Кейс СТА Карго

Робот-манипулятор: всё о роботизированной руке на производстве

В эпоху автоматизации производства всё большее значение приобретают роботизированные системы. Одной из наиболее востребованных технологий в этой сфере стала роботизированная рука — так называемый робот-манипулятор. Подобные устройства находят применение в самых разных отраслях: от логистики и складской комплектации до машиностроения и прецизионной сборки. Разберёмся, что представляет собой роборука, как она устроена и как выбрать оптимальную модель под задачи конкретного предприятия.

Что такое роботизированная рука?

Робот-манипулятор, или роботизированная рука, — это разновидность механической руки, которая, как правило, программируется для выполнения повторяющихся задач с высокой точностью. Она может использоваться как автономное устройство или как компонент более сложной роботизированной системы.
В промышленном и складском секторах такие роботы применяются для комплектации и сортировки заказов, погрузки и разгрузки продукции, перемещения грузов в труднодоступных или опасных зонах, а также для взаимодействия с веществами, которые представляют угрозу для сотрудников. Их использование обеспечивает автоматизацию рутинных процессов, снижает риски травматизма и повышает производственную эффективность за счёт стабильной скорости и точности работы.

Как устроена роборука?

Современная роборука — это сложное, но надёжное устройство, которое включает в себя следующие ключевые элементы:

• Основание — фиксирует манипулятор и обеспечивает его устойчивость;

• Сегменты и сочленения (шарниры) — задают количество степеней свободы (осей);

• Приводы (электрические, пневматические или гидравлические) — обеспечивают движение;

• Захватное устройство — «пальцы» или «губки», которые позволяют фиксировать предметы;

• Контроллер и ПО — управляют действиями руки и интегрируются в производственную WMS-систему.

Характеристики варьируются в зависимости от модели, но особенно важны: грузоподъёмность, точность позиционирования и скорость выполнения операций.

Классификация захватных устройств для роборук

Разные модели роботизированных рук оснащаются различными типами захватов в зависимости от их функционала. Рассмотрим классификацию по трём основным параметрам.

По характеру крепления и принципу действия

  1. Механические:
    Рука робота с механическим захватом универсальна и работает по принципу захвата объектов «пальцами». Такая конструкция применяется в различных отраслях для выполнения стандартных манипуляций с объектами.
  2. Магнитные:
    Работают с металлическими предметами, что делает их подходящими для задач в промышленности, где преобладают такие материалы.
  3. Вакуумные:
    Эффективно удерживают предметы за счет разряженного воздуха, что особенно удобно для упаковки, коробок и других объектов, которые нуждаются в аккуратном и стабильном захвате.
  4. Адгезивные:
    Эти захваты имитируют принцип липкости, аналогичный лапкам геккона, что позволяет работать с различными поверхностями и деликатными материалами

По характеру базирования и типу губок

По характеру базирования

  1. Центрирующие захваты:
    Эти захваты используются для точного размещения объекта в центре рабочей зоны. Они автоматически выравнивают детали и обеспечивают их правильную ориентацию при захвате и последующей обработке. Такие захваты обычно применяются для работы с объектами, которые требуют строгого позиционирования.
  2. Базирующие захваты:
    Это захваты, которые фиксируют объект в заданной точке и удерживают его на месте во время выполнения операций, таких как сборка или тестирование. Они используются в случаях, когда объект должен оставаться на одной и той же позиции в течение всего производственного процесса.
  3. Перебазирующие захваты:
    Этот тип захватов позволяет перемещать объект с одного места на другое и изменять его позицию в процессе работы. Они идеально подходят для процессов, где требуется перемещать объекты между различными зонами на производственной линии.

По типу губок

По типу губок захваты могут быть разделены на несколько типов, в зависимости от характеристик и особенностей работы с объектами:
  1. Жёсткие губки:
    Предназначены для работы с более тяжёлыми и прочными предметами. Они обеспечивают стабильный и надёжный захват объектов, которые не требуют особой осторожности. Это могут быть металлические детали, большие коробки или другие твёрдые изделия, которые не подвержены повреждениям от жёсткости захвата.
  2. Регулируемые губки:
    Позволяют адаптировать захват под разные размеры и формы объектов. Это достигается с помощью механизма регулировки, который изменяет расстояние между губками в зависимости от нужд задачи. Они идеально подходят для работы с объектами, размеры которых могут варьироваться.
  3. Гибкие губки:
    Приспосабливаются к форме объекта и обеспечивают равномерное распределение усилий по всей его поверхности. Такие губки идеально подходят для работы с деликатными предметами, такими как стекло или пластиковые изделия, что позволяет минимизировать риск повреждения или деформации.
  4. Пружинящие губки:
    Обладают свойствами пружины, что позволяет им компенсировать колебания и изменение силы захвата в процессе работы. Они идеально подходят для объектов, которые могут иметь неровную форму или требовать перемещения с различной степенью усилия.

По типу привода и вида управления

По типу привода

  1. Электрический привод:
    Обеспечивают точный контроль над движениями и высокую скорость реакции. Они часто используются в условиях, где требуется высокая точность и контроль за каждым этапом работы. Этот тип привода позволяет роботу функционировать с высокой производительностью и точностью.
  2. Гидравлический привод:
    Применяется в ситуациях, когда необходима высокая мощность и устойчивость при работе с тяжёлыми или крупными объектами. Гидравлические системы обеспечивают большую силу при меньших габаритах оборудования. Используются в тяжёлых производственных и строительных задачах, где важна мощность, а не точность.
  3. Пневматический привод:
    Хотя этот тип привода менее точен по сравнению с электрическим и гидравлическим, он имеет свои преимущества, такие как низкая стоимость и простота в обслуживании. Пневматические приводы используют воздух под давлением, что делает их идеальными для использования в менее сложных задачах, где точность не так критична.

По виду управления

  1. Неуправляемые:
    Эти системы не требуют вмешательства оператора или внешнего управления. Они выполняют заранее заданные функции без возможности изменения поведения в реальном времени. Такой тип управления используется в самых простых и стандартизированных задачах, где условия работы не изменяются.
  2. Командные:
    В этих системах оператор может передавать команды роботу для выполнения определённых действий. Управление может быть выполнено с помощью пульта дистанционного управления или на основе вводимых данных, что позволяет гибко настраивать работу устройства в зависимости от ситуации.
  3. Жёстко программируемые:
    Такие системы заранее программируются для выполнения конкретных задач с точностью до миллиметра. Это требует детальной настройки и разработки ПО, но в результате достигается высокая стабильность и точность в выполнении операций. Подход часто используется в производственных линиях, где необходимо выполнить стандартные циклические задачи.
  4. Адаптивные:
    Адаптивные системы могут изменять своё поведение в ответ на изменения внешней среды. Это позволяет роботизированным рукам эффективно работать в условиях, где возможны неожиданные изменения или разнообразие объектов. Система может учиться или подстраиваться под новые задачи, что делает её более универсальной и гибкой.

Где применяется роборука: склад — только начало

Наиболее часто промышленный робот-манипулятор используется в следующих отраслях:

• Складской логистике — комплектация, сортировка, укладка товаров;

• Машиностроении — точная сборка, сварка, покраска деталей;

• Фармацевтике — фасовка и упаковка медикаментов;

• Электронике — монтаж миниатюрных компонентов;

• Пищевой промышленности — укладка, сортировка, упаковка продуктов.

Широкий спектр применения объясняется высокой точностью, универсальностью и способностью выполнять сложные действия в автоматическом режиме.

Как выбрать роботизированную руку под задачи склада?

Правильный выбор роботизированного устройства зависит от специфики задач и параметров производственной среды. Вот ключевые виды роботов-манипуляторов, на которые стоит ориентироваться при внедрении.

На что обратить внимание: грузоподъемность, скорость, количество осей?

При выборе робота-манипулятора необходимо учитывать несколько ключевых параметров:

• Грузоподъёмность — устройство должно справляться с массой объектов, задействованных в процессе, без перегрузки и с сохранением точности работы.

• Рабочая скорость — влияет на общий цикл выполнения операций и, как следствие, на производительность всего участка.

• Количество степеней свободы (осей) — определяет подвижность руки-манипулятора и его способность выполнять сложные пространственные движения.

• Радиус действия — важный критерий при работе на крупных складах или производственных линиях с широким диапазоном перемещений.

Безопасность: важный критерий для совместной работы с людьми

Современные роботы-манипуляторы используют сенсоры, ограничители и системы защиты. Некоторые работают рядом с человеком (коллаборативные модели). Такие устройства уменьшают вероятность травм и делают производственные процессы более надёжными.

Совместимость с ПО и WMS

Интеграция с ПО — обязательна. Поддержка стандартов WMS, API и облачных решений (например, от Яндекс Роботикс) позволяет гибко управлять устройствами и встраивать их в уже существующую инфраструктуру склада.

Преимущества роборуки для вашего бизнеса

Использование робота-манипулятора в промышленности и складской логистике открывает целый ряд практических преимуществ

Снижение операционных затрат

Автоматизация позволяет уменьшить расходы на персонал, сократить простой оборудования и ускорить производственные циклы.

Минимизация ошибок и человеческого фактора

Роботизированный манипулятор выполняет задачи с высокой точностью, стабильно поддерживает заданный темп работы и функционирует без необходимости в перерывах или перезагрузке.

Увеличение скорости обработки заказов

Роборука обеспечивает стабильную и быструю обработку операций, что особенно важно в пиковые периоды.

Масштабируемость под рост компании

По мере расширения склада или увеличения объема заказов, манипуляторы для производства можно легко модифицировать или заменить на более производительные аналоги без полной реконструкции инфраструктуры.

Перспективы технологии

Развитие робототехники открывает новые горизонты для промышленных манипуляторов. Совсем скоро можно будет ожидать появления более интеллектуальных роботов-манипуляторов, которые способны к обучению в процессе выполнения задач. Будет усиливаться интеграция с системами машинного зрения и предиктивной аналитики — это позволит более точно анализировать и прогнозировать производственные сценарии и адаптировать работу оборудования под конкретные условия.
Кроме того, возрастёт уровень совместимости роботов-манипуляторов с программными решениями: WMS, ERP и IoT-платформы. Это создаст предпосылки для построения полностью синхронизированных цепочек поставок и логистических процессов.
Всё это делает робота-манипулятора не просто технологическим решением, а ключевым элементом в стратегии цифровой трансформации современного промышленного предприятия.

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

Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами для проведения индивидуальной консультации.
Fri May 23 2025 17:54:33 GMT+0300 (Moscow Standard Time)