Průmyslový robot je oficiálně definován Mezinárodní organizace pro normalizaci ( ISO ) jako systém automaticky řízené, multi-aplikace, přeprogramovatelné, víceúčelové, manipulátor programovatelný ve třech nebo více osách.
Mezi typické aplikace patří roboty pro svařování , lakování a montáž . Výhodou průmyslové robotiky je rychlost provedení a přesnost a také opakování této přesnosti v čase.
Průzkum provedený OECD v roce 2018 však ukazuje, že průmyslová robotizace představuje ztrátu pracovních míst kolem 15% a změnu pro 32% z nich.
Průmyslové roboty jsou široce používány v automobilovém průmyslu . Jejich konstrukce vyžaduje dobré technické znalosti a velmi vysokou úroveň v oblasti strojírenství .
Průmyslový robot je systém, který má několik os jako lidská paže, často složený ze šesti stupňů volnosti, tří os určených pro polohování a tří os pro orientaci umožňující pohyb a orientaci nástroje (efektorového orgánu) v daném pracovním prostoru.
Můžeme rozlišit:
Robot se skládá z mechanické části, samotného ramene, z ovládací skříně tvořené centrální jednotkou, která ovládá řídicí elektroniku jedné nebo více os, která zajišťuje servořízení, pohony s proměnnými otáčkami. Rychlost a specializovanou programovací jazyk, který umožňuje ovládání robota (LM vyvinutý společností Ensimag Grenoble, základní jazyk typu Adept), který integruje souřadnicový transformátor pro transformaci kartézské hodnoty na data enkodéru motoru.
Někteří roboti mají režim učení, který umožňuje opakovat pohyby prováděné ručně, přičemž základním prvkem je věrnost schopnost robota postupně dosáhnout stejné polohy v rámci definované tolerance, postup kalibrace umožňuje vzít nulu každou z os. Mohou být spojeny se systémem umělého vidění, který jim umožňuje korigovat pohyby.
Z bezpečnostních důvodů jsou tito roboti chráněni klecemi nebo pouzdry, aby se zabránilo tomu, aby se k nim lidé přiblížili příliš blízko.
Šíření a zdokonalování robotických technik umožňuje továrnám fungovat ve tmě .
Předkové robotů jsou roboti , tím XVII th století. Svým způsobem, do té míry, že je díky počítačům plně interaktivním s lidmi, byli první roboti prvními počítači navrženými během druhé světové války a vyrobenými krátce poté. Ale jejich akce se omezuje na intelektuální operace, první roboti striktně vzato jsou zařízení, která, syntézy automatů a počítačů, mohou automaticky vykonávat fyzické úkoly namísto lidí, a to efektivněji a rychleji a přesněji.
V roce 1954 americký George Devol podal patent na Unimate , prvního průmyslového robota. Jedná se o kloubové rameno schopné přenášet předmět z jednoho místa na druhé a inspirované teleoperátory používanými v jaderném průmyslu v 50. letech k manipulaci s radioaktivními prvky.
V roce 1956 byla společnost Unimation Inc. vytvořena Josephem Engelbergerem, partnerem společnosti Devol.
V roce 1961 byl Unimate instalován na montážní linky továrny Ewing Township (vlastněná společností General Motors a umístěná na předměstí Trentonu v New Jersey ), Unimate . Je zodpovědný za sbírání kusů kovu při velmi vysokých teplotách a jejich přesun do chladicích lázní. V té době vedení General Motors tyto informace nezveřejnilo, protože se domnívalo, že jde o experimentální proces, který nemusí fungovat. Nakonec to ale skončilo objednáním 66 kopií.
V roce 1968 byl Unimation světovým lídrem v robotice.
V roce 1976 byla první společností ve Francii, která přijala své výrobky, v roce 1976 Renault .
V roce 1983 koupila společnost Westinghouse (při vzniku prvních humanoidních robotů ) společnost Unimation Inc., o tři roky později ji prodala společnosti Stäubli .
Podle francouzského ministerstva průmyslu lze celkový počet průmyslových robotů na světě v roce 2010 odhadovat na nejméně 1,15 milionu a v roce 2017 se očekává 3,58 milionu. Tyto odhady jsou založeny na předpokladu s průměrnou životností 12 let. Při průměrné délce 15 let by v roce 2011 existovalo 1,4 milionu průmyslových robotů.
V roce 1998 bylo na světě vyrobeno přibližně 69 000 průmyslových robotů, 120 000 v roce 2005, ale 113 000 v roce 2008. Produkce v roce 2009 prudce poklesla (60 000), aby znovu vzrostla (120 600 v roce 2010, 166 000 v roce 2011, 207 500 v roce 2015).
V roce 2011 dosáhly tržby průmyslových robotů 9,5 miliardy USD. Včetně softwaru, periferií a systémového inženýrství se trh průmyslových robotických systémů v roce 2011 odhaduje na 28,5 miliard USD; očekává se, že v budoucnu poroste, ale s nižšími sazbami než v minulosti.
Podle Mezinárodní federace robotiky je Čína průmyslovým robotem trhem číslo jedna, v roce 2017 se prodalo 141 000 kusů, roční nárůst o 58,1% a třetina celosvětové poptávky.
Některé roboty jsou naprogramovány tak, aby věrně prováděly konkrétní opakující se akce. Jsou naprogramovány s vysokou přesností. Ostatní roboti jsou mnohem flexibilnější. Používají se například v malbě. Umělá inteligence je důležitým faktorem v průmyslové robotiky.
Tyto kloubové roboty jsou nejčastější průmyslové roboty. Vypadají jako lidské paže, proto se jim také říká robotické rameno nebo manipulační rameno . Jejich artikulace s několika stupni volnosti nabízejí kloubovým ramenům širokou škálu pohybů.
Kartézskému robotovi říkáme roboti, kteří mají artikulace prizmatického typu pro posun nástroje, ale nutně 3 rotoidy pro orientaci tohoto nástroje.
Aby byl schopen pohybovat a orientovat efektorový orgán ve všech směrech ve 3D, potřebuje takový robot 6 os: 3 hranolové pro pohyb, 3 rotoidy pro orientaci. V 2-dimenzionálním prostředí stačí 3 osy: 2 pro pohyb, 1 pro orientaci.
Tyto válcové roboti jsou rozděleny podle jejich rotační těsnění na základně a alespoň jedno prizmatické těsnění spojovací členy. Mohou se pohybovat svisle i vodorovně klouzáním. Kompaktní efektorová konstrukce umožňuje robotovi dosáhnout těsných pracovních prostor bez ztráty rychlosti.
Tyto Delta roboti jsou také nazývány roboty paralelní zapojení. Skládají se z paralelních vazeb spojených se společnou základnou. Roboti Delta jsou obzvláště užiteční pro úkoly přímého ovládání a vysoké manévrovací operace (například rychlé vyzvednutí a odložení). Roboti Delta využívají výhody čtyř tyčových nebo rovnoběžníkových spojovacích systémů .
Polárního robota nazýváme roboty, kteří mají pouze artikulace rotoidního typu . Aby byl takový robot schopen pohybovat a orientovat efektorový orgán ve všech směrech ve 3D, potřebuje 6 os: 3 pro pohyb, 3 pro orientaci. V 2-dimenzionálním prostředí postačují 3 osy: 2 pro pohyb, 1 pro orientaci.
SCARA je zkratka pro Selective Compliance Assembly Robot Arm . Roboty SCARA poznáte podle dvou paralelních kloubů, které zajišťují pohyb v rovině XY. Rotující hřídele jsou umístěny svisle a koncový efektor se pohybuje vodorovně.
Roboty SCARA se používají pro práce, které vyžadují přesné boční pohyby, a jsou ideální pro montážní aplikace.
Někteří roboti používají elektromotory , jiní používají hydraulické válce . První jsou rychlejší, druhé jsou silnější a výhodné v aplikacích, jako je nástřik barvy.
Pohyby průmyslového robota jsou programovány dvěma hlavními metodami.
Metoda učení je historicky první. Spočívá ve vytváření trajektorií tak, že si robot zapamatuje body odpovídající kartézským souřadnicím a které určí jeho polohu. To se provádí přímo na robotu pomocí ovládacího boxu.
Druhou a novější metodou je offline programování . Na vyhrazeném pracovním počítači může operátor naprogramovat další úkol pomocí offline programovacího softwaru importem modelu CAD, pomocí kterého může generovat pohyby. Výsledek svého programování pak bude moci vizualizovat díky integrovanému simulátoru, který je virtuální reprezentací pracovního prostředí robota se všemi jeho součástmi.
V 80. letech 20. století prováděl automatizované zkoušky dojení, zejména Francouzský výzkumný ústav pro zemědělské a environmentální inženýrství (CEMAGREF). Hlavní obtíž se týká lokalizace vemen krávy, které vykazují velkou variabilitu, od jedné krávy ke druhé, ale také u stejné krávy v závislosti na období. Dojicí roboty vyvíjejí buď hlavní výrobci dojicích zařízení, nebo specializované společnosti.