روبوت های صنعتی سنگین به بازوی رباتیک یا تجهیزات خودکار اشاره دارد که ظرفیت بارگیری آنها از یک استاندارد معین فراتر میرود، معمولاً قادر به مدیریت مواد بیش از ۵۰۰ کیلوگرم هستند. این روباتها دارای پایداری بالا، دقت و مقاومت قوی در برابر تداخلات هستند و در زمینههایی که نیاز به عملیات در مقیاس بزرگ و شدت بالا دارند، به طور گسترده استفاده میشوند. با تنظیم انعطافپذیر برنامهها برای سازگاری با نیازهای تولید مختلف، این روباتها به شرکتها کمک میکنند تا کارایی را افزایش دهند و هزینههای کار و ریسکهای ایمنی را کاهش دهند.
صنعت خودروسازی
خط تولید خودرو به طور گسترده از روباتهای سنگین استفاده میکند، به ویژه در جوشکاری بدنه و مونتاژ قطعات بزرگ. روباتها قطعات سنگین مانند دربها، قابها و موتورها را مدیریت میکنند و عملیات همزمان چند نقطهای را در ایستگاههای جوشکاری انجام میدهند. با توجه به اینکه مواد بدنه عمدتاً از فولاد مقاوم بالاست که برای انسان دشوار است برای مدت طولانی حمل کند، روباتها دقت پایدار را حفظ میکنند و خطاهای نقاط جوشکاری را زیر ۰.۵ میلیمتر نگه میدارند. برخی از خودروسازان روباتهای همکاری دو بازویی را معرفی کردهاند که واحدی به طور همزمان نصب درب و چسباندن پیچ را انجام میدهد، که باعث کاهش ۱۵٪ زمان چرخه تولید میشود.
صنعت ریختهگری و دکلکاری
در کارگاههای دمای بالا، روباتهای سنگین انسانها را در کارهای خطرناک مانند ریختن، جدا کردن قطعات و حذف لبهها جایگزین میکنند. در خطوط ریختهگری، روباتها فلز ذوب شده بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد را از فرآوردهها خارج میکنند و آن را در قالبها ریخته میکنند که با سپرهای مقاوم در برابر گرما و سیستمهای توقف اضطراری تشخیص دهنده گرما مجهز شدهاند. در دکلکاری، روباتهای شش محور قطعات فلزی دکل شده را برداشته و آنها را در مخازن خنککننده قرار میدهند، با گیرههای سازگار نصب شده در انتهای بازو برای جلوگیری از لیز.
لوجستیک و انبارداری
انبارهای هوشمند از روباتهای سنگین برای حرکت پالتهای پر یا مخازن استفاده میکنند. روباتهای متحرک مجهز به ناوبری لیزری میتوانند بار ۲ تن را حمل کنند، مسیرهای خود را بین قفسهها به طور خودکار برنامهریزی میکنند تا کالاها را از مناطق دریافت به ایستگاههای مرتبسازی منتقل کنند. در انبارهای زنجیره سرد، روباتهای مقاوم در برابر رطوبت در محیطهای سرد تا -۲۵ درجه سانتیگراد به طور مداوم کار میکنند، با پوششهای ضد تعریق روی بازوی ربات. پس از استقرار ۲۰ روبات سنگین، یک مرکز لوجستیک بزرگ تجارت الکترونیک کارایی مرتبسازی بستهها را سه برابر کرد و بیش از ۸۰۰۰۰۰ بسته در روزهای پربار را مدیریت کرد.
صنعت ساخت هواپیما
مونتاژ بدنه هواپیما شامل مدیریت قابهای فلزی تا ۲۰ متر طول دارد، با روباتهای سنگین که با سیستمهای موقعیتیابی تصویری در مونتاژ پیچ میکمک میکنند. با سنسورهای نیروی شش محور مجهز شده، روباتها بازخورد فشار زنده ایجاد میکنند در زمان نصب پوسته، جلوگیری از تغییر شکل مواد آلیاژ آلومینیوم-لیتیوم. در یک تولیدکننده هواپیما، یک سیستم همکاری دو روباتی قسمت تیر بال را با روبات چپ ثابت میکند در حالی که روبات راست پیچها را گیر میکند، زمان مونتاژ را از ۷۲ به ۴۰ ساعت کاهش میدهد. در جوشکاری مخزن سوخت موشک، روباتها در طول مسیرهای دایرهای حرکت میکنند، جوشکاری آلیاژ تیتانیوم ۳ میلیمتری را در شیفتهای مداوم ۸ ساعته انجام میدهند.
تجهیزات انرژی
قطر برجهای توربین بادی بیش از ۴ متر است، و روباتهای سنگین با سیستمهای پلی، جوشکاری دوری را انجام میدهند. تکنولوژی ردیابی لیزری تغییر شکل قطعه کار را در طول عملیات جبران میکند، زاویه مشعل جوشکاری به طور خودکار ±۵ درجه تنظیم میشود. در نگهداری نیروگاههای هستهای، روباتهای مقاوم در برابر تابش وارد هسته میشوند، بازوی رباتیک هیدرولیکی میتواند مجموعههای شیر ۵۰۰ کیلوگرمی را جدا کند، با دادههای تابش زنده تحت نظارت دوردست. یک نیروگاه هیدروالکتریک از روباتهای زیرآبی مجهز به موتورهای آببندی و دستگاههای تمیزکننده اولتراسونیک برای نگهداری توربین استفاده کرد، زمان توقف را ۱۲ روز در هر عملیات کاهش داد.
تولید ماشینآلات ساختمانی
مجموعههای بازوی خاکبردار معمولاً تا ۱.۵ تن وزن دارند. روباتهای سنگین با استفاده از موقعیتدهندههای چرخشی، جوشکاری چند زاویهای را انجام میدهند. ایستگاههای کاری دارای دو ایستگاه هستند: در حالی که روبات یک قطعه کار را جوش میکند، کارگران قطعه بعدی را در طرف دیگر آماده میکنند. در مونتاژ تابلوی دکل، روباتها ۶۴ مجموعه پیچ را در سه مرحله بر اساس نیروی گشتاوری مورد نیاز گیر میکنند، خطاهای گشتاور را در حد ۲٪ نگه میدارند. پس از بهروزرسانی خط تولید باربر، یک تولیدکننده نرخ موفقیت جوشکاری بازو را از ۸۸٪ به ۹۹.۸٪ افزایش داد و هزینههای دوبارهکاری را ۶۰۰۰۰۰ یوان در سال کاهش داد.
ساخت کشتی
جوشکاری بلوک بدنه شامل صفحات فولادی بیش از ۳۰ میلیمتر ضخامت دارد. روباتهای سنگین مجهز به مشعلهای جوشکاری قدرت بالا در مسیرهای نصب شده در دو طرف بلوک کار میکنند. با استفاده از جوشکاری چند گذر، روبات به طور خودکار زبالهها را تمیز میکند و هر گذر جوش را بررسی میکند. پس از معرفی ۱۲ روبات سنگین، یک کشتیساز زمان جوشکاری یک بلوک بدنه ۳۸ متری را از ۴۵ به ۲۶ روز کاهش داد و مصرف سیم جوش را ۱۸٪ کاهش داد.
در انتخاب چنین تجهیزاتی، ملاحظات کلیدی شامل تطابق شعاع کاری با منحنیهای بارگیری است. به عنوان مثال، وقتی یک شیء ۳ تنی را به ارتفاع ۵ متر بلند میکنید، گشتاور روبات باید نیازهای اوج را برآورده کند. در زمان نصب، ظرفیت تحمل بار پایه بسیار مهم است، زیرا نیروی اینرسی تولید شده توسط یک روبات ۴۰۰ کیلوگرمی در عملیات میتواند بیش از ۲ تن باشد. برای نگهداری، توصیه میشود روغن کاهنده را هر ۵۰۰ ساعت یک بار تعویض کنید و سنسورهای کنترل نیرو را به طور منظم کالیبره کنید.
برخی شرکتها روباتهای سنگین را با تکنولوژی ۵G یکپارچه میکنند، که امکان بارگیری و تخلیه از راه دور در مناطق مواد اولیه کارخانههای فولادی را فراهم میکند، جایی که اپراتورها در اتاقهای کنترل نیروی گرفتن را از طریق دستکشهای بازخورد لمسی ادراک میکنند. با افزایش استفاده از مواد مرکب، انتهای روباتها با سیستمهای سازگار با فشار مجهز میشوند که نیروی گرفتن را به طور خودکار وقتی که اشیاء نامنظم را مدیریت میکنند تنظیم میکنند، جلوگیری از آسیب به قطعات کربن فایبر.
محدودیتهای فعلی عمدتاً شامل مصرف انرژی و ترتیب مکانی است. یک روبات با ظرفیت بارگیری ۲۰۰ کیلوگرم میتواند در طول عملیات مداوم تا ۱۵ کیلووات مصرف کند، که برنامهریزی پیشین بارهای الکتریکی کارگاه را الزامی میکند. جهتهای توسعه آینده شامل ایجاد ماژولهای مفصلی فشردهتر و افزایش موانع متحرک برای عملیات چند روبات در یک فضای کاری است.