АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА: РОЛЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ, ЧПУ И ИТ-ТЕХНОЛОГИЙ В ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ

PRODUCTION AUTOMATION: THE ROLE OF INDUSTRIAL ROBOTS, CNC, AND IT TECHNOLOGIES IN INCREASING EFFICIENCY AND COMPETITIVENESS

Yu Bolin

Independent researcher,

Chinese, Hunan

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается роль промышленных роботов, станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и современных информационных технологий (ИТ) в автоматизации производственных процессов. Подробно освещаются классификация и функции промышленных роботов, включая основные и вспомогательные операции, которые они выполняют. Также рассматриваются преимущества использования ЧПУ для повышения производительности и точности обработки деталей. Отдельное внимание уделено применению ИТ-технологий в проектировании и управлении производством, что позволяет ускорить выполнение рутинных задач и снизить издержки. В заключении подчеркивается значимость автоматизации для оптимизации трудозатрат, повышения качества продукции и развития предприятий в условиях высокой конкуренции.

ABSTRACT

This article examines the role of industrial robots, CNC (Computer Numerical Control) machines, and modern information technologies (IT) in the automation of production processes. The classification and functions of industrial robots are detailed, including the main and auxiliary operations they perform. Additionally, the article discusses the advantages of using CNC to enhance productivity and the precision of parts processing. Special attention is given to the application of IT technologies in design and production management, which accelerates routine tasks and reduces costs. In conclusion, the article highlights the significance of automation in optimizing labor costs, improving product quality, and supporting the development of enterprises in a competitive environment.

Ключевые слова: автоматизация производства, промышленные роботы, числовое программное управление (ЧПУ), информационные технологии, производственные процессы, проектирование, оптимизация трудозатрат, повышение производительности, конкурентоспособность.

Keywords: production automation, industrial robots, computer numerical control (CNC), information technologies, production processes, design, labor cost optimization, productivity improvement, competitiveness.

Автоматизация с применением промышленных роботов в производственных процессах дает возможность исключить непосредственное участие человека в производственном цикле, что позволяет повысить его эффективность и сократить необходимость в ручном труде. Замена человеческого труда роботами способствует переходу на двух- и трехсменный режим работы, обеспечивая более эффективное использование технологического оборудования. Использование роботов открывает перспективы создания новых технологических процессов, не ограниченных физическими возможностями человека, такими как грузоподъемность, быстродействие и точность выполнения операций. Это позволяет внедрять решения, которые значительно повышают производительность и качество продукции, делая производство более гибким и адаптивным к требованиям рынка.

Промышленные роботы классифицируются по ряду признаков, включая тип выполняемых операций, способ управления, конструктивные параметры и точность движения. В зависимости от типа выполняемых операций роботы подразделяются на основные и вспомогательные. Основные роботы участвуют в технологических операциях, непосредственно изменяя состояние обрабатываемого объекта, например, в процессе сборки, сварки или пайки [3, стр. 155].

Вспомогательные роботы, в свою очередь, выполняют задачи, связанные с подготовкой рабочего процесса. Они могут устанавливаться на станки для загрузки и выгрузки деталей, управлять удалением отходов из рабочей зоны и осуществлять контроль за размерами готовой продукции. Эти вспомогательные роботы подразделяются на три категории: специальные, выполняющие конкретные задачи (например, соединение двух деталей); специализированные, функционирующие в определённом параметрическом диапазоне (например, при обслуживании токарного станка); и универсальные, которые могут быть адаптированы для различных технологических процессов и использоваться с разнообразным оборудованием.

Ключевую роль в промышленных роботах играют манипуляторы — механизмы с управляемыми приводами, способные выполнять действия, схожие с движениями рук человека [3, стр. 157]. Эти манипуляторы обеспечивают высокую точность выполнения операций, надежность и устойчивость к внешним факторам, что позволяет использовать их в условиях, непригодных для человека. Большинство современных роботов оснащены одним манипулятором, хотя некоторые модели могут иметь несколько манипуляторов для выполнения сложных задач. Главные преимущества манипуляторов включают исключение человеческого фактора, увеличение производительности, повышение точности, и возможность работы в условиях, опасных для человека, что, несмотря на высокую стоимость оборудования, позволяет сократить общие издержки.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) также играют важную роль в автоматизации производственных процессов. ЧПУ управляет обработкой заготовок на станке по заранее заданной программе, что исключает необходимость ручного вмешательства [3, стр. 136]. Система ЧПУ применяется в различных типах оборудования, таких как токарные, расточные, сверлильные и фрезерные станки, а также в роботах-манипуляторах. Главные преимущества станков с ЧПУ включают высокую производительность, точность обработки материала, сокращение трудозатрат и уменьшение количества работников, необходимых для выполнения рутинных операций.

Современные информационные технологии (ИТ) также интегрируются в производственные процессы, позволяя предприятиям на всех уровнях получать оперативную и актуальную информацию для принятия эффективных решений [2, стр. 4]. Программные модули, такие как «1С», «Kompas-3D», «SiteLine», «IFS Applications» и «Autodesk», автоматизируют задачи, связанные с проектированием и производством. Например, «Autodesk» предлагает инструменты для проектирования и конструирования, такие как «AutoCAD Mechanical», который предоставляет доступ к библиотекам стандартных деталей и инструментов для автоматизации рутинных задач, и «Autodesk Inventor Professional», который позволяет создавать и редактировать сборки [1]. Эти программы помогают инженерам-конструкторам и проектировщикам не только ускорить проектирование, но и провести детальный анализ конструкций.

В заключение, автоматизация производства с использованием промышленных роботов, станков с ЧПУ и современных ИТ-решений позволяет значительно снизить производственные затраты, исключить человеческий фактор, повысить производительность труда и точность выполнения операций. Благодаря этому предприятия могут не только улучшить качество выпускаемой продукции, но и выйти на новый уровень, применяя инновационные технологии и открывая для себя новые возможности роста и развития в условиях высокой конкуренции на рынке.

Список литературы:

1. Гончарова, Ю. С. Автоматизация производства в машиностроении // Евразийский научный журнал. 2019. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/avtomatizatsiya-proizvodstva-v-mashinostroenii (дата обращения: 07.11.2024).
2. Минькович Т. В. Информационные технологии: понятийно-терминологический аспект // ОТО. 2012. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/informatsionnye-tehnologii-ponyatiyno-terminologicheskiy-aspekt (дата обращения: 07.11.2024).
3. Пачевский, В. М. Машины и оборудование: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подгот. дипломир. специалистов - "Конструктор.-технол. обеспечение машиностроит. пр-в" / В. М. Пачевский, С. Н. Яценко, А. Н. Осинцев ; В. М. Пачевский, С. Н. Яценко, А. Н. Осинцев ; М-во образования Рос. Федерации, Воронеж. гос. техн. ун-т. – Воронеж : Воронеж. гос. техн. ун-т, 2003. – 165 с.