Rūpnieciskie roboti: drošas robotizētās darba stacijas

Rūpnieciskie roboti ir modernas automātiskas iekārtas, kas paredzētas ražošanas, montāžas un materiālu pārvietošanas uzdevumu veikšanai. Pateicoties to precizitātei, ātrumam un efektivitātei, šiem robotiem ir būtiska nozīme rūpniecisko procesu modernizācijā un optimizācijā. Mūsdienu strauji augošajā tehnoloģiju pasaulē rūpnieciskie roboti kļūst par neatņemamu daudzu nozaru sastāvdaļu — no automobiļu nozares līdz elektronikas nozarei un pusvadītājiem un farmācijas nozarei.

Rūpniecisko robotu veidi un pielietojuma iespējas

Rūpnieciskos robotus var iedalīt vairākās pamatkategorijās atkarībā no to konstrukcijas un paredzētā lietojuma:

• Karteziānie roboti: Tiem ir trīs lineāras kustības pa X, Y un Z asi. Tos plaši izmanto pick and place procesos, montāžā un CNC lietojumos.
• SCARA roboti: Šiem robotiem ir četras brīvības pakāpes, un tie ir īpaši efektīvi detaļu montāžā, iepakošanā un materiālu pārvietošanā.
• Cilindriskie roboti: Tiem raksturīga cilindriska kustība, un tos izmanto metināšanā, liešanā un montāžas operācijās.
• Sfēriskie roboti: Tiem ir sfēriska kustība, un tos izmanto montāžas un manipulēšanas procesos, kuros nepieciešama precīza pozicionēšana.
• Delta roboti: Tiem ir viegla konstrukcija, un tos izmanto ātrdarbīgos pick and place lietojumos, iepakošanā un šķirošanā.

Rūpnieciskie roboti tiek izmantoti dažādās nozarēs, piemēram, autobūvē, elektronikā, pārtikas rūpniecībā, farmācijā un daudzās citās. To daudzpusība un spēja veikt sarežģītus uzdevumus padara tos par nenovērtējamu risinājumu mūsdienu rūpniecībā.

Populārākie rūpniecisko robotu ražotāji

Rūpnieciskās robotikas nozarē dominē vairāki vadošie ražotāji, kuriem ir būtiska tirgus daļa gan Eiropas, gan Polijas tirgū. Tālāk sniegts svarīgāko tirgus dalībnieku pārskats:

Šie dati iegūti no jaunākajiem tirgus pārskatiem un analīzēm, kas norāda uz dažu galveno spēlētāju dominanci rūpnieciskās robotikas tirgū. ABB, KUKA, FANUC un Yaskawa ir uzņēmumi, kas izceļas ar inovācijām un plašu produktu klāstu, kas pielāgots dažādām rūpniecības vajadzībām​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Rūpnieciskie roboti: robotizētās darba stacijas

Robotizētās darba stacijas ir īpaši izstrādātas darba zonas, kas aprīkotas ar rūpnieciskajiem robotiem noteiktu uzdevumu veikšanai. Šādas stacijas var izmantot dažādos pielietojumos, piemēram, metināšanā, montāžā, mehāniskajā apstrādē vai iepakošanā. Robotizētu darba staciju ieviešana sniedz daudzas priekšrocības, tostarp augstāku efektivitāti, precizitāti un darba drošību. Plašāk par robotizēto darba staciju drošību un robotizēto darba staciju projektēšanu.

Robotizēto darba staciju izmantošanas priekšrocības

1. Paaugstināta efektivitāte: Rūpnieciskie roboti var strādāt 24 stundas diennaktī, 7 dienas nedēļā, kas būtiski palielina ražošanas produktivitāti. Pateicoties procesu automatizācijai, uzņēmumi var sasniegt augstāku produktu kvalitāti īsākā laikā.
2. Precizitāte un atkārtojamība: Roboti veic uzdevumus ar augstu precizitāti un atkārtojamību, kas samazina ražošanas kļūdas un nodrošina nemainīgu produktu kvalitāti.
3. Darbinieku drošība: Robotu ieviešana bīstamu uzdevumu veikšanai, piemēram, metināšanai vai materiālu apstrādei, būtiski samazina nelaimes gadījumu risku darba vietā. Roboti var strādāt sarežģītos apstākļos, kuros cilvēka klātbūtne būtu bīstama.
4. Elastība: Robotizētās darba stacijas var viegli pielāgot dažādiem uzdevumiem un ražošanas procesiem, kas palielina ražošanas elastību un ļauj ātri reaģēt uz tirgus izmaiņām.

Robotizēto darba staciju pielietojuma piemēri

• Metināšana: Metināšanas roboti tiek plaši izmantoti autobūves nozarē, kur izšķiroša nozīme ir precizitātei un ātrumam. Izmantojot progresīvas tehnoloģijas, piemēram, lāzermetināšanu, ir iespējams panākt augstu metināto savienojumu kvalitāti.
• Montāža: Montāžas roboti tiek izmantoti elektronisko, mehānisko un citu komponentu salikšanai. Precīzi manipulatori ļauj ātri un precīzi montēt pat vismazākos elementus.
• Iepakošana: Iepakošanas roboti automatizē produktu iepakošanas procesu, tādējādi paātrinot visas ražošanas līnijas darbu. Pateicoties modernām redzes sistēmām, roboti spēj atpazīt un šķirot dažādu formu un izmēru produktus.
• Mehāniskā apstrāde: Robotus var aprīkot ar dažādiem mehāniskās apstrādes instrumentiem, piemēram, frēzēšanai, virpošanai vai slīpēšanai. Šo procesu automatizācija palielina ražošanas precizitāti un efektivitāti.

Rūpnieciskie roboti: LVS EN ISO 10218-1 standarta galvenās prasības

Standarts LVS EN ISO 10218-1 nosaka virkni prasību un vadlīniju, kuru mērķis ir nodrošināt rūpniecisko robotu drošu lietošanu. Zemāk sniedzam desmit svarīgākos šī standarta aspektus:

1. Bīstamību identificēšana un riska novērtēšana

Potenciālo ar rūpnieciskajiem robotiem saistīto bīstamību identificēšana un riska novērtēšana ir pamatsoļi drošības nodrošināšanā. Standarts prasa, lai visas bīstamības tiktu identificētas un risks novērtēts. Pamatojoties uz šo novērtējumu, tiek ieviesti atbilstoši aizsardzības pasākumi, kuru mērķis ir samazināt risku operatoriem un citiem darbiniekiem.

Riska novērtēšanas procesā jāietver visu potenciālo bīstamību identificēšana un ar tām saistītā riska novērtēšana, kā arī atbilstošu aizsardzības pasākumu ieviešana”.

2. Drošu robotizētu sistēmu projektēšana

Robotizēto sistēmu projektēšanā atbilstoši standartam risks ir jāsamazina jau konstrukcijas izstrādes posmā. Tas attiecas uz jaudas pārvades komponentiem, elektroiekārtām un vadības sistēmām. Visiem šiem elementiem jābūt projektētiem tā, lai nodrošinātu maksimālu lietošanas drošību.

3. Aizsardzības pasākumi

Standarts LVS EN ISO 10218-1 nosaka prasības aizsardzības pasākumiem, piemēram, fiziskām barjerām, bloķēšanas ierīcēm un avārijas apturēšanas slēdžiem. Šo pasākumu mērķis ir novērst nejaušu piekļuvi robotu bīstamajām darba zonām un nodrošināt, ka avārijas situācijās robotu var ātri un droši apturēt.

4. Ar drošību saistītās vadības sistēmas

Robotu vadības sistēmām jāatbilst noteiktiem veiktspējas kritērijiem, lai nodrošinātu, ka jebkura atteice noved pie droša stāvokļa. Standarts prasa, lai šīs sistēmas tiktu projektētas tā, lai samazinātu atteices risku un tehnisku problēmu gadījumā nodrošinātu atbilstošus aizsardzības mehānismus.

5. Droša robotu ekspluatācija

Standarts nosaka prasības drošai robotu ekspluatācijai, tostarp palaišanas, apturēšanas un darba režīmu pārslēgšanas procedūrām. Ir svarīgi, lai operatori būtu pienācīgi apmācīti un apzinātos iespējamos riskus, kas saistīti ar robotu lietošanu.

6. Lietošanas instrukcijas un dokumentācija

Katrs robots jāpiegādā ar pilnīgu dokumentāciju, kurā ietvertas lietošanas instrukcijas, drošības brīdinājumi un apkopes vadlīnijas. Šī dokumentācija ir būtisks drošības nodrošināšanas elements, un tai jābūt viegli pieejamai visiem robotu lietotājiem.

7. Operatoru apmācība

Rūpniecisko robotu operatoriem jābūt atbilstoši apmācītiem drošā iekārtu lietošanā. Apmācībai jāaptver gan robotu lietošanas teorētiskie, gan praktiskie aspekti, kā arī rīcības procedūras avārijas situācijās.

8. Apkope un tehniskās pārbaudes

Regulāra apkope un tehniskās pārbaudes ir nepieciešamas, lai uzturētu robotus drošā darba stāvoklī. Standarts nosaka prasības pārbaužu biežumam un apjomam, kā arī apkopes procedūrām, kas jāveic kvalificētam personālam.

9. Atbilstības novērtēšana un sertifikācija

Rūpnieciskajiem robotiem jāatbilst standarta LVS EN ISO 10218-1 un citu attiecīgo drošības standartu prasībām. Atbilstības novērtēšana un sertifikācija ir būtiski elementi, lai nodrošinātu, ka roboti pirms to laišanas tirgū atbilst visiem prasītajiem drošības kritērijiem.

10. Kontrole pēc ieviešanas

Pēc robotu ieviešanas darba vidē ir nepieciešams regulāri veikt pārbaudes un uzraudzīt to darbību. Mērķis ir pārliecināties, ka roboti joprojām atbilst drošības prasībām, kā arī identificēt un novērst iespējamos apdraudējumus, kas var rasties ekspluatācijas laikā.

Rūpnieciskajiem robotiem un robotizētajām darba stacijām ir būtiska nozīme mūsdienu rūpniecībā, jo tie nodrošina augstāku produktivitāti, precizitāti un drošību. Drošības standartu, piemēram, LVS EN ISO 10218-1, ieviešana ir nepieciešama, lai samazinātu risku un aizsargātu darbiniekus. Attīstoties robotikas tehnoloģijām, var sagaidīt to nozīmes un pielietojuma turpmāku pieaugumu dažādās rūpniecības nozarēs. Rūpnieciskās robotikas nākotne ir daudzsološa, ar daudziem jauniem pielietojumiem un inovācijām, kas var radikāli mainīt ražošanu un citas nozares.

Rūpnieciskie roboti un CE marķējums

Lai gan rūpnieciskie roboti bieži ir daļa no lielākām integrētām sistēmām, tiem ir jāatbilst noteiktām prasībām, lai iegūtu CE marķējumu. CE marķējums ir obligāts daudzām precēm, kas tiek pārdotas Eiropas Ekonomikas zonā (EEA), un tas norāda, ka izstrādājums atbilst Eiropas prasībām veselības aizsardzības, drošības un vides aizsardzības jomā.

Nepabeigtas mašīnas

Rūpnieciskie roboti tiek uzskatīti par nepabeigtām mašīnām, jo parasti tiem nepieciešama integrācija ar citām sistēmām lielāku ražošanas līniju ietvaros. Saskaņā ar Mašīnu direktīvu (2006/42/EC) nepabeigtas mašīnas nedrīkst tikt marķētas ar CE marķējumu patstāvīgi. Tomēr tām ir jāatbilst noteiktām prasībām:

1. Iekļaušanas deklarācija (Declaration of Incorporation):
   • Nepabeigtas mašīnas ražotājam ir jānodrošina iekļaušanas deklarācija, kurā norādīts, ka attiecīgā mašīna ir paredzēta iebūvēšanai citās mašīnās vai sistēmās un to nedrīkst izmantot patstāvīgi, kamēr tā nav integrēta un novērtēta saskaņā ar Mašīnu direktīvu.
2. Montāžas instrukcija:
   • Ražotājam ir jānodrošina detalizēta montāžas instrukcija, kurā noteikts, kā droši integrēt nepabeigto mašīnu ar citu aprīkojumu.

Noslēguma CE sertifikācijas process

Kad rūpnieciskais robots tiek integrēts ar citām sistēmām kā daļa no lielākas mašīnas, atbildība par pilna CE marķējuma iegūšanu gulstas uz galīgo ražotāju. CE sertifikācijas process ietver:

1. Atbilstības novērtēšana:
   • Visai integrētajai sistēmai ir jāiziet atbilstības novērtēšana saskaņā ar attiecīgajām direktīvām, tostarp Mašīnu direktīvu (2006/42/EC), EMC direktīvu (2014/30/ES) un citām piemērojamām direktīvām, piemēram, Zemsprieguma direktīvu (LVD).
2. Tehniskā dokumentācija:
   • Galīgajam ražotājam ir jāsagatavo pilna tehniskā dokumentācija, kurā ietverta informācija par visām integrētajām sastāvdaļām, riska novērtējumu un atbilstības pārbaudēm.
3. EK atbilstības deklarācija:
   • Galīgajam ražotājam ir jāsagatavo EK atbilstības deklarācija, kas apliecina, ka visa integrētā sistēma atbilst visām attiecīgo direktīvu prasībām.
4. CE marķējums:
   • Pēc atbilstības novērtēšanas procesa pabeigšanas un EK atbilstības deklarācijas sagatavošanas galīgais ražotājs var izvietot CE marķējumu uz visas integrētās sistēmas (ņemiet vērā, ka CE marķējums uz paša robota neattiecas uz Mašīnu direktīvu).

Rūpnieciskie roboti: praktiskie aspekti

Piemērs

Uzņēmums, kas integrē rūpnieciskos robotus, piegādā savus produktus kā daļas no lielākām ražošanas automatizācijas sistēmām. Katrs robots tiek piegādāts ar iekļaušanas deklarāciju un montāžas instrukciju. Integrators, kas šos robotus integrē ražošanas līnijā, ir atbildīgs par to, lai visa sistēma atbilstu ES direktīvu prasībām un par CE marķējuma iegūšanu visai sistēmai.

Rūpnieciskā automatizācija un rūpnieciskie roboti

Rūpnieciskā automatizācija un rūpnieciskie roboti ir divi galvenie mūsdienu ražošanas elementi, kas cieši sadarbojas, lai optimizētu procesus un palielinātu efektivitāti. To saskares punkti ir daudzveidīgi un aptver dažādus aspektus — no projektēšanas un programmēšanas līdz ieviešanai un sistēmu uzturēšanai.

1. Ražošanas procesu automatizācija:
   • Rūpnieciskajā automatizācijā dažādu ražošanas posmu automatizēšanai izmanto rūpnieciskos robotus, kas ļauj paaugstināt efektivitāti un samazināt izmaksas. Šos robotus var programmēt precīzu uzdevumu veikšanai, piemēram, montāžai, metināšanai vai iepakošanai.
2. PLC programmēšana:
   • PLC (Programmable Logic Controllers) programmēšanai ir būtiska nozīme rūpniecisko robotu integrācijā ar citām automatizācijas sistēmām. PLC vada robotu darbību, nodrošinot sinhronizāciju un visas ražošanas sistēmas nepārtrauktu darbību.
3. Konstruktoru birojs un iekārtu projektēšana:
   • Konstruktoru biroji nodarbojas ar tādu iekārtu projektēšanu, kas darbojas kopā ar rūpnieciskajiem robotiem. Iekārtu projektēšana ietver komponentu un sistēmu izstrādi, kas ir saderīgas ar robotiem, un tas ir būtiski efektīvai automatizācijai.
4. Mašīnu drošība un harmonizētie standarti:
   • Mašīnu drošības nodrošināšana ir viens no svarīgākajiem rūpnieciskās automatizācijas un robotu integrācijas aspektiem. Harmonizētie standarti, piemēram, LVS EN ISO 10218-1, nosaka drošības prasības, kas jāizpilda, lai sistēmas varētu darboties droši un efektīvi.
5. Inženieru ārpakalpojumi:
   • Inženieru ārpakalpojumi ļauj uzņēmumiem piesaistīt speciālistus automatizācijas un robotikas sistēmu projektēšanai, programmēšanai un ieviešanai. Tas uzņēmumiem dod iespēju izmantot jaunākās tehnoloģijas un profesionālās zināšanas, neuzturot pastāvīgi lielu inženieru komandu.
6. Rūpniecisko iekārtu būve:
   • Rūpniecisko iekārtu būvē tiek ņemta vērā robotu un automatizācijas sistēmu integrācija. Iekārtu konstrukcijai jābūt pielāgotai darbam kopā ar robotiem, un tas prasa precīzu plānošanu un koordināciju starp dažādām inženieru komandām.

Rūpnieciskā automatizācija un rūpnieciskie roboti veido sarežģītas, integrētas sistēmas, kurām nepieciešama sadarbība daudzos līmeņos — no projektēšanas un programmēšanas līdz ieviešanai un uzturēšanai. Harmonizētie standarti un mašīnu drošība ir izšķiroši svarīgi, lai nodrošinātu šo sistēmu efektīvu un drošu darbību.