Тяжелые промышленные роботы относятся к манипуляторам или автоматизированному оборудованию с грузоподъемностью, превышающей определенный стандарт, обычно способным обрабатывать материалы весом более 500 кг. Эти роботы отличаются высокой устойчивостью, точностью и сильной устойчивостью к помехам, и широко используются в областях, требующих крупномасштабных, высокоинтенсивных операций. Гибкое изменение программ для адаптации к различным производственным потребностям помогает предприятиям повышать эффективность, снижая трудовые затраты и риски безопасности.
Автомобильное производство
Автомобильная сборочная линия сильно зависит от тяжелых роботов, особенно при сварке кузова и сборке крупных компонентов. Роботы обрабатывают тяжелые компоненты, такие как двери, рамы и двигатели, выполняя многоточечные синхронизированные операции на сварочных станциях. Учитывая, что материалы кузова в основном состоят из высокопрочной стали, которую людям сложно переносить длительное время, роботы поддерживают стабильную точность, обеспечивая, чтобы погрешности сварных швов оставались менее 0,5 мм. Некоторые автопроизводители внедрили двуручные коллаборативные роботы, где одна единица одновременно выполняет установку дверей и закручивание болтов, сокращая цикл производства на 15%.
Литейная и кузнечная промышленность
В горячих цехах тяжелые роботы заменяют людей при выполнении опасных задач, таких как заливка, удаление деталей и удаление заусенцев. На литейных линиях роботы извлекают расплавленный металл, превышающий 1000°C, из печей и заливают его в формы, оснащенные теплостойкими щитами и системами аварийного останова с термодатчиками. В кузнечном производстве шестистепенные роботы поднимают кованые металлические детали и помещают их в охладительные баки, с адаптивными захватами, установленными на конце руки, чтобы предотвратить соскальзывание. После того, как один завод по производству тяжелого оборудования модернизировал свою традиционную кузнечную линию, частота производственных травм снизилась на 90%, а процент прохождения продукции увеличился с 82% до 97%.
Логистика и складирование
Умные склады используют тяжелые роботы для перемещения полных паллет или контейнеров. Мобильные роботы, оснащенные лазерной навигацией, могут перевозить грузы весом до 2 тонн, самостоятельно планируя пути между стеллажами для транспортировки товаров от приемных зон до сортировочных станций. В холодильных складах, влажностестойкие роботы работают непрерывно в условиях, где температура может достигать -25°C, с антиконденсационными покрытиями на роботизированных руках. После развертывания 20 тяжелых роботов, крупный логистический центр электронной коммерции увеличил эффективность сортировки посылок в три раза, обрабатывая более 800 000 посылок в день в пиковые периоды.
Авиационное производство
Сборка фюзеляжа самолета включает обработку металлических рам длиной до 20 метров, с помощью тяжелых роботов, которые помогают в клепке с использованием систем визуального позиционирования. Оснащенные шестистепенными силовыми датчиками, роботы предоставляют реальное время давления во время установки обшивки, предотвращая деформацию алюминиево-литиевых сплавов. В одном авиационном производителе двухроботная коллаборативная система фиксирует балку крыла с помощью левого робота, в то время как правый робот затягивает болты, сокращая время сборки с 72 до 40 часов. При сварке топливных баков ракет, роботы движутся по круговым путям, завершая сварку титанового сплава толщиной 3 мм в непрерывные 8-часовые смены.
Энергетическое оборудование
Диаметр башен ветрогенераторов превышает 4 метра, и тяжелые роботы, работающие с портальными системами, выполняют окружную сварку. Технология лазерного трекинга компенсирует деформацию заготовок во время работы, с автоматической корректировкой угла сварочной горелки на ±5 градусов. В обслуживании атомных электростанций, радиационно-стойкие роботы входят в ядерные реакторы, где гидравлические роботизированные руки могут демонтировать сборки клапанов весом 500 кг, контролируемые дистанционно с данными о реальном времени радиации. Гидроэлектростанция использовала подводные роботы, оснащенные водонепроницаемыми двигателями и ультразвуковыми устройствами очистки, для обслуживания турбин, сокращая простои на 12 дней за операцию.
Производство строительной техники
Сборочные узлы экскаваторов часто весят до 1,5 тонн. Тяжелые роботы, работающие с поворотными позиционерами, выполняют сварку под многими углами. Рабочие места имеют две станции: пока робот сваривает одну деталь, рабочие готовят следующую на другой стороне. При сборке поворотных платформ кранов, роботы затягивают 64 набора болтов в три этапа в соответствии с требованиями момента, сохраняя погрешность момента в пределах 2%. После модернизации линии по производству погрузчиков, один производитель повысил процент прохождения сварки стрел с 88% до 99,8%, сократив затраты на переделку на 600 000 юаней в год.
Судостроение
Сварка блоков корпуса включает стальные пластины толщиной более 30 мм. Тяжелые роботы, оснащенные мощными сварочными горелками, работают на путях, установленных с обеих сторон блока. Используя многослойную сварку, робот автоматически очищает шлак и проверяет каждый проход сварки. После внедрения 12 тяжелых роботов, верфь сократила время сварки блока длиной 38 метров с 45 до 26 дней, снизив расход сварочной проволоки на 18%.
При выборе такого оборудования ключевые факторы включают соответствие рабочего радиуса и кривых нагрузки. Например, при подъеме объекта весом 3 тонны на высоту 5 метров, момент робота должен соответствовать пиковым требованиям. При установке критически важна несущая способность основания, так как инертная сила, генерируемая 400-килограммовым роботом в работе, может превышать 2 тонны. Для обслуживания рекомендуется заменять смазку редуктора каждые 500 часов и регулярно калибровать датчики управления силой.
Некоторые компании интегрируют тяжелые роботы с технологией 5G, что позволяет осуществлять дистанционную загрузку и разгрузку в сырьевых зонах сталелитейных заводов, где операторы в контрольных комнатах воспринимают усилие захвата через перчатки с тактильной обратной связью. По мере увеличения распространенности композитных материалов, концевые исполнительные устройства роботов оснащаются системами адаптивного давления, которые автоматически регулируют усилие захвата при обработке нерегулярных объектов, предотвращая повреждение углеродных волоконных компонентов.
Основные ограничения в настоящее время связаны с энергопотреблением и пространственной планировкой. Робот с грузоподъемностью 200 кг может потреблять до 15 кВт при непрерывной работе, что требует заблаговременного планирования нагрузок на электроэнергию в цехе. Будущие направления развития включают создание более компактных модулей сочленений и улучшение динамического обхода препятствий для работы нескольких роботов в одном рабочем пространстве.