Виды промышленных роботов: от манипуляторов до коботов

Современная промышленность активно использует робототехнику для повышения производительности, точности и безопасности производства. Промышленные роботы выполняют задачи, требующие высокой скорости, точности и повторяемости, освобождая человека от рутинного и опасного труда. Рассмотрим основные виды промышленных роботов, их особенности и области применения.

Что такое промышленный робот

Промышленный робот — это автоматизированная машина, способная выполнять заранее запрограммированные операции в производственных процессах. Он может быть стационарным или подвижным, управляться программно или при помощи датчиков и искусственного интеллекта.
Основные функции таких роботов включают:

• сборку деталей и узлов,

• сварку,

• окраску изделий,

• упаковку и транспортировку,

• обработку поверхностей и резку материалов.

Классификация промышленных роботов

Промышленные роботы классифицируются по различным критериям: по конструкции, степени подвижности, типу привода, назначению и способу управления. Наиболее распространённая классификация — по типу конструкции механической руки (манипулятора).

Картезианские (линейные) роботы

Особенности конструкции

Картезианские роботы (или линейные) движутся по трём координатным осям — X, Y и Z. Их движение основано на принципе прямолинейного перемещения вдоль направляющих.

Преимущества

• высокая точность позиционирования,

• простота управления,

• возможность интеграции в автоматические линии.

Области применения

Такие роботы широко используются в:

• 3D-печати,

• фрезеровке,

• упаковке,

• перемещении деталей и комплектующих.

Цилиндрические роботы

Особенности

Цилиндрические роботы движутся вдоль оси и вращаются вокруг неё. Такая система обеспечивает хорошую манёвренность в ограниченных пространствах.

Применение

Используются в:

• сборочных линиях,

• сварочных процессах,

• обслуживании станков.

Достоинства

• простая конструкция,

• высокая грузоподъёмность,

• лёгкость программирования.

Сферические (полярные) роботы

Конструкция и принципы работы

Сферические роботы имеют вращающиеся и телескопические сочленения, позволяющие им работать в сфере с определённым радиусом.
Их движения напоминают работу человеческого плечевого сустава.

Преимущества

• широкий рабочий диапазон,

• возможность работы с крупными объектами,

• хорошая гибкость.

Использование

Применяются в:

• сварочных цехах,

• покрасочных камерах,

• манипуляционных системах.

SCARA-роботы

Что такое SCARA

SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) — это роботы с селективной податливостью, оптимизированные для сборочных операций.

Особенности

• высокая скорость и точность,

• вертикальная жёсткость и горизонтальная гибкость,

• компактность и надёжность.

Применение

Идеальны для:

• сборки электроники,

• монтажа микросхем,

• упаковки и маркировки изделий.

Шарнирные (антропоморфные) роботы

Конструкция

Шарнирные роботы (или роботы-манипуляторы) имеют несколько вращательных осей, имитирующих движения человеческой руки. Обычно число степеней свободы варьируется от 4 до 7.

Достоинства

• высокая гибкость,

• возможность сложных траекторий движения,

• компактность рабочего пространства.

Где используются

• сварка и пайка,

• сборка автомобилей,

• покраска и нанесение покрытий,

• перемещение и сортировка грузов.

Дельта-роботы

Особенности

Дельта-роботы состоят из нескольких лёгких рычагов, соединённых в параллельной кинематической структуре. Они обеспечивают невероятно быстрое и точное движение.

Применение

Наиболее востребованы в:

• пищевой промышленности (упаковка, сортировка),

• фармацевтике,

• электронике.

Преимущества

• высокая скорость,

• точность,

• минимальные вибрации и энергозатраты.

Коллаборативные роботы (Коботы)

Что это такое

Коллаборативные роботы — это новая категория машин, созданных для безопасного взаимодействия с человеком без защитных ограждений.

Преимущества

• безопасность работы,

• лёгкость программирования,

• мобильность,

• возможность быстрой адаптации под новые задачи.

Применение

Коботы используются:

• на сборочных линиях,

• в упаковке и паллетировании,

• для тестирования и контроля качества.

Мобильные промышленные роботы

Описание

Эти роботы совмещают функции манипулятора и платформы на колёсном или гусеничном ходу. Они способны самостоятельно перемещаться по производственным площадкам, используя навигационные системы.

Где применяются

• логистика и складское хозяйство,

• транспортировка компонентов между цехами,

• обслуживание производственных линий.

Приводы промышленных роботов

Роботы могут использовать различные типы приводов:

• электрические — наиболее распространённые, точные и чистые;

• гидравлические — применяются там, где требуется большая сила;

• пневматические — обеспечивают простоту и низкую стоимость при малых нагрузках.

Перспективы развития промышленных роботов

Будущее промышленной робототехники связано с интеграцией искусственного интеллекта, машинного зрения и интернетом вещей (IoT). Уже сегодня роботы способны:

• самостоятельно оптимизировать процессы,

• обучаться на данных,

• адаптироваться к изменяющимся условиям производства.

Основная тенденция — переход от узкоспециализированных машин к интеллектуальным системам, способным работать бок о бок с человеком.

Заключение

Промышленные роботы становятся неотъемлемой частью современной индустрии. От простых манипуляторов до интеллектуальных коботов — каждая категория имеет своё место и задачи. Внедрение таких технологий повышает эффективность, снижает издержки и способствует развитию «умных фабрик» будущего.