Что такое робот-сборщик и где его использовать

На любом производстве есть узкие места. Часто ими становятся сборочные операции. Одна неточная деталь может остановить линию, а повторяющиеся ошибки накапливают брак и лишние расходы.

Чтобы справляться с этим, предприятия внедряют роботов-сборщиков. Они берут на себя рутинные действия, выполняют их в одном ритме и позволяют поддерживать стабильное качество. При этом важно понимать, как и когда внедрять роботов, чтобы не потратить деньги зря.

Какие задачи решают роботы для сборки

Робот-сборщик выполняет операции, где важна точность и повторяемость: собирает товары, соединяет детали, закрепляет их винтами или сваркой, наносит клей, устанавливает компоненты на печатные платы. При этом он работает как с отдельными элементами, так и с частями изделия. В производстве такие части называют «узлами» — это, например, подвеска или коробка передач в автомобиле, насос в кофемашине или модуль камеры в смартфоне.

Примеры использования таких промышленных технологий можно встретить в разных отраслях. В автомобилестроении роботы собирают кузовные панели и крупные механизмы. На линиях электроники они устанавливают чипы и модули с точностью до сотых долей миллиметра. В производстве бытовой техники роботы отвечают за сборку дверей, корпусов и рабочих блоков.

Виды роботов для сборки

Роботы для сборки — это не один конкретный тип техники, а целый класс решений. Под этим названием объединяют разные системы: от роботов-манипуляторов, которые работают с мелкими деталями, до мобильных платформ, способных выполнять сборочные операции прямо на производственной линии. Пока о них нельзя говорить как об автономных системах, но уже на этом этапе они приносят значимую пользу бизнесу.

Роботы-манипуляторы

Это механическая «рука», которая точно перемещает, удерживает и соединяет детали. Такие роботы особенно полезны там, где нужна скорость, повторяемость и стабильное качество сборки — например при закреплении винтов, сварке, установке компонентов или переносе готовых частей изделия.

Кроме того, среди роботов‑манипуляторов есть специальные решения — пикеры. Это роботизированные руки с искусственным интеллектом, которые автоматически извлекают мелкие товары из коробов на складах и распределительных центрах. Вот что умеет пикер:

• работает с малогабаритными товарами;

• внедряется за несколько дней без остановки работы склада;

• освобождает команду от рутинных задач;

• легко масштабируется по мере роста складского объёма;

• способен обрабатывать от 300 до 1000 единиц в час, даже в период пиковых нагрузок.

Коллаборативные роботы

Коллаборативные роботы, или коботы, работают рядом с людьми и помогают выполнять сборочные операции без изоляции рабочей зоны. Они легче и компактнее, чем классические манипуляторы, а встроенные датчики и системы безопасности позволяют им останавливаться при контакте с человеком.

Чаще всего коботов используют для точных и рутинных операций: они удерживают детали во время сборки, закручивают винты, наносят клей, устанавливают небольшие компоненты в электронике или выполняют упаковку. Такое роботизированное решение подходит для производств с небольшими сериями и частой сменой ассортимента.

Роботизированные сборочные линии

Роботизированные сборочные линии — это комплексное решение, где несколько машин работают согласованно и выполняют весь цикл сборки. В такой комплекс входят манипуляторы, коботы, системы подачи деталей и транспортировки. Все операции связывает единая управляющая программа, которая задаёт последовательность действий и контролирует качество.

Для координации таких процессов подходит RMS (Robot Management System) от Яндекс Роботикс. Эта система:

• сокращает сроки внедрения и управления роботами примерно на 20% за счёт экономии 15–25% ресурсов интеграторов (проектирование, аналитика, настройка);

• предоставляет аналитику в реальном времени для контроля процессов;

• объединяет управление роботами разных типов и производителей.

Благодаря этому сборочные линии можно быстрее запускать и проще масштабировать под новые задачи.

Мобильные роботы-сборщики

Мобильные роботы-сборщики совмещают перевозку и сборку. В отличие от стационарных машин они двигаются по цеху или складу и выполняют задачи прямо на месте. Такой формат удобен, если производство разбито на разные зоны или часто меняется процесс.

Мобильных роботов используют для работы с крупными изделиями, монтажа на нескольких точках и поддержки конвейеров. Они могут доставлять комплектующие, соединять детали, а затем перемещаться к следующей задаче. За счёт автономной навигации мобильные системы адаптируются к изменениям планировки и не требуют жёсткой привязки к линии.

Как работают роботы-сборщики

Робот-сборщик — это сочетание механики, сенсоров и программного обеспечения. Робот «видит» деталь, планирует движение, выполняет операцию и проверяет результат.

В основе конструкции — манипулятор, механическая «рука» с приводами. На неё устанавливают разные инструменты: схват для деталей, отвёртку с контролем момента, дозатор клея или сварочную горелку. За точность отвечают датчики — камеры, лидары, сенсоры усилия и касания. Они помогают определить положение детали и контролировать процесс в реальном времени.

Работой управляет контроллер и программное обеспечение. Сначала система фиксирует, где находится объект. Затем рассчитывает траекторию движения и выбирает подходящий режим: например аккуратная запрессовка или быстрая установка винта. После выполнения операции робот проверяет результат с помощью датчиков или системы зрения и передаёт данные в аналитику.

Такой цикл повторяется для каждой операции:

• обнаружение детали;

• планирование траектории;

• выполнение действия;

• проверка качества;

• запись данных для анализа.

Благодаря нейросетям роботы-сборщики адаптируются к изменениям. Если деталь смещается или немного отличается по размерам, робот перестраивает траекторию прямо во время работы. А готовые библиотеки «навыков» упрощают программирование: робота можно быстро перенастроить на другую задачу, просто изменив параметры.

Сферы применения сборочных роботов

Спрос на роботизированные решения очень высок и продолжает расти. По данным Международной федерации робототехники (IFR), в 2023 году в мире установили более 540 тысяч промышленных систем, а общий парк превысил 4,28 миллиона единиц роботов.

Промышленные роботы для сборки применяются в самых разных условиях — от массовых конвейеров до мелкосерийных производств. Они выполняют рутинные и трудоёмкие операции, освобождают людей от монотонного труда и позволяют поддерживать стабильное качество при больших объёмах.

Автомобильное производство и конвейерные линии

Автомобилестроение — одна из самых роботизированных отраслей в мире. Здесь сборочные роботы применяются для сварки кузовов, установки дверей, монтажа двигателей и трансмиссий. Машины выполняют десятки операций подряд с одинаковой точностью: это плюс при работе на конвейере, где выпускаются тысячи автомобилей в день.

Роботы берут на себя самые трудоёмкие и опасные этапы: удерживают тяжёлые панели, наносят сварочные точки, проверяют правильность установки компонентов. В результате линии работают быстрее, а количество ошибок и переделок снижается.

Электроника, дата-центры и микроэлектронные системы

В индустрии электроники и микроэлектронных систем сборка требует точности до долей миллиметра. Промышленные роботы работают с печатными платами, микрочипами и оптическими компонентами. Они устанавливают элементы на платы, фиксируют соединения и паяют контакты.

В дата-центрах автоматизация помогает собирать и тестировать серверные блоки. Роботы выполняют рутинные операции по установке модулей, закреплению кабелей и контролю разъёмов.

Производство бытовой техники

В этой сфере роботы применяются на всех этапах — от изготовления корпусов до финальной комплектации. Машины соединяют панели, устанавливают дверцы и петли, монтируют насосы, барабаны и электронные модули. При выпуске мелкой техники, например кофемашин или пылесосов, они собирают десятки мелких компонентов в готовые модули.

Главное преимущество машинной сборки — стабильность качества и предсказуемый результат при больших объёмах. Роботы закручивают винты с одинаковым моментом, вставляют детали без перекосов и фиксируют соединения с точностью, которую трудно удержать вручную при серийной сборке. Это снижает количество гарантийных случаев и ускоряет выход готовой продукции на рынок.

Кроме того, роботизированные системы хорошо справляются с многообразием моделей. Линию можно перепрограммировать под новую серию техники, просто изменив инструменты и параметры сборки.

Логистика, упаковка и автоматизированные решения

В логистике и на складах роботы для сборки используют для финальных операций с продукцией: они комплектуют наборы, устанавливают защитные элементы, закрывают крышки и подготавливают товары к упаковке. На конвейерах такие машины быстро перекладывают изделия в коробки, наносят клеевые ленты или термоусадочную плёнку, сортируют готовую продукцию по заказам.

Благодаря автоматизированным решениям время цикла снижается на 20–30%, а количество ошибок при комплектации заметно уменьшается. Роботы работают круглосуточно, поэтому склады выдерживают пиковые нагрузки в сезоны распродаж или при росте заказов без привлечения дополнительного персонала.

Совмещение сборки и упаковки делает такие системы особенно эффективными: деталь или товар сразу доходит до клиента в готовом виде, а линия не простаивает.

Эффективность роботизированных систем

Использование роботов для сборки приносит заметный результат:

— Увеличение производительности

Манипуляторы выполняют десятки однотипных операций без перерыва, и выпуск продукции растёт на 20–30%.

— Снижение брака

За счёт точности и повторяемости уровень дефектов уменьшается на 30–50%, особенно в задачах с мелкими компонентами.

— Оптимизация пространства

Компактные зоны хранения позволяют разместить больше товаров на той же площади.

— Рост продуктивности

На ранних этапах внедрения роботизация даёт ощутимый прирост эффективности труда.

Успешные примеры роботизации есть и в России. В роботизированном дарксторе Яндекс Лавки робозона заняла всего 28% площади, но это позволило размещать на 15% больше товаров. Сейчас на складе работает 12 мобильных роботов. Комплектация одного товара ускорилась в 2 раза, а сборка заказа — на 30%. При этом около 40% ассортимента собирается автоматически.

Ограничения и сложности внедрения в производство

Роботы-сборщики, как и другие умные технологии, полезны, но требуют подготовки. Основные сложности связаны с самим процессом внедрения инженерных решений:

• Адаптация процессов. Если детали подаются вразнобой или отличаются по геометрии, робот будет ошибаться. Поэтому перед запуском оснастку пересматривают, крепёж унифицируют, добавляют направляющие и системы подачи.

• Малые партии и частые изменения. Когда компания выпускает разные модели небольшими сериями, важно, чтобы робот быстро переключался между задачами. Современные роботизированные системы позволяют хранить сценарии и запускать их без долгих остановок.

• Интеграция с IT. Робот должен работать в связке с системами управления производством и складом. Для этого используют единый слой управления, который координирует разные машины и облегчает масштабирование.

• Пространство и безопасность. Роботы занимают место на производстве. В тесных зонах нужно заранее продумать траектории и параметры остановки при контакте с человеком.

• Сервис и обучение. Запчасти, регламентное обслуживание и подготовка персонала должны быть предусмотрены заранее, чтобы избежать лишних простоев.

• Стоимость. На вопрос «Сколько стоит робот-сборщик?» сложно ответить быстро. Цена складывается из оборудования, инструмента, систем зрения и безопасности, а также интеграции и обслуживания. Итоговый бюджет зависит от задачи, требуемого такта и условий на площадке.

При хорошей подготовке сложности не становятся барьером — они помогают спланировать внедрение и сделать его эффективным.

Как работают роботы-сборщики

Чтобы автоматизация принесла пользу, начните с простых шагов:

Определите участок для автоматизации
Это может быть зона с высоким браком, тяжёлым ручным трудом или операцией, которая тормозит всю линию.
Составьте список операций
Уточните, какие именно задачи нужно автоматизировать: закручивание винтов, запрессовка, монтаж компонентов или контроль качества.
Продумайте интеграцию
Важно, чтобы робот работал в связке с системами управления производством и складом. Если в будущем планируется расширение, выбирайте решения, которые можно объединять в общую среду.
Сформируйте техническое задание
Укажите такт линии, размеры и допуски деталей, требования к качеству и безопасности.

Дальше остаётся передать это техническое задание специалистам Яндекс Роботикс, чтобы они подобрали решение под ваши задачи и показали, как именно роботизация может помочь вашему бизнесу.

Хотите узнать, как наши решения могут помочь вам оптимизировать складские процессы?

Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами для проведения индивидуальной консультации.

robotics@yandex-team.ru

Россия, г. Москва, ул. Лобачевского, 130Г, 119501. Центр робототехники Яндекс

Политика в отношении пользовательских данных