Роботизированная ячейка (РТК): что это и из чего состоит

Купить промышленного робота — ещё не значит автоматизировать участок. Манипулятор без оснастки, инструмента и системы управления остаётся просто механической рукой, которая никуда не дотягивается и ничего не держит. Рабочей единицей производства становится не робот, а роботизированная ячейка — тот самый комплект, где вокруг манипулятора собрано всё необходимое для конкретной операции. Ниже — что такое роботизированные комплексы, какова схема роботизированной ячейки, какие бывают виды РТК и где они применяются.

Что такое роботизированные комплексы и РТК

РТК расшифровывается как роботизированный технологический комплекс. Это готовая к работе производственная система, где промышленный робот, технологическое оборудование, оснастка и управляющая электроника объединены для автоматического выполнения одной задачи — сварки, резки, укладки, паллетирования, загрузки станка.

Проще всего понять идею через сравнение. Один робот — это инструмент. РТК — это рабочее место, полностью подготовленное под операцию: сюда поступает заготовка, здесь она фиксируется, обрабатывается и уходит дальше, а весь цикл идёт по программе без участия человека. Именно поэтому промышленные роботизированные ячейки рассматривают как решение «под задачу», а не как отдельную единицу оборудования.

Стоит сразу снять путаницу в терминах. «Роботизированная ячейка», «роботизированные производственные ячейки» и «роботизированный комплекс (РТК)» на практике означают одно и то же. Слово «ячейка» акцентирует компактную огороженную зону, где всё происходит, а «комплекс» — набор входящего в неё оборудования.

Из чего состоит роботизированная ячейка

Наполнение РТК меняется от операции к операции, но набор функциональных ролей остаётся постоянным. Разложим схему роботизированной ячейки на составляющие.

Робот — ядро ячейки

От выбора манипулятора зависит, что комплекс вообще сможет делать. Под операцию подбирают тип робота, его грузоподъёмность, вылет (досягаемость) и повторяемость. Компактные модели ставят на сварку, грузоподъёмные с большим вылетом — на паллетирование, а там, где робот работает рядом с человеком, применяют коллаборативные модели, безопасные без сплошного ограждения.

Оснастка и позиционеры — половина успеха

Чтобы робот подобрался ко всем швам и граням детали, её недостаточно просто положить — её нужно точно установить и вовремя поворачивать. За это отвечают позиционеры и кондукторы. Сервоуправляемый позиционер вращает заготовку синхронно с движением робота, а кондуктор жёстко удерживает геометрию сборки. Опытные интеграторы говорят прямо: грамотно подобранная оснастка влияет на результат не меньше, чем сам манипулятор, — она определяет и качество, и такт.

Безопасность рабочей зоны

Классический промышленный робот перемещается быстро и с усилием, поэтому его зону закрывают ограждением, а вход контролируют датчиками с блокировками. Если же операция предполагает соседство с оператором, выбирают коботов: они отслеживают усилие на суставах и мягко останавливаются при контакте, что позволяет отказаться от глухого забора вокруг ячейки.

Функции роботизированных комплексов

Если свести всё к сути, функции роботизированных комплексов — это автоматически и одинаково хорошо повторять технологическую операцию. РТК берёт на себя:

• приём заготовки и её фиксацию в оснастке;
• выполнение операции строго по программе;
• контроль последовательности действий и безопасности;
• передачу готового изделия дальше по потоку;
• воспроизводимость результата — без брака от усталости и человеческого фактора.

Виды роботизированных комплексов

Виды роботизированных комплексов проще всего классифицировать по выполняемой операции. Вот основные типы, которые встречаются на производстве.

• Роботизированные сварочные ячейки. Дуговая (MIG/MAG, TIG) или лазерная сварка металлоконструкций — самый массовый тип РТК. Сварка легко формализуется, а эффект от её автоматизации виден быстро, поэтому спрос на роботизированный сварочный комплекс стабильно высок.
• Комплексы паллетирования. Автоматическая укладка мешков, коробок и тары на паллету по заданной схеме штабелирования.
• Комплексы укладки. Раскладка готовой продукции — например, флоу-пак упаковок — по коробам и таре.
• Ячейки обслуживания станков с ЧПУ. Загрузка заготовок в станок и выемка обработанных деталей.
• Комплексы резки. Лазерная или плазменная резка объёмных деталей и сложных контуров.
• Учебные роботизированные комплексы. Компактные РТК для подготовки операторов и инженеров-технологов.

Применение роботизированных комплексов

Применение роботизированных комплексов не ограничено одной отраслью — РТК приживается везде, где есть серия и повторяющиеся операции:

• машиностроение и металлообработка — сварка рам, каркасов и металлоконструкций;
• пищевая и упаковочная промышленность — паллетирование и укладка готовой продукции;
• производство стройматериалов — работа с кирпичом, тарой и сыпучими смесями;
• станочные участки — обслуживание станков с ЧПУ и снятие с людей монотонной загрузки.

Экономика внедрения понятна: комплекс держит стабильное качество, поднимает производительность и освобождает персонал от тяжёлого и однообразного труда. Ориентировочный срок окупаемости роботизированного комплекса — от одного года.

Комплексы «под ключ» от GROBOTP

Собрать РТК из россыпи компонентов — задача для интегратора: под конкретную деталь и такт нужно свести воедино робота, оснастку, безопасность и управление, а затем всё отладить. Поэтому комплексы поставляют готовыми, «под ключ». Компания GROBOTP занимается этим с 2020 года и внедряет роботизированные комплексы на предприятиях России, Беларуси, Казахстана, Киргизии и Армении.

В каталоге комплексных решений GROBOTP собраны типовые конфигурации под распространённые операции:

• роботизированные сварочные комплексы — дуговая MIG/MAG и лазерная сварка металлоконструкций;
• комплексы паллетирования;
• комплексы укладки;
• решения по обслуживанию станков с ЧПУ;
• учебные роботизированные комплексы.

Ядром каждой ячейки выступают промышленные роботы GROBOTP — от сварочных моделей и роботов для паллетирования до коботов. Базовое обучение операторов занимает 3–5 дней, углублённое программирование — до двух недель.

Коротко о главном

• РТК (роботизированная ячейка) — готовая система, где робот с инструментом, оснасткой и управлением сам выполняет операцию.
• Постоянный состав ячейки: робот, инструмент, оснастка с позиционерами, узел загрузки/выгрузки, периметр безопасности и система управления.
• Результат РТК определяется не только роботом, но и оснасткой — позиционеры и кондукторы задают качество и такт.
• Виды РТК различают по операции: сварочные, паллетирования, укладки, обслуживания станков, резки, учебные.
• Комплексы берут «под ключ»: смотрите решения GROBOTP, а про оснастку — статью «Сварочные позиционеры и кондукторы для РТК».