На фоне все более заметных глобальных экологических проблем и глубоко укоренившейся концепции устойчивого развития обрабатывающая промышленность сталкивается с огромными проблемами и возможностями. Традиционное производство часто сопровождается такими проблемами, как высокое энергопотребление, высокий уровень загрязнения и растрата ресурсов, а зеленая трансформация стала неизбежной тенденцией в развитии обрабатывающей промышленности. Промышленные роботы, являясь ключевым технологическим оборудованием в современном производстве, широко используются и глубоко меняют способ производства и путь развития обрабатывающей промышленности, играя важную роль в содействии зеленой трансформации обрабатывающей промышленности.
Текущий статус применения промышленных роботов в обрабатывающей промышленности
(1) Типы и функции промышленных роботов
Существуют различные типы промышленных роботов, в том числе сварочные роботы, роботы-манипуляторы, сборочные роботы, роботы-распылители и т. д. Сварочные роботы могут точно выполнять сложные сварочные задачи, значительно повышая качество и эффективность сварки, а также сокращая отходы материала, вызванные ошибками ручной сварки. Робот-манипулятор может эффективно транспортировать материалы на производственной линии, а его автоматизированный процесс обработки снижает риск повреждения материала, который может быть вызван при ручной обработке. Роботы-сборщики полагаются на свои высокоточные движения для завершения сборки компонентов, обеспечивая точность сборки продукта и избегая доработок и потерь ресурсов, вызванных неправильной сборкой.
(2) Широко применяется в различных отраслях промышленности.
Промышленные роботы широко используются во многих производственных областях, таких как производство автомобилей, электронных приборов, механическая обработка, продукты питания и напитки. В автомобильной промышленности промышленные роботы выполняют большой объем работы: от сварки кузова до сборки компонентов. Например, сварка кузовов автомобилей требует высокой точности и постоянства. Промышленные роботы могут быстро и точно выполнять сварку по заданным программам, что не только повышает эффективность производства, но и обеспечивает стабильное качество сварки, сокращая кузовные ремонты и потери материала из-за дефектов сварки. В электронной и электротехнической промышленности точные задачи, такие как монтаж микросхем и сборка печатных плат, выполняются сборочными роботами, что повышает эффективность производства и уровень квалификации продукции, а также снижает образование электронных отходов.
Содействующая роль промышленных роботов в зеленой трансформации обрабатывающей промышленности
(1) Повышение энергоэффективности
Точный контроль для снижения энергопотребления
Промышленные роботы обладают высокоточными возможностями управления движением. В ходе производственного процесса они способны точно выполнять поставленные задачи и избегать ненужного расхода энергии. Например, при распылении традиционное ручное распыление может привести к повторному распылению из-за неравномерности распыления, увеличению количества используемого покрытия и расходу энергии на сушку. А робот-распылитель может точно контролировать толщину и дальность распыления, достигать равномерного распыления, сокращать отходы краски и время высыхания, тем самым снижая потребление энергии. В процессе обработки робот может точно контролировать глубину резания и скорость инструмента в соответствии с требованиями к материалу и обработке заготовки, оптимизировать траекторию обработки и сокращать потери энергии, вызванные чрезмерной или необоснованной обработкой.
Интеллектуальная система управления энергопотреблением
Некоторые современные промышленные роботы оснащены интеллектуальными системами управления энергопотреблением. Эти системы могут отслеживать энергопотребление роботов в режиме реального времени и корректировать параметры работы роботов в соответствии с потребностями производственных задач. Например, когда производственная задача не является срочной, робот может автоматически перейти в режим ожидания с низким энергопотреблением. В случае совместной работы нескольких роботов система управления энергопотреблением может координировать рабочее время и мощность каждого робота, избегать пиков энергии, достигать сбалансированного использования энергии и повышать энергоэффективность всей производственной системы.
(2) Сократить растрату ресурсов
Повышение эффективности использования материалов
Высокоточная обработка и эксплуатационные возможности промышленных роботов способствуют повышению эффективности использования материалов. При резке, штамповке и других этапах обработки роботы могут работать в соответствии с заранее заданным оптимальным планом, сокращая образование угловых отходов материала. Например, при резке листового металла роботы могут точно планировать траекторию резки в зависимости от формы и размера деталей, максимизируя коэффициент использования листа. В процессе сборки точная сборка роботов позволяет сократить замену деталей из-за повреждений или неправильной сборки, а также снизить расход деталей.
Оптимизируйте производственные процессы, чтобы сократить отставание в запасах
Автоматизированное производство, достигнутое с помощью промышленных роботов, может сделать производственный процесс более стабильным и эффективным. Предприятия могут более точно составлять производственные планы, исходя из рыночного спроса, сокращая растрату ресурсов, вызванную перепроизводством или перепроизводством. Способность роботов быстро реагировать может позволить предприятиям перейти в режим «точно в срок» (JIT) и снизить уровень запасов сырья и готовой продукции. Сокращение запасов означает уменьшение ресурсов, необходимых для управления запасами, таких как складские помещения, складское оборудование и т. д., а также позволяет избежать таких проблем, как истечение срока годности или амортизация, вызванных отставанием в запасах.
(3) Сокращение выбросов загрязняющих веществ
Сокращение образования загрязняющих веществ в процессе производства
Во многих традиционных производственных процессах, таких как химическая и лакокрасочная промышленность, ручное управление может легко привести к утечке загрязняющих веществ или чрезмерным выбросам из-за неправильной эксплуатации. Применение промышленных роботов может сделать эти производственные процессы более стандартизированными и точными. Например, в химическом производстве роботы могут точно контролировать количество сырья и условия проведения химических реакций, сокращая выбросы выхлопных газов, сточных вод и остатков отходов, вызванных неконтролируемыми реакциями. При покраске роботы-распылители могут уменьшить разбрасывание краски, снизить выбросы летучих органических соединений (ЛОС) и улучшить качество производственной среды.
Содействие разработке и применению чистых производственных технологий.
Развитие промышленных роботов также стимулировало инновации в соответствующих технологиях чистого производства. Например, новые роботы-уборщики могут использовать более экологически чистые чистящие растворы и методы, позволяющие снизить загрязнение сточных вод в процессе уборки. При этом применение роботов в сфере переработки отходов постоянно расширяется. Они могут более эффективно разбирать отходы, разделять различные материалы, облегчать переработку материалов и уменьшать загрязнение окружающей среды, вызванное отходами.
Применение промышленных роботов открыло новые возможности и стимул для «зеленой» трансформации обрабатывающей промышленности. Повышая энергоэффективность, сокращая растрату ресурсов и снижая выбросы загрязняющих веществ, промышленные роботы меняют облик традиционного производства. Несмотря на такие проблемы, как высокие первоначальные инвестиционные затраты, нехватка технического персонала и трудности с системной интеграцией в процессе подачи заявки, эти проблемы можно эффективно преодолеть за счет реализации государственной поддержки политики, развития талантов и услуг системной интеграции. В будущем, благодаря постоянному развитию и популяризации технологий промышленных роботов, их роль в зеленой трансформации производства станет более значимой, способствуя развитию производства в более экологичном и устойчивом направлении.