Роботите в автомобилната индустрия

АвтоматизацияТехнологииАвтомобилостроене в България - специално издание на сп. Инженеринг ревю • 15.09.2016

Роботите в автомобилната индустрия
Роботите в автомобилната индустрия

Индустриалната роботика е в основата на модерното автомобилостроене. Около деветдесет процента от всички роботи в света работят в заводи и фабрики, като повече от половината от тях са в автомобилната промишленост, сочи актуално изследване на американската компания Bastian Robotics.

В наши дни човешката дейност в много съоръжения от този отрасъл до голяма степен се свежда само до наблюдение и надзор на роботизираните системи и другото технологично оборудване.

Първите “стъпки” на роботите в автомобилните заводи са още през 60-те години на миналия век. Само две десетилетия по-късно те са се превърнали в незаменима за автомобилната индустрия технология.

Производителите ги използват, за да автоматизират все повече процеси и дейности, включително леене, рязане, заваряване, асемблиране, боядисване, трансфер на едрогабаритни детайли и т. н. Постепенно тромавите и разходно интензивни модели от миналото отстъпват място на мултифункционални и високотехнологични съвременни решения.

Днес, в разгара на четвъртата индустриална революция,

роботите играят ключова роля за подобря-ване на качеството
надеждността, безопасността и ефективността на цялата производствена верига в автомобилните заводи по света. Те автоматизират почти всички процеси в леярските цехове, в етапите на пресоване, конструиране, боядисване, монтаж и т. н.

Дейности, като палетизиране и депалетизиране, манипулиране на тежки части, натоварване и захранване на технологичните линии, сглобяване, съединяване, сортиране на детайли и др., са поверени изцяло на роботизирани системи с цел гарантиране на оптимална производителност.

Инвестициите в индустриални роботи за автомобилната промишленост главоломно нарастват през последните години. По данни на Bastian Robotics и Международната федерация по роботика (IFR), близо 70 хиляди нови робота са инсталирани в автомобилни заводи по целия свят през 2013 г., а през следващата година тази цифра достига 98 хил.

В допълнение, между 2010 и 2014 г. продажбите на роботи за автомобилостроенето са нараствали средно годишно с 27%, като тази тенденция се очаква да продължи и през следващите няколко години.

Първите роботи в автозаводите
Първият робот в автомобилостроенето и първият индустриален робот изобщо – Unimate, е разработен от американския изобретател Джордж Девол през 1961 г.

Роботизираното рамо със собствено тегло малко над хиляда и осемстотин килограма е внедрено в производствена линия във фабриката на Дженеръл Мотърс в Ню Джърси. Съоръжението се използва за повдигане и прикрепяне на горещи метални отливки към автомобилни врати.

През 80-те години на XX в. индустриални роботи масово се използват в автомобилните заводи за автоматизиране на различни процеси като леене, заваряване, манипулиране на едрогабаритни детайли, боядисване, асемблиране и др.

Големите производители в бранша вече са открили трите основни ползи от роботите в индустрията – те осигуряват разходна, производствена ефективност и безопасност.

Роботите и човекът в автомобилостроенето
Индустриалните роботизирани системи постепенно изместват работниците в автомобилните фабрики, тъй като могат да свършат повече работа за единица време. Оказват се и по-ефективни, по-бързи и по-точни.

Роботите понасят много по-големи работни натоварвания в сравнение с човека, както и много по-тежки промишлени условия. Така редица дейности в производствената верига се автоматизират успешно посредством роботи.

Някои операции, оказва се обаче, не подлежат на пълна автоматизация. Благодарение на колаборативните роботи – системи, проектирани да работят в споделено работно пространство с човек-оператор, днес роботите и хората вършат тези дейности в тандем.

Човекът продължава да е незаменим в прецизни задачи като окабеляване, фин монтаж и др. Роботизираните технологии извършват повторяемите, тежки и опасни операции. Това оптимално разпределение на дейностите гарантира висока гъвкавост и ефективност на производствените процеси във високотехнологичните съвременни автозаводи.

Предимства на роботите
Роботите демонстрират множество предимства в сравнение с човека в редица операции в автомобилостроенето. Те се отличават със здравина и устойчивост в леярските процеси, с висока надеждност и издръжливост при комплексното манипулиране с тежки и горещи части.

Благодарение на роботизирани системи, се постига изключителна точност и производителност в прецизни лазерни приложения, заваръчни операции, рязане и т. н.

Богатата гама разработвани и произвеждани модели в областта – от гигантски роботи-рамена с огромен обхват и товароподемност до леки и компактни конструкции, използвани предимно за обслужващи операции – осигурява решения за всички задачи в автомобилостроенето, стриктно адаптирани към конкретното приложение.

Безопасност
Роботите в автомобилната промишленост значително повишават безопасността, тъй като на практика свеждат до минимум риска от инциденти, причинени от човешка грешка, като същевременно намаляват вероятността за наранявания при работниците. Това пести на автомобилните производители доста средства и цялостно повишава производителността.

Основно предимство на роботите е способността им да работят безпроблемно при опасни за човека условия – в среда с много високи или много ниски температури, излагане на агресивни химически агенти, вредни шумови нива, в директен досег с горещи отливки и т. н.

Превъзходството на роботизираните системи в тежките и опасни индустриални операции в автомобилостроенето се допълва и от възможността им да участват в различни краш тестове за прецизна оценка на безопасността на произвежданите компоненти, конструкции и цялостни превозни средства, тъй като голяма част от провежданите изпитания са прекалено рискови за човека.

Разходна ефективност
Благодарение на внедряването на индустриални роботи, големите световни автомобилни производители успяват да спестят милиони, същевременно увеличавайки двойно или тройно производителността си само за няколко години.

Това до голяма степен се дължи на факта, че роботите не се изтощават и не се нуждаят от болнични и отпуски, за разлика от човека, като са способни да работят 24 часа на ден, седем дни в седмицата.

Така планираните прекъсвания на производствените операции се свеждат до минимум, а разходната ефективност в дългосрочен план оправдава високите първоначални инвестиции за закупуване и инсталиране на роботите и разходите за обслужване и поддръжка.

Производствена ефективност
Роботите могат да изпълняват множество отделни комплексни операции в една технологична линия, както и сложни последователности от такива. Автоматизацията на процесите в автомобилостроенето значително намалява продължителността на производствените цикли и позволява многократно увеличаване на обема на продукцията при серийните производства.

Препрограмируемите роботи могат да бъдат използвани еднакво ефективно в различни етапи на производствения процес след проста пренастройка на работните параметри.

В допълнение, голяма част от съвременните производствени стандарти в автомобилната промишленост, свързани с безопасността, качеството и надеждността на продукцията, могат да бъдат покрити само с помощта на индустриални роботи. Всичко това прави роботите незаменима технология в модерните автомобилни заводи.

Роботи със “зрение”
В редица високотехнологични автомобилни фабрики днес работят индустриални роботи със собствено машинно зрение. Снабдени с индустриални камери, прецизни лазерни измервателни устройства и мощни процесори, тези системи позволяват непостигана досега точност при сложни задачи, като асемблиране на фини детайли, извършвани доскоро само от човешка ръка.

Технологията позволява висока гъвкавост при вариации в продукцията, а същинската иновация се крие във възможността за намаляване до минимум на глъбините между отделните компоненти на каросерията и значително редуциране на шума от вятър при бързо движение на автомобила.

Роботизиране и на ръчните операции
Въпреки че голяма част от операциите в автомобилостроенето днес са автоматизирани с помощта на индустриални роботи, все още множество прецизни и довършителни дейности, като монтиране на колела, остават задача на работниците.

За да намалят натоварването върху човешката ръка при тежки и повторяеми манипулации, някои автомобилни производители оборудват служителите си с иновативни бионични системи. Те служат като естествено продължение на ръцете на техниците, но увеличават силата на захващане и товароподемността.

Сензорите, актуаторите и сложните роботизирани механизми, симулиращи работата на нерви, мускули и сухожилия, намаляват умората и многократно подобряват сръчността.

Бъдещето на роботите в автомобилостроенето
Новите пазари и приложения в автомобилостроенето разкриват интересни перспективи пред индустриалните роботи. Решенията от последно поколение разполагат с интелигентни контролни системи и усъвършенствани кинематични технологии, които позволяват интегриране на роботите в много нови приложни области на автомобилната промишленост, както и в много етапи на производствения процес.

Инвестициите в нови производствени мощности на развиващите се пазари, както и огромните капиталовложения в модернизация на производството в големите страни производители, стават причина броят на инсталираните индустриални роботи в автомобилостроенето в глобален мащаб всяка година да нараства с впечатляващи темпове.

В наши дни роботите са в основата на своеобразна еволюция и революция не само в производствената технология, но и в самия продукт, отбелязват маркетолозите. Съвременните автомобили все повече се превръщат в “компютри на колела”, в които функционират специално адаптирани за различни цели роботизирани системи, а автономните или безпилотни превозни средства вече са факт и вероятно е въпрос само на време да влязат в масово производство.

Пазарни тенденции
Автомобилната индустрия продължава да е най-големият “клиент” на индустриални роботи, сочи най-новият доклад “Световна роботика 2015: Индустриални роботи” на Международната федерация по роботика (IFR). От 2010 г. насам значително са нараснали инвестициите в роботизирани системи в автомобилните заводи по цял свят, показва още пазарното проучване.

През 2015 г. поръчките за автомобилната индустрия продължават да са основен “двигател” на пазара на индустриална роботика, като доставките за производители на автомобилни компоненти бележат ръст от 66%, а продажбите на роботи за производители на оригинално оборудване са се увеличили с 6% спрямо предходния период, гласи изследването на Bastian Robotics.

Най-разпространените приложения на роботите в автомобилостроенето са: подемно-транспортни дейности (33%), точково заваряване (26%), лакобояджийски и покривни дейности, дозиране (9%), сочат още данните на компанията.

И макар броят на инсталираните роботи бързо да нараства в останалите отрасли на промишлеността в глобален мащаб, автомобилостроенето още дълго ще запази водещата си позиция сред потребителите на индустриална роботика, категорични са пазарните анализатори.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top