харгалзан үзэх хэрэгтэй. Загвар сонгоход дараах гурван үндсэн хэмжээс гол хүчин зүйл болдог.

1. Эцсийн хэрэглэгчийн автоматжуулалтын үе шатыг тодорхойлох.

Хэрэв үйлчлүүлэгч "гараар солих" үе шатанд байгаа бол (жишээлбэл, жижиг шахах хэвний үйлдвэр): Ачаалал (1-5кг), үндсэн нарийвчлал (±0.1мм) болон зардлын хяналтад анхаарлаа хандуулж "үндсэн солих" загварыг сонгоно уу. Нэмэлт өндөр түвшний харилцаа холбооны функц шаардлагагүй.

Хэрэв үйлчлүүлэгч "үйл явцын интеграци" үе шатанд байгаа бол (жишээлбэл, дунд хэмжээний электроникийн үйлдвэр): Үйлчлүүлэгчийн одоо байгаа тоног төхөөрөмжтэй (жишээлбэл, машин багаж хэрэгсэл, конвейер) нийцтэй байдлыг хангахын тулд траекторын хяналт болон I/O интерфэйсийг дэмжих шаардлагатай "үйл явцын интеграци" загварыг сонгоно уу.

Хэрэв үйлчлүүлэгч "ухаалаг шинэчлэлт" үе шатанд байгаа бол (жишээлбэл, шинэ том эрчим хүчний үйлдвэр): Аж үйлдвэрийн Ethernet болон өгөгдөл байршуулах чадварыг дэмжих, мөн серво систем нь MES системийн интеграцийн шаардлагыг хангах төлөв байдлын талаарх мэдлэгийн чадвартай эсэхийг баталгаажуулах шаардлагатай "ухаалаг төв" загварыг сонгоно уу.

2. Салбарын онцлог хэрэгцээг хангах

Байгаль орчин болон үйл явцын шаардлага нь салбар бүрт мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг тул зорилтот машины загварыг сонгох шаардлагатай болдог:
Нарийвчлалтай үйлдвэрлэл (3C, хагас дамжуулагч): Байршлын нарийвчлал болон давтагдах чадварыг нэн тэргүүнд тавьж, абсолют кодлогчоор тоноглогдсон серво системийг сонгох;
Хүнд үйлдвэрлэл (автомашин, барилгын машин механизм): Ачааллын багтаамж болон дундаж хугацаа (MTBF)-д анхаарлаа төвлөрүүлж, бэхжүүлсэн кузовын бүтэцтэй, илүү хүчтэй мотортой машин сонгох;
Эрүүл мэндийн салбар (хүнс, эмийн үйлдвэр): Материалын асуудлаас үүдэлтэй хэрэглэгчийн нийцлийн эрсдэлээс зайлсхийхийн тулд материалын нийцлийг (жишээ нь, зэвэрдэггүй ган их бие, хүнсний зориулалттай тослох материал) хангах.

3. Амьдралын мөчлөгийн зардалд анхаарлаа төвлөрүүл

Бөөний худалдан авагчид зөвхөн "худалдан авалтын зардал"-ыг төдийгүй эцсийн хэрэглэгчийн "амьдралын мөчлөгийн зардал" (засвар үйлчилгээ, эрчим хүчний хэрэглээ, шинэчлэлтийг оруулаад)-ийг харгалзан үзэх хэрэгтэй.
Засвар үйлчилгээний зардал: Серво мотор болон редукторуудад зориулсан модульчлагдсан загвартай загваруудыг сонгоорой. Энэ нь эд ангиудыг хялбархан солих боломжийг олгож, дараагийн засвар үйлчилгээний хугацаа болон зардлыг бууруулдаг.
Эрчим хүчний зардал: Хүлээлгийн горим эсвэл бага ачааллын нөхцөлд эрчим хүчний хэрэглээг автоматаар бууруулж, хэрэглэгчдийн урт хугацааны цахилгааны зардлыг хэмнэх "эрчим хүч хэмнэх горим"-оор серво системүүдийг нэн тэргүүнд тавь.
Шинэчлэлтийн зардал: Үйлчлүүлэгчийн шинэчлэлтийн хэрэгцээнээс шалтгаалан тоног төхөөрөмжийг дахин худалдан авахаас зайлсхийхийн тулд загвар нь "програм хангамжийн шинэчлэлт" болон "функцийн өргөтгөл" (жишээлбэл, дараа нь харааны систем нэмэх)-ийг дэмжиж байгаа эсэхийг баталгаажуулна уу.

Дүгнэлт: Аж үйлдвэрийн автоматжуулалтын "Шинэ төвийн эрин үе"-д гурван тэнхлэгтэй серво робот гар оруулав

Гурван тэнхлэгтэй серво робот гарны үүрэг "энгийн орлуулалт"-аас "ухаалаг төв" болж өөрчлөгдсөн нь зөвхөн технологийн хувьслын үр дүн төдийгүй аж үйлдвэрийн автоматжуулалтын "үр ашгийг нэн тэргүүнд"-ээс "уян хатан оюун ухаан" руу шилжих хувьслын бичил хэсэг юм. Дэлхийн бөөний худалдан авагчдын хувьд энэхүү өөрчлөгдөж буй чиг хандлагыг ашиглах нь эцсийн хэрэглэгчдэд өөрсдийн хэрэгцээнд илүү тохирсон, илүү их үнэ цэнийг санал болгодог шийдлүүдийг санал болгож, улмаар ширүүн нийлүүлэлтийн сүлжээнд өрсөлдөх давуу талыг олж авах гэсэн үг юм.

Ирээдүйд хиймэл оюун ухааны алгоритм болон серво технологи цаашид нэгдэхийн хэрээр гурван тэнхлэгтэй серво робот гар нь бие даасан суралцах чадвартай болох бөгөөд тэдгээр нь түүхэн өгөгдөлд үндэслэн хөдөлгөөний замыг оновчтой болгож, тэр ч байтугай болзошгүй алдааг урьдчилан таамаглах боломжтой болно. Энэхүү чиг хандлага нь аж үйлдвэрийн автоматжуулалтын цөм болох байр сууриа улам бататгаж, худалдан авагчдад зах зээлийн чиг хандлагад илүү их боломжийг олгох болно.