Raskeveokite robotite vaikne revolutsioon masinaehituses: miks tehisintellekt muudab nüüd tugevaimate robotite loomist

### Unustage tehasepõrand: need robotihiiglased vallutavad nüüd ehitusplatse ja tuuleparke ### Puure pole enam vaja: kuidas rasketest robotitest saavad inimestele ohutud meeskonnakaaslased ### Lahendus oskuste puudusele? Need robotid võtavad ette maailma raskeimaid töid ### Titaanide kokkupõrge: parima roboti ehitaja ei otsusta mitte võim, vaid tarkvara ###

Tugevuse evolutsioon: uusimad arengud suure jõudlusega raskeveokite robotites

Raskeveokite robootika sektor läbib põhjalikku muutust, mis ulatub kaugemale pelgalt kandevõime ja ulatuse suurendamisest. Hiljutised arengud näitavad paradigma muutust tervikliku lähenemisviisi suunas, mis rõhutab intelligentsust, kohanemisvõimet, kasutatavust ja uute rakendusvaldkondade arendamist. Tarkvara, tehisintellekt (AI) ja täiustatud mehhatroonika on muutunud peamisteks väärtuste liikumapanijateks, võimaldades neil võimsatel masinatel täita keerulisi ülesandeid dünaamilistes keskkondades, sageli otseses koostöös inimestega. Peamised trendid hõlmavad traditsiooniliste tööstusrobotite ja koostööl põhinevate süsteemide (kobotite) vaheliste piiride üha suurenevat hägustumist, laienemist sellistesse sektoritesse nagu ehitus ja taastuvenergia ning omamise kogukulude (TCO) ja jätkusuutlikkuse kasvavat tähtsust. Need arengud määratlevad järgmise põlvkonna raskeveokite roboteid, mis on mitte ainult tugevamad, vaid ennekõike ka targemad, paindlikumad ja kättesaadavamad.

Uue põlvkonna raskeveokite robotid: võimsuse ja täpsuse uus definitsioon

Raskeveokite robotite turg areneb puhtast maksimaalse kandevõime nimel konkureerimisest mitmekesiseks maastikuks, kus rakendusspetsiifiline jõudlus ja efektiivsus on üliolulised. Juhtivad tootjad eristavad oma tooteid võimsuse, kiiruse, kompaktsuse ja intelligentse disaini kombinatsiooniga.

Moodsa raskeveokite klassi defineerimine: enamat kui lihtsalt toores jõud

Raskeveokite robotid on konstrueeritud käsitlema koormaid, mis tavaliselt algavad 250 kg-st ja/või mille ulatus on üle 4 meetri. Need on selliste tööstusharude nagu autotööstus, masinaehitus, valukojad ja üha enam ka ehitustööstuse selgroog, kus nad liigutavad massiivseid komponente, nagu mootoriplokid, terastalad ja terved sõidukikered. Koormuste vahemik on tohutu, ulatudes mitmesajast kilogrammist kuni praeguse tipptasemeni 2300 kg.

Kuid tänapäevaste raskeveokite robotite hindamine on arenenud. Kuigi maksimaalne kandevõime jääb peamiseks kriteeriumiks, on üha enam tähelepanu keskpunktis terviklikud efektiivsusnäitajad. Nende hulka kuuluvad kandevõime ja kaalu suhe, vajalik jalajälg, energiatarbimine ning võime täpselt ja dünaamiliselt käsitseda suure inertsimomendiga koormaid. Need kriteeriumid peegeldavad sügavamat arusaama omamise kogukuludest ja tänapäevaste paindlike tootmiskeskkondade nõuetest.

Konkurentsimaastik ja lipulaevamudelid (2024–2026)

Turgu domineerivad sellised tuntud tegijad nagu KUKA, Fanuc, ABB ja Yaskawa, samas kui uued konkurendid, näiteks Hiinast pärit Estun, on üha olulisemad. Nende ettevõtete strateegiad näitavad märkimisväärset erinevust, mis ulatub kaugemale pelgalt kandevõime maksimeerimisest.

Fanuc jääb oma M-2000iA seeriaga vaieldamatuks turuliidriks üliraskeveokite segmendis. 2,3-tonnise kandevõimega M-2000iA/2300 mudel on maailma võimsaim 6-teljeline liigendkäega robot ja sobib ideaalselt ülesannete jaoks, mis nõuavad absoluutselt maksimaalset jõudu, näiteks terve sõiduki šassii tõstmiseks.

KUKA järgib optimeeritud jõudluse strateegiat. Kuigi KR FORTEC ultra seeria pakub kuni 800 kg kandevõimet, iseloomustab seda erakordselt hea kandevõime ja kaalu suhe ning kompaktne disain. See saavutatakse uuenduslike disainifunktsioonide abil, nagu näiteks kaheharuline süsteem, mis suurendab jäikust ilma liigse kaaluta. Kaubaaluste rakenduste jaoks pakub KR 1000 titan seeria mudeleid kandevõimega kuni 1300 kg.

ABB positsioneerib oma lipulaevaks olnud IRB 8700 robotit oma klassi kiireima robotina. Kuni 800 kg kandevõimega (või 1000 kg kallutatud randmega) saavutab see 25% kiirema tsükliaja kui võrreldavad mudelid. ABB rõhutab ka töökindlust lihtsustatud mehaanilise konstruktsiooni kaudu, kus iga telje kohta on ainult üks mootor ja käigukast, vähendades hooldust ja alandades kogukulusid.

Yaskawa pakub laia tootevalikut, sealhulgas 600 kg kandevõimega Motoman MH600. Selle paralleelliigendiga disain tagab suure stabiilsuse ja jäikuse, mis on eriti kasulik suure inertsimomendiga toorikute käsitsemisel. GP-seeria on loodud kiireks kasutamiseks.

Turule sisenevad ka uued konkurendid nagu Estun ja Kawasaki. Hiina suurim tööstusrobotite tootja Estun plaanib Euroopas turule tuua mudeleid nagu ER 13300, mille kandevõime on 1000 kg. Kawasaki laiendab oma tooteportfelli MXP710L (710 kg) ja M-seeriaga, mis suudavad käsitseda kuni 1500 kg.

Need erinevad lähenemisviisid näitavad, et raskeveokite robotite turg on arenenud ühemõõtmelisest võidujooksust suurima kandevõime nimel diferentseerituma konkurentsimaastiku poole. Tootjad konkureerivad nüüd spetsiaalsete jõudlusfunktsioonide osas, mis on kohandatud konkreetsete klientide nõudmistele – olgu selleks maksimaalne võimsus, efektiivsus kitsastes ruumides või maksimaalne kiirus. See võimaldab kasutajatel valida lahenduse, mis on optimeeritud nende individuaalsetele tootmistingimustele, selle asemel, et lihtsalt valida kõige võimsam saadaolev mudel.

Robotihiiglased: Võrdluseks kõige võimsamad tööstusrobotid

Robotihiiglased: Võrdluses kõige võimsamad tööstusrobotid – Pilt: Xpert.Digital

Tööstusrobotite maailmas on muljetavaldavaid hiiglasi, kes paistavad silma oma tohutu kandevõime ja tehniliste näitajate poolest. Tootjad Fanuc, KUKA, ABB, Kawasaki, Estun ja Yaskawa võistlevad selle turusegmendi tipppositsiooni pärast.

Fanuc M-2000iA/2300 paistab silma oma erakordse 2300 kg kandevõimega ja sellel on ka IP67-kaitsega randmepadi. KUKA esitleb KR 1000 1300 titan PA robotit, mille kandevõime on 1300 kg ja mis sobib ideaalselt kaubaaluste pakkimiseks ning millel on kompaktne 6-teljeline disain. ABB IRB 8700 on sarnaste mudelitega võrreldes 25% kiirem ja lihtsustatud disainiga maksimaalse töökindluse tagamiseks.

MG15HL puhul tugineb Kawasaki hübriidhoovastikule, mis võimaldab suuri pöördemomente ja kandevõimeid ilma täiendavate vastukaaludeta. Yaskawa Motoman MH600 avaldab muljet oma paralleelhoovastiku disainiga, mis tagab stabiilsuse isegi suure inertsimomendiga koormuste korral.

Huvitav uustulnuk on Estun ER 13300, Euroopa turgu vallutada pürgiv raskeveokite robot. Need robotid demonstreerivad muljetavaldavalt tööstusautomaatika tehnoloogilist arengut ja juhtivate tootjate pidevat innovatsiooni.

Intellektimootor: tehisintellekt ja tarkvara kui peamised eristavad tegurid

Raskeveokite robotite kõige olulisemad edusammud ei ole enam puhtalt mehaanilised. Pigem on tegemist robootika, tehisintellekti ja täiustatud tarkvara ühendamisega, mis laiendab põhjalikult nende masinate võimekust ja muudab nende toimimist revolutsiooniliselt.

Automatiseerimisest autonoomiani: tehisintellekti ja masinõppe mõju

Tehisintellekt ja masinõpe muudavad tööstusrobotid jäikadest, eelprogrammeeritud tööriistadest adaptiivseteks ja intelligentseteks süsteemideks, mis suudavad tajuda, otsustada ja õppida. See muutus on ülioluline tänapäevaste tootmis- ja logistikaprotsesside varieeruvuse ja keerukuse haldamiseks.

Täiustatud taju ("Silmad")

Tänapäeva robotid ei tööta enam pimesi. Nad on varustatud keerukate andurisüsteemidega, sealhulgas 2D- ja 3D-nägemissüsteemide, LiDAR-i ja stereokaameratega, mis annavad neile põhjaliku ülevaate ümbritsevast. Seda tajuvõimet toetavad süvaõppe algoritmid objektide tuvastamiseks, lokaliseerimiseks ja segmenteerimiseks, mis võimaldab nende kasutamist struktureerimata keskkondades.

Kasutusjuhtum – prügikastide komplekteerimine: süsteemid nagu KUKA.SmartBinPicking kasutavad täiustatud pilditöötlust prügikastis juhuslikult paigutatud objektide tuvastamiseks, nende haardepunktide määramiseks ja ohutuks eemaldamiseks – ülesanne, mis on traditsioonilise reeglipõhise programmeerimisega praktiliselt võimatu.

Kasutusjuhtum – ehitusplatsi tuvastamine: Uuringud arendavad aktiivselt YOLO-l (You Only Look Once) põhinevaid objektide tuvastamise mudeleid. Need võimaldavad robotitel tuvastada töötajaid, sõidukeid ja hoonekonstruktsioone dünaamilistel ehitusplatsidel, mis on eeltingimus autonoomseks toimimiseks sellistes keerulistes keskkondades.

Intelligentne ülesannete haldamine („Aju“)

Tehisintellekt ei ole mõeldud mitte ainult nägemiseks, vaid ka tegutsemiseks. Konkreetse masinaõppe mudelid võimaldavad robotitel oma tegevust reaalajas muutuvate tingimustega kohandada.

Kasutusjuhtum – tehisintellekti abil kaubaalustelt mahalaadimine: FANUC kasutab tehisintellektil põhinevaid nägemissüsteeme, et võimaldada robotitel autonoomselt maha laadida erineva suuruse ja asukohaga kastide segakaubaaluseid. Sellised süsteemid suudavad töödelda üle üheksa kasti minutis, asendades äärmiselt füüsiliselt nõudlikku käsitsitööd.

Kasutusjuhtum – tehisintellektiga abistatav keevitamine: Järgmise põlvkonna süsteemid, näiteks NovAI™, kasutavad masinnägemist ja tehisintellekti reaalajas adaptiivseks keevitamiseks. Need suudavad jälgida keevisõmblusi, reguleerida tühimikke ja ühenduskohti ning dünaamiliselt korrigeerida keevitusparameetreid. See automatiseerib protsesse, mida varem peeti robootika jaoks komponentide tolerantside tõttu liiga ebajärjekindlaks, ning on kriitilise tähtsusega edasiminek raskete ehitustööde jaoks sellistes tööstusharudes nagu laevaehitus.

Kasutatavuse revolutsioon: keerukuse lihtsustamine täiustatud tarkvaraga

Traditsiooniliselt oli tööstusrobotite programmeerimine väga spetsiifiline ülesanne, mis nõudis põhjalikke teadmisi patenteeritud programmeerimiskeeltest, näiteks KRL (Kuka) või RAPID (ABB). See kujutas endast suurt sisenemisbarjääri ja aeglustas automatiseerimislahenduste rakendamist.

Järgmise põlvkonna operatsioonisüsteemid

Juhtivad tootjad reageerivad sellele kitsaskohale, arendades välja uusi intuitiivseid operatsioonisüsteeme, mis on loodud robotite töö demokratiseerimiseks.

KUKA iiQKA.OS: Kaasaegne Linuxi-põhine operatsioonisüsteem veebipõhise kasutajaliidesega (iiQKA.UI), mis on loodud sama lihtsaks kasutamiseks kui nutitelefon. See toetab käskudepõhist programmeerimist, võimaldab virtuaalset kasutuselevõttu ja on loodud edendama tervet kolmandate osapoolte rakenduste ja riistvara ökosüsteemi („Robotic Republic“).

FANUC iHMI: „Intelligentne inimese ja masina liides” on graafiline puutetundlikul ekraanil põhinev kasutajaliides, mis on loodud seadistamise ja koolituse aja drastiliseks vähendamiseks. See integreerib planeerimis-, redigeerimis- ja täiustustööriistad, näiteks tsükliaja hindamise ja hoolduse haldamise, ühte selgesse liidesesse.

Programmeerimise demokratiseerimine

Trend liigub selgelt koodivaba või vähese koodiga interaktsiooni suunas. Visuaalsed programmeerimiskeskkonnad lohistamise funktsiooni ja graafiliste töövoo redaktoritega on muutumas standardiks. Programmeerimise takistust vähendavad veelgi „demonstratsioonipõhise õpetamise” meetodid, mille puhul operaator juhib robotkätt käsitsi liikumise kaudu (käejuhtimine) või kasutab robotile ülesande „näitamiseks” väliseid tööriistu, näiteks Wandelboti Tracepeni.

Simulatsiooni jõud (digitaalsed kaksikud)

Võrguühenduseta programmeerimis- ja simulatsioonitarkvara, näiteks KUKA.Sim või ABB RobotStudio, on muutunud asendamatuks tööriistaks. See võimaldab ettevõtetel virtuaalselt kavandada, testida ja optimeerida terveid robotirakke enne füüsilise riistvara tellimist. See "virtuaalne kasutuselevõtt" vähendab oluliselt reaalse seadistamise aega, minimeerib riske kokkupõrgete või ligipääsetavuse probleemide varajase avastamise kaudu ning võimaldab programmeerimist teostada paralleelselt riistvara hankimisega.

Need arengud viitavad robootika põhimõttelisele muutusele. Tootjad ei müü enam lihtsalt kontrolleriga robotkätt, vaid ehitavad terveid digitaalseid platvorme. Nende hulka kuuluvad operatsioonisüsteemid, rakenduste poed, partnervõrgustikud ja pilveühendused. KUKA reklaamib aktiivselt iiQKA jaoks partnerökosüsteemi („Robotic Republic“), millel on avatud liidesed kolmandate osapoolte pakkujatele. Samal ajal võimaldavad platvormid, nagu näiteks Bosch Rexrothi ctrlX AUTOMATION, juhtida erinevate kaubamärkide (ABB, KUKA, FANUC) roboteid ühtse liidese kaudu. See areng peegeldab nutitelefonide turu nihet, kus seadme väärtust määrab suuresti selle rakenduste ökosüsteem. Konkurentsiväli nihkub seega puhtalt riistvaraspetsifikatsioonidelt tarkvaraökosüsteemi tugevusele ja avatusele. Kasutajate jaoks tähendab see väiksemat sõltuvust ühest tootjast, kiiremat innovatsiooni ja juurdepääsu laiemale valikule spetsialiseeritud lahendustele. Robotist saab riistvaraplatvorm, millele ehitatakse tarkvarapõhine automatiseerimislahendus.

AI & XR-3D-renderdusmasin: viis korda ekspertiis Xpert.digital terviklikus hoolduspaketis, R&D XR, PR & SEM – pilt: Xpert.digital

Xpert.digital on sügavad teadmised erinevates tööstusharudes. See võimaldab meil välja töötada kohandatud strateegiad, mis on kohandatud teie konkreetse turusegmendi nõuetele ja väljakutsetele. Analüüsides pidevalt turusuundumusi ja jätkates tööstuse arengut, saame tegutseda ettenägelikkusega ja pakkuda uuenduslikke lahendusi. Kogemuste ja teadmiste kombinatsiooni abil genereerime lisaväärtust ja anname klientidele otsustava konkurentsieelise.

Lisateavet selle kohta siin:

• Kasutage Xpert.digital 5 -kordist kompetentsi ühes paketis – 500 €/kuus

Täiustatud mehatroonika: Võimu füüsiline evolutsioon

Paralleelselt tarkvara ja tehisintellekti kiire arenguga areneb ka raskeveokite robotite füüsiline vorm. Disaini, materjaliteaduse ja efektortehnoloogia innovatsioonid on selle suurenenud intelligentsuse mehaaniliseks jõudluseks muutmisel üliolulised.

Disaini ja materjalide uuendused: suurem jõudlus väiksema massiga

Põhitrend on kergemate ja kompaktsemate robotite arendamine, pakkudes samal ajal sama või suuremat kandevõimet. Näiteks KUKA KR Fortec on oma eelkäijast kuni 700 kg kergem, samas kui KR FORTEC ultra seeria uhkeldab oma klassi parima kandevõime ja kaalu suhtega. See kaalulangus vähendab vundamendi nõudeid, vähendab energiatarbimist ning võimaldab kasutamist tihedamalt asustatud ja ruumiliselt piiratud tootmisüksustes.

See on võimalik tänu täiustatud kinemaatilistele kontseptsioonidele. KUKA kaheharuline süsteem ja Fanuci ülijäigad harude konstruktsioonid parandavad täpsust ja vähendavad vibratsiooni suurtel kiirustel ja raskete koormuste korral. Kawasaki hübriidmehhanism välistab vajaduse mahukate vastukaalude järele, suurendades roboti tööruumi.

Teine oluline aspekt on modulaarsus. Robotite seeriad, näiteks KUKA omad (KR Quantec, Fortec, Fortec ultra), jagavad üha enam ühiseid komponente, näiteks keskseid käsi. See lihtsustab hooldust ja vähendab varuosade laokulusid klientidele, kes haldavad mitmekesist robotiparki.

Äärmuslikes keskkondades kasutamiseks on nüüd standardvarustuses spetsiaalsed variandid, näiteks „Foundry” või „Hygienic”. Nendel mudelitel on IP67-reitinguga randmed ja korpused, kuuma- ja korrosioonikindlad katted ning toiduohutu määrdeaine, mis võimaldab nende kasutamist valukodades, sepikodades või toiduainete töötlemisel.

Järgmise põlvkonna efektormehhanismid: roboti käed

Roboti käe otsas olevad haaratsid, mida nimetatakse efektormehhanismideks, arenevad lihtsatest pneumaatilistest klambritest keerukateks mehhatroonilisteks süsteemideks. Neid varustatakse üha enam täiustatud anduritega, mis annavad neile adaptiivse funktsionaalsuse. Kuigi neid leidub endiselt peamiselt väiksema kandevõimega rakendustes, mõjutavad haaratsite tehnoloogiat pehme robootika ja bioonika põhimõtted. Eesmärk on käsitleda laiemat valikut objektikujusid ja -materjale suurema töökindluse ja väiksema pingutusega. Raskete ja keerukate objektide jaoks töötatakse välja mitmeteljelisi, täielikult juhitavaid mehhanisme, mis võimaldavad täpset manipuleerimist.

Randmele kinnitatud jõu-pöördemomendi andurid annavad robotile "puudutustunde". Need võimaldavad tal täita tundlikke ülesandeid, näiteks komponentide täpne ühendamine, lihvimise ajal kindlaksmääratud jõu rakendamine või ootamatutele kokkupõrgetele ohutu reageerimine.

Andurite ökosüsteem: taju ja turvalisuse alus

Kaasaegsed raskeveokite robotid tuginevad rikkalikule sisemiste ja väliste andurite ökosüsteemile. Sisemised andurid, näiteks mootori kodeerijad ja pöördemomendi andurid liigendites, on täpse liikumise juhtimise jaoks hädavajalikud. Välised andurid, näiteks 3D-kaamerad, LiDAR ja ultraheliandurid, pakuvad andmeid keskkonnateadlikkuse ja inimese ja roboti ohutu koostöö tagamiseks. Integreeritud kokkupõrke- ja ülekoormuskaitsesüsteemid võivad kokkupõrke või liigse koormuse korral käivitada avariiseiskamise, kaitstes seega nii robotit kui ka töödeldavat detaili. Need süsteemid muutuvad üha keerukamaks ja pakuvad näiteks pneumaatiliselt reguleeritavaid käivituslävesid.

Jätkusuutlikkus ja tõhusus: keskendumine omamise kogukuludele (TCO)

Energiatõhususest on saanud peamine disainieesmärk. Kerge konstruktsiooni, tarkvara abil optimeeritud liikumisteede ja energiasäästlike ooterežiimide abil vähendavad tootjad oma robotite energiatarbimist. See mitte ainult ei vähenda tegevuskulusid, vaid parandab ka automatiseerimislahenduse keskkonnamõju. Lihtsustatud mehaanilised konstruktsioonid, näiteks ABB omad, kus iga telg kasutab ainult ühte mootorit, ja moodulkonstruktsioon toovad kaasa suurema töökindluse (keskmine riketevaheline aeg, MTBF) ja lühema remondiaja (keskmine remondiaeg, MTTR), vähendades veelgi omamise kogukulusid.

Mehhatroonika edusammud on tihedalt seotud tarkvara ja tehisintellekti arenguga. Jäigem ja vähem vibreeriv käe disain (riistvara täiustamine) on eeltingimuseks täiustatud liikumisjuhtimistarkvarale (tarkvara täiustamine), mis võimaldab robotit kiiremini ja täpsemalt liigutada. Tehisintellektil põhinevad teekonna planeerimise algoritmid saavad seejärel arvutada just nende kinemaatika jaoks kõige energiatõhusama trajektoori. Integreeritud jõu-pöördemomendi andurid annavad omakorda reaalajas tagasisidet, võimaldades juhtimistarkvaral reageerida ettenägematutele jõududele ja muuta protsessi töökindlamaks. Seega on tänapäevase raskeveokite roboti jõudlus kogu süsteemi tekkiv omadus, milles mehaanika, andurid ja tarkvara on lahutamatult seotud.

Laienenud silmapiirid: uued rakendusvaldkonnad raskeveokite robootikale

Tehnoloogia areng tehisintellekti, tarkvara ja mehhatroonika vallas võimaldab kasutada raskeveokite roboteid tööstusharudes, mis varem tuginesid käsitsitööle või jäigale automatiseerimisele. Robotid lahkuvad kontrollitud tehasepõrandalt ja vallutavad dünaamilisi ja struktureerimata keskkondi.

Automatiseeritud ehitusplats

Ehitustööstus seisab silmitsi tohutute väljakutsetega oskustööliste puuduse, kõrgete ohutusriskide ja kasvava tootlikkuse surve tõttu. Seetõttu plaanib 81% ehitusettevõtetest järgmise kümne aasta jooksul roboteid kasutusele võtta.

Rakendused: Tugevad robotid käitlevad massiivseid komponente, nagu terasprofiilid, monteeritavad betoonelemendid ja moodulkorpused. Neid kasutatakse automatiseeritud tootmises, näiteks puurimiseks, neetimiseks ja suurte komponentide kinnitamiseks. Konkreetne näide on Fischer BauBot, mis töötati spetsiaalselt välja puurimis- ja tüübeldamistöödeks suurtel ehitusplatsidel. Roboteid saab varustada ka lõikeriistadega, et töödelda betoon- ja terasdetaile kohapeal suure täpsusega.

Peamised tehnoloogiad: Edu selles struktureerimata keskkonnas sõltub kriitiliselt tehisintellektil põhinevast objektide tuvastamisest materjalide ja takistuste tuvastamiseks, samuti vastupidavatest mobiilplatvormidest.

Tulevikuenergia: automatiseerimine taastuvenergia tootmisel

Taastuvenergia massiline laienemine nõuab suurte komponentide, näiteks tuuleturbiinide labade ja päikesepaneelide, kiiremat ja kulutõhusamat tootmist ja paigaldamist.

Tuuleenergia: Tuuleturbiinilabade tootmisel kasutatakse roboteid järeltöötluseks (kärpimine, lihvimine, täitmine), mis parandab kvaliteeti ja vabastab töötajad tervisele kahjulikest ülesannetest. Automatiseeritud kiudude paigutamise (AFP) puhul paigutavad robotkäed täpselt süsinikkiust või klaaskiust ribasid, et toota kergemaid ja stabiilsemaid rootorilabasid. Spetsiaalsed robotsüsteemid töötlevad labade juuri (saagimine, freesimine, puurimine) ja vähendavad tsükliaega kuni 50% võrreldes tavapäraste masinatega.

Päikeseenergia: Ettevõtted nagu Charge Robotics ja Terabase arendavad mobiilseid „tehaseid“, mis automatiseerivad tervete päikesepaneelide sektsioonide eelmonteerimist ja paigaldamist otse päikeseelektrijaamade ehitusplatsidel, potentsiaalselt tootlikkust kahekordistades. AES-i robot „Maximo“ kasutab tehisintellekti, LiDAR-i ja masinnägemist päikesepaneelide raskete esemete tõstmise ja paigaldamise automatiseerimiseks, vähendades aega ja kulusid kuni 50%. Comau Hyperflexi süsteem on poolhaagises asuv mobiilne tehas, mis monteerib ja paigaldab päikeseenergia jälgimisseadmeid otse põllul.

Rasketööstuse moderniseerimine: laevaehitus ja lennundus

Laevaehitus: See traditsiooniliselt väheautomaatikaga tööstusharu on hakanud kasutusele võtma mobiilseid raskeveokite roboteid. Comau ja Fincantieri laevatehase koostöös välja töötatud MR4Weld on autonoomne mobiilne keevitusrobot, mis suudab laevatehase struktureerimata keskkonnas navigeerida ja keevitada suuri kereosi. See toob hiiglaslike teraskonstruktsioonide kokkupanekusse uue paindlikkuse ja tõhususe taseme.

Lennundus: Ülitäpseid raskeveokite roboteid kasutatakse suurte õhusõidukikomponentide, näiteks tiibade ja kereosade puurimiseks, neetimiseks ja ühendamiseks, kus on vaja suurimat täpsust ja korduvust.

Ringmajanduses tsükli sulgemine

Jätkusuutlikkuse eesmärgid ja ELi eeskirjad suurendavad vajadust keerukate toodete tõhusa ringlussevõtu ja taastootmise järele.

Automatiseeritud lahtivõtmine: Tugevad robotid sobivad ideaalselt suurte ja raskete toodete lahtivõtmiseks.

Elektrisõidukite akud: Tänu oma suurele kaalule ja võimalikele ohtudele (elektrilised ja keemilised) on elektrisõidukite akude robotitega abistatav lahtivõtmine ohutu ja ökonoomse ringlussevõtu jaoks ülioluline. Uurimisprojektide käigus arendatakse robotrakke, mis eraldavad automaatselt aku moodulid ja elemendid.

Suuremahuline elektroonika ja mootorid: Fraunhoferi Instituut töötab robotsüsteemide kallal, mis kasutavad tehisintellekti ja masinnägemist arvutite, pesumasinate ja elektrimootorite automaatseks lammutamiseks, et taaskasutada väärtuslikke materjale, nagu vask ja haruldaste muldmetallide magnetid. See on oluline samm nn linnakaevandamise rajamise suunas.

Neil uutel rakendusaladel on üks ühine joon: need viivad roboti tehasepõranda väga struktureeritud ja etteaimatavast keskkonnast dünaamilisse, struktureerimata ja sageli karmi "välja". See keskkonnamuutus on tehisintellekti, sensorite ja mehhatroonika tehnoloogilise arengu peamine edasiviiv jõud. Tehniline väljakutse nihkub korduvate liigutuste optimeerimiselt ebakindluse juhtimisele. Edasine edu sõltub vähem kiiruse või täpsuse järkjärgulisest parandamisest ja rohkem läbimurretest keskkonnataju, autonoomse navigeerimise ja adaptiivse ülesannete planeerimise valdkonnas.

Baaridest globaalseteni: VKEd vallutavad maailmaturu nutika strateegiaga – pilt: xpert.digital

Ajal, mil ettevõtte digitaalne kohalolek otsustab oma edu üle, saab selle kohalolu kujundada autentselt, individuaalselt ja laialdaselt. Xpert.digital pakub uuenduslikku lahendust, mis positsioneerib end ristmikuna tööstusliku sõlmpunkti, ajaveebi ja brändi suursaadiku vahel. See ühendab kommunikatsiooni- ja müügikanalite eelised ühe platvormiga ning võimaldab avaldamist 18 erinevas keeles. Koostöö partnerportaalidega ja võimalus avaldada Google Newsile kaastööd ja umbes 8000 ajakirjaniku ja lugejaga pressi levitajat maksimeerivad sisu ulatust ja nähtavust. See kujutab endast olulist tegurit välise müügi ja turunduse (sümbolid).

Lisateavet selle kohta siin:

• Autentne. Individuaalselt. Globaalne: xpert.digitaalne strateegia teie ettevõtte jaoks

Koostöö piir: ohutu inimese ja roboti interaktsioon suure kandevõimega

Tärkav ja esmapilgul vastuoluline trend on koostööpõhimõtete rakendamine robotite puhul, mis on võimelised avaldama potentsiaalselt surmavaid jõude. See areng muudab raskeveokite robotid isoleeritud masinatest võimsateks meeskonnakaaslasteks.

Puuri taga: koostöö spekter

Traditsiooniline ohutuskontseptsioon, mis seisneb raskeveokite robotite käitamises kaitsepiirete vahel, on ebaefektiivne ja loob jäiga lahususe inimeste ja masinate ülesannete vahel. Kaasaegne inimese ja roboti koostöö (HRC) ei ole aga ühtne kontseptsioon, vaid pigem spekter, mis ulatub lihtsast kooseksisteerimisest (robot peatub, kui inimene siseneb tema tööruumi) kuni tiheda koostööni (inimene ja robot töötavad samaaegselt sama tooriku kallal).

Selle lähenemisviisi peamine eelis on see, et erinevalt traditsioonilistest kergetest kobotidest ei ole HRC-võimelistel tööstusrobotitel piiranguid kandevõime, kiiruse ega täpsuse osas. Seega pakuvad nad parimat mõlemast maailmast: tööstusroboti jõudlust ja koostöörakenduse paindlikkust.

Ohutu ja vastupidava HRC võtmetehnoloogiad

Ohutu HRC raskeveokite robotitega on võimalik tänu täiustatud anduritehnoloogiale ja intelligentsetele juhtimisfunktsioonidele.

Täiustatud ohutusandurid: Ohutu HRC aluseks on süsteemi võime tuvastada inimeste kohalolekut ja kavatsusi. See saavutatakse ohutussertifitseeritud laserskannerite, 3D-kaamerate ja isegi rõhutundlike põrandate abil, mis genereerivad roboti ümber dünaamilisi mitmetasandilisi kaitsevälju.

Kiiruse ja distantsi jälgimine (SSM): see on oluline koostöömeetod, mille puhul roboti kiirus on pöördvõrdeline selle kaugusega inimesest. Kui inimene läheneb, aeglustab robot. Kui inimene jõuab liiga lähedale, peatub robot ohutult jälgitava stopiga. See võimaldab sujuvat ja tõhusat suhtlust ilma füüsiliste takistusteta.

Võimsuse ja jõu piiramine (PFL): Kuigi see on raskeveokite robotite suure inertsi tõttu keeruline, võimaldavad täiustatud juhtimissüsteemid ja iga liigendi pöördemomendi andurid isegi suurtel robotitel teatud ülesannete puhul jõuga piiratud režiimis töötada. Need peatuvad kohe, kui ilmneb ootamatu kontakt. Seda funktsiooni kasutatakse sageli käsitsi juhtimisel või üleandmisülesannetes.

Standardimine ja riskihindamine: Ohutute HRC-rakenduste rakendamist reguleerivad standardid nagu EN ISO 10218 ja tehniline spetsifikatsioon ISO/TS 15066. Põhiline eeltingimus on alati kogu rakenduse – roboti, haaratsi, tooriku ja ümbruse – hoolikas riskihindamine. Isegi loomupäraselt ohutu robot võib käsitseda ohtlikku tööriista.

Need arengud viivad termini "kobot" ümberdefineerimiseni. Traditsiooniliselt oli see termin sünonüüm väikestele, kergetele ja loomupäraselt ohututele robotkätele. Koostööfunktsioonide integreerimine raskeveokite tööstusrobotitesse murrab seda paradigmat. "Koostöö" areneb nimisõnast (roboti tüüp, "kobot") omadussõnaks või funktsioonide kogumiks ("koostööroboti rakendus"). Tulevik ei seisne binaarses valikus "koboti" ja "tööstusroboti" vahel, vaid sobiva kandevõime ja jõudlusega tööstusroboti valimises, mis seejärel varustatakse konkreetse rakenduse jaoks vajalike koostööohutusfunktsioonidega. See laiendab dramaatiliselt inimese ja masina tiheda koostöö jaoks ligipääsmatuid valdkondi, näiteks raskeveokite montaaži või logistika.

RaaS selgitas: kuidas ettevõtted vähendavad robotite turule sisenemise barjääri

Raskeveokite robootikaturg on valmis jätkusuutlikuks kasvuks, mida juhivad tehnoloogilised uuendused ja laienemine uutesse sektoritesse. Edukaks rakendamiseks peavad ettevõtted aga tegema strateegilisi otsuseid, mis ulatuvad pelgast tehnoloogia hindamisest kaugemale.

Turu suurus ja kasvuprognoosid

Globaalne tööstusrobootika turg on märkimisväärne ja kasvav sektor. Turu suuruse prognoosid varieeruvad sõltuvalt analüüsi ulatusest ja metoodikast, kuid näitavad järjepidevalt positiivset trendi:

• Ühe analüüsi kohaselt kasvab majanduskasv 33,9 miljardilt USA dollarilt 2024. aastal 60,5 miljardi USA dollarini 2030. aastaks, mis vastab 9,9% liitkasvumäärale aastas.
• Teises uuringus prognoositakse kasvu 16,9 miljardilt USA dollarilt (2024) 29,4 miljardi USA dollarini 2029. aastaks (aastane kasvumäär 11,7%).
• Kolmas prognoos ennustab kasvu 19,9 miljardilt USA dollarilt (2024) 55,5 miljardi USA dollarini 2032. aastaks (aastane kasvumäär 14,2%).

Raskeveokite robotplatvormide turu suuruseks hinnati 2024. aastaks 333,5 miljonit USA dollarit ja prognoositakse 2030. aastaks 446,0 miljonit USA dollarit (aastane kasvumäär 5,0%). Erinevus üldiste näitajatega näitab, et raskeveokite robotid moodustavad küll kõrge väärtusega, kuid väiksemahulise osa turust.

Rahvusvahelise Robootika Föderatsiooni (IFR) andmetel saavutas tööstusrobotite ülemaailmne arv 2023. aastal rekordilise 4,28 miljoni ühikuni, mis on 10% rohkem kui eelmisel aastal. Kuigi 2024. aastal toimus ajutine turu kahanemine, eeldatakse pikaajalise kasvutrendi taastumist 2025. aastal. Aasia, eriti Hiina, on endiselt suurim ja kiiremini kasvav turg, moodustades 70% uutest installatsioonidest.

Peamised kasvutegurid ja takistused

Kasvumootorid:

• Oskustööjõu puudus ja demograafilised muutused: paljudes tööstusriikides soodustab kvalifitseeritud töötajate puudus füüsiliselt nõudlike ja korduvate ülesannete automatiseerimist.
• Tööstus 4.0 ja nutikas tootmine: tootmise võrgustamine ja digitaliseerimine nõuavad kesksete komponentidena intelligentseid ja paindlikke roboteid.
• Uute sektorite areng: Kasvu soodustab üha enam uute tehnoloogiate kasutuselevõtt väljaspool autotööstust asuvates sektorites, näiteks logistikas, ehituses ja taastuvenergias.
• Jätkusuutlikkus ja tootmise ümberpaigutamine: robotid parandavad materjalitõhusust, vähendavad jäätmeid ja võimaldavad kulutõhusat kodumaist tootmist.

Takistused:

• Suured alginvesteeringud: Roboti, selle integreerimise ja vajalike välisseadmete kulud kujutavad endast märkimisväärset takistust, eriti väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete (VKEde) jaoks.
• Integratsiooni keerukus: Vaatamata kasutajasõbralikumatele liidestele võib robotite integreerimine olemasolevatesse pärandsüsteemidesse ja koostalitlusvõime tagamine jääda keeruliseks.

Strateegilised rakendamise imperatiivid

Ettevõtete jaoks, kes kaaluvad raskeveokite robotite kasutamist, on järgmised strateegilised kaalutlused üliolulised:

• Nihuta fookus kapitalikuludelt (CAPEX) kogukuludele (TCO) ja investeeringutasuvusele (ROI): investeerimisotsused ei tohiks põhineda ainult soetushinnal. Oluline on terviklik analüüs nii omamise kogukulude (TCO) – energiatarbimise, hoolduse ja kättesaadavuse – kui ka investeeringutasuvuse (ROI) – – suuremast läbilaskevõimest, paremast kvaliteedist ja väiksematest tööjõukuludest – kohta.
• Uute ärimudelite ärakasutamine: sellised mudelid nagu robootika teenusena (RaaS) vähendavad esialgse investeerimisbarjääri, võimaldades ettevõtetel rentida robotivõimalusi tegevuskuluna, mitte kapitaliinvesteeringuna.
• Investeerige tööjõu arendamisse: Programmeerimise lihtsustamine ei kaota vajadust oskustööliste järele. Pigem nihutab see vajalikud oskused puhtalt koodiprogrammeerimiselt kõrgema taseme ülesannetele, nagu protsesside optimeerimine, süsteemi jälgimine ja hooldus. Ettevõtted peavad investeerima oma tööjõu koolitamisse, et nad saaksid neid intelligentseid masinaid tõhusalt hallata ja nendega koostööd teha.
• Tarkvara ja ökosüsteemide eelistamine: Roboti valimisel peaksid peamisteks kriteeriumiteks olema tootja tarkvaraplatvorm, selle kasutajasõbralikkus ja partnerökosüsteemi ulatus. Tugev ökosüsteem pakub juurdepääsu eelintegreeritud lahendustele ja muudab investeeringu tulevikukindlaks muutuvate nõuete suhtes.

☑️ VKE tugi strateegia, nõuannete, planeerimise ja rakendamise alal

☑️ digitaalse strateegia loomine või ümberpaigutamine ja digiteerimine

☑️ Rahvusvaheliste müügiprotsesside laiendamine ja optimeerimine

☑️ Globaalsed ja digitaalsed B2B kauplemisplatvormid

☑️ teerajaja ettevõtluse arendamine

Konrad Wolfenstein

Aitan teid hea meelega isikliku konsultandina.

Võite minuga ühendust võtta, täites alloleva kontaktvormi või helistage mulle lihtsalt telefonil +49 89 674 804 (München) .

Ootan meie ühist projekti.

Xpert.digital on tööstuse keskus, mille fookus, digiteerimine, masinaehitus, logistika/intralogistics ja fotogalvaanilised ained.

Oma 360 ° ettevõtluse arendamise lahendusega toetame hästi tuntud ettevõtteid uuest äritegevusest pärast müüki.

Turuluure, hammastamine, turunduse automatiseerimine, sisu arendamine, PR, postkampaaniad, isikupärastatud sotsiaalmeedia ja plii turgutamine on osa meie digitaalsetest tööriistadest.

Lisateavet leiate aadressilt: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus