المصدر: ec.europa.eu
التجميع جزء مهم من العمليات الصناعية. إنها الخطوة قبل الأخيرة حيث يتم تجميع مكونات المنتج التي تم إنتاجها بشكل منفصل معًا لإكمالها. إنها عملية تصنيع أو كسر غالبًا ما تُحدث فرقًا بين المنتجات التي تجتاز اختبار الجودة والوحدات المرفوضة.
ونظرًا لأهمية التجميع الصحيح، فمن الضروري أن يتم ذلك بدقة عالية. ومن ناحية أخرى، تفضل المصانع أن يتم ذلك بسرعة لتوفير التكاليف والحفاظ على معدل إنتاج مرتفع. ومن هذه الضرورة نشأت روبوتات التجميع. إذا كنت تفكر في الاستثمار في بعضها، فإليك دليل كل ما تحتاج إلى معرفته حول سبب وكيفية تطبيقها.
ما هي روبوتات خط التجميع؟
المصدر: Pixabay
روبوت خط التجميع عبارة عن آلة مبرمجة تُستخدم لربط الأجزاء المكونة للمنتج في جزء واحد. بالمقارنة مع العمل البشري، فإن روبوتات التجميع سريعة ولديها دقة ميكانيكية قد لا يتمكن البشر من تحقيقها. هناك عوامل أخرى، مثل قدرتها على التعامل مع حمولات أعلى عند تجميع أجزاء كبيرة، تجعل من روبوتات التجميع أمرًا أساسيًا في التصنيع.
يتكون روبوت التجميع من الأجزاء التالية:
ذراع روبوت خط التجميع - هذا هو معالج مرن يستخدم كبديل للذراع البشرية لرفع ووضع الأجزاء التي يتم تجميعها. تم تصميم هذا النوع من أذرع الروبوت بقدرات حمولة مختلفة ومدى مختلف لجعلها مناسبة لتجميع منتجات مختلفة.
نهاية المستجيب- المؤثر النهائي عبارة عن أداة مثبتة في نهاية ذراع روبوت التجميع لتمكينه من التقاط الأجزاء التي سيتم تجميعها. أنها تختلف في التصميم على أساس الجزء. تشمل الأمثلة القابضون، وموزعات المواد اللاصقة، وأدوات الشفط المستخدمة للتعامل مع الزجاج.
أجهزة الاستشعار – تعمل أجهزة الاستشعار على توجيه روبوتات التجميع من خلال اكتشاف معلمات مثل مقدار القوة التي يجب أن تطبقها عند تركيب قطعة ما أو كيفية وضعها.
أنظمة الرؤية- أنظمة الرؤية يتم تثبيتها عادةً بالقرب من نهاية ذراع الروبوت التجميعي. إنها تساعد على جعل الأمر أكثر دقة لأنها تمكن ذراع الروبوت من "رؤية" الجزء ومكان وضعه.
مما تتكون أنظمة التجميع الروبوتية؟
A نظام التجميع الآلي يتألف من سلسلة من روبوتات خط التجميع التي تعمل جنبًا إلى جنب لتجميع وحدات المنتج. ينطبق هذا عادةً عندما يكون للمنتج أحجام وأشكال مختلفة من المكونات لأنها تتطلب أن يتم التعامل معها بواسطة روبوتات تجميع مختلفة. يقوم نوع النظام الناقل بتمرير الوحدة التي يتم تجميعها من مرحلة التجميع إلى المرحلة التالية.
مثال على ذلك سيكون تجميع المركبات. لا يمكن للروبوت نفسه التعامل بكفاءة مع أجزاء مثل مقاعد السيارة والزجاج الأمامي. على هذا النحو، ستقوم مجموعة من الروبوتات بتثبيت مقعد السيارة، وفي أسفل نظام التجميع، ستقوم مجموعة أخرى من روبوتات التجميع بتثبيت الزجاج الأمامي.
في حين أن جميع الروبوتات الموجودة في نظام التجميع مصممة للتجميع، إلا أنها قد لا تكون متطابقة بالضرورة. قد تختلف حمولاتها ومدى وصولها بناءً على الأجزاء التي يتعاملون معها. يتم أيضًا اختيار المؤثرات النهائية المجهزة بها لتتناسب مع مهمتهم.
أنواع روبوتات خط التجميع
الأنواع المختلفة من الروبوتات مناسبة لأنواع فريدة من عمليات التجميع. يعتمد هذا على عدد درجات الحرية التي يتمتعون بها والحمولات التي يمكنهم التعامل معها. تشمل الأنواع الرئيسية لأذرع الروبوت المستخدمة كروبوتات تجميع ما يلي:
روبوتات سكارا
روبوتات سكارا تكون مرنة على المحور XY وصلبة على المحور Z. وهذا يجعلها مثالية لعمليات التجميع حيث يمكنهم اختيار الأجزاء من جانب وتجميعها على الجانب الآخر على طول مستوى متوازي. إنها تغطي مظروف عمل أسطوانيًا واسعًا ويمكنها التعامل مع حمولات كبيرة. تشمل المزايا الأخرى لاستخدام روبوت SCARA للتجميع ما يلي:
سرعة عالية لأن أذرعها المدمجة تتعامل مع عزم دوران أقل
لديهم دقة عالية والتكرار
يمكنهم التعامل مع الأجزاء الصغيرة بفعالية
روبوتات دلتا
روبوتات دلتا تتكون من ثلاثة أذرع روبوتية على شكل مثلث مثبتة على قاعدة ويتم تشغيل كل ذراع بواسطة محرك مؤازر خاص بها. عندما يتم استخدام روبوت دلتا في خط التجميع، يتم تركيبه في الأعلى. يوفر هذا مزيدًا من الثبات لأذرع الروبوت ويقلل من مقدار عزم الدوران الذي تتعرض له عند رفع الأجزاء أثناء التجميع. ونتيجة لذلك، فهي تعمل بسرعة كبيرة ودقيقة للغاية خاصة عند تزويدها بأجهزة استشعار.
نظرًا لبنيتها، لا تستطيع روبوتات دلتا التعامل إلا مع الحمولات الصغيرة. ربما يكون هذا هو السبب وراء بدء استخدامها مؤخرًا في خطوط التجميع. ومع ذلك، فهي فعالة جدًا في تجميع المكونات الصغيرة مثل شاشات الهاتف المحمول أو الأغطية من بين أشياء أخرى.
الروبوتات المفصلية
أذرع روبوتية مفصلية تحتوي على مفاصل دائرية متعددة تمكنها من الثني في اتجاهات مختلفة. وهذه المرونة العالية هي التي يتم تسخيرها عند استخدامها في عمليات التجميع المعقدة. إنها فعالة بشكل خاص عندما تحتاج الأجزاء إلى الدوران أو المناورة أثناء التثبيت.
نظرًا للمفاصل المتعددة في هيكلها، تكون أذرع الروبوت المفصلية أبطأ قليلاً مقارنة بالروبوتات الأخرى. ومع ذلك، فإن ما يفتقرون إليه في السرعة يعوضونه من خلال قدرتهم على التعامل مع الحمولات الثقيلة، وتغطية مظاريف العمل الكبيرة، والوصول مرارًا وتكرارًا لتركيب الأجزاء. ويمكن أيضًا جعلها أكثر فعالية من خلال تزويدها بأنظمة الرؤية.
تطبيق الروبوتات في التجميع
المصدر: Unsplash
تختلف خطوط التجميع من صناعة إلى أخرى من حيث الأجزاء التي يتم تجميعها والعمليات الأخرى المعنية. وبالتالي، يتم تطبيق أنواع مختلفة من روبوتات التجميع بشكل فريد في كل نوع من خطوط التجميع. فيما يلي أمثلة لكيفية تطبيق روبوتات التجميع.
تجميع الأجزاء الإلكترونية الدقيقة - تتألف الأجزاء الداخلية للأجهزة الإلكترونية من سلسلة من الأجزاء الدقيقة التي يصعب على العين البشرية تتبعها. كما يصعب تجميعها بشكل خاص في الترتيبات المعقدة مثل لوحات الدوائر. وبالتالي، فمن الأكثر فعالية استخدام روبوتات التجميع مثل SCARA وروبوتات دلتا التي يمكنها التعامل مع الأجزاء الصغيرة بسهولة ودقة.
تجميع السيارات – تتكون السيارات من مئات الأجزاء التي تختلف في الحجم. وبالتالي يتم تجميع السيارات من خلال نظام تجميع آلي مع تركيب أجزاء مختلفة على مراحل. ونظرًا لكمية المناورة المطلوبة للوصول إلى داخل هيكل السيارة لتثبيت الأجزاء، فإن الأذرع الروبوتية المفصلية هي الأكثر استخدامًا لهذا النوع من التجميع.
التجمع اللاصق – هذا نوع من التجميع حيث يجب ربط أجزاء المنتج معًا باستخدام مادة لاصقة ذات قوة صناعية. قد يكون من الخطر على الموظفين البشريين استنشاق مثل هذه الأبخرة أو إذا تلامس جلدهم مع هذه المواد اللاصقة. لهذا السبب، يمكن استخدام روبوتات التجميع مثل SCARA لتوزيع المادة اللاصقة بينما يمكن لروبوت آخر مزود بقابض ربط الأجزاء أسفل خط التجميع.
تجميع الغرف النظيفة - يجب تصنيع الأجهزة الطبية مثل الوركين الاصطناعية وأدوات العلاج في بيئات معقمة وبدقة عالية. الأذرع الروبوتية المعقمة والمزودة بحماية ضد الدخول لسهولة التنظيف مناسبة لهذا النوع من الإنتاج. من الأسهل بكثير الحفاظ على ظروف معقمة حولها وعلى عكس البشر، فهي لا تتطلب معدات صحية كل يوم.
مزايا روبوتات التجميع
المصدر: Pixabay
السرعة العالية – كلما طالت مدة تجميع وحدة المنتج، زادت تكاليف الإنتاج. علاوة على ذلك، يمكن لفترات الإنتاج الطويلة أن تؤخر سلسلة التوريد الخاصة بك. تعمل روبوتات التجميع بشكل أسرع بكثير من العمالة البشرية وتحافظ على تشغيل خط الإنتاج الخاص بك على مدار الساعة.
الدقة – تؤدي الأجزاء التي تم تجميعها بشكل سيئ إلى إنتاج رديء الجودة بشكل عام. على سبيل المثال، صمام الأنابيب الذي تم تجميعه بشكل وثيق قد ينتهي به الأمر إلى التسرب عندما يصل إلى المستهلك. تعمل الدقة الميكانيكية لروبوتات التجميع على القضاء على مثل هذه الأخطاء الإنتاجية.
كفاءة التكلفة - يقوم روبوت التجميع بتجميع مكونات المنتج بشكل أسرع وأكثر دقة مما يستطيع عدد قليل من العمال البشريين القيام به. في حين أن التكلفة الأولية للروبوت قد تكون مرتفعة، إلا أنها في الأمد البعيد أرخص بكثير من فاتورة الأجور المتضخمة والمتكررة. كما أن قلة الأخطاء تقلل من الهدر مما يوفر لك المال على صعيد الإنتاج.
توحيد الجودة - إن القدرة العالية على تكرار روبوتات التجميع تؤدي إلى إنتاج منتجات نهائية متطابقة في التصميم والجودة. وهذا مهم لأنه يمنح منتجاتك الاتساق بدلاً من الاعتماد على العمالة البشرية حيث يتمتع كل عامل بمستويات مختلفة من المهارات.
تحسين السلامة - يمكن أن تكون عمليات التجميع محفوفة بالمخاطر بالنسبة للموظفين بعدة طرق. فرفع المكونات الثقيلة، ووضع المواد اللاصقة، ودق الأجزاء معًا، والعمليات المماثلة يمكن أن تسوء في أي وقت. ومن خلال تكليف الروبوتات المتخصصة في التجميع بهذه المهام، يمكن للعمال تحمل مسؤوليات أكثر أمانًا ومكافأة وأقل إرهاقًا.
عيوب روبوتات التجميع
المصدر: Pixabay
فقدان الوظائف - عندما يتم أتمتة المهام التي كانت تتم يدويًا في البداية، ينتقل بعض الموظفين إلى وظائف أخرى ولكن ينتهي الأمر بمعظمهم إلى الاستغناء عنهم. هذا الفقدان لسبل العيش هو السبب وراء نفور العديد من الناس من فكرة تقدم الروبوتات إلى أبعد مما وصلت إليه بالفعل.
قضايا السلامة - تتطلب روبوتات التجميع للأجزاء الكبيرة مثل تلك المستخدمة في الإلكترونيات الكبيرة أو المركبات مساحة أرضية واسعة ليس فقط لتناسبها ولكن أيضًا للسلامة. ما لم تكن الروبوتات التعاونية ومع وجود أجهزة استشعار السلامة، سيكون من الخطر على العمال العمل في أماكن قريبة مع روبوتات التجميع. يمكن أن تحدث الاصطدامات والحوادث الأخرى في أي وقت إذا لم يتم الحفاظ على مسافة آمنة. وقد يعيقك هذا أيضًا عن دمجهم إذا لم يكن مصنعك كبيرًا.
تكاليف الاستثمار المرتفعة - لا يمكن إنكار فوائد الروبوتات التجميعية، ولكن تكاليفها قد تكون مرتفعة أيضًا. ولا تشمل هذه التكاليف تكاليف الشراء فحسب، بل تشمل أيضًا تكاليف الصيانة المنتظمة والخسائر التي تحدث أثناء فترات التوقف غير المتوقعة.
خاتمة
هناك الكثير مما يمكن كسبه من خلال الاستثمار في روبوتات التجميع. ومع ذلك، لا يمكن تحقيق المكاسب إلا إذا اخترت الروبوت المناسب لإعدادك. العثور على شهادة الشركة المصنعة لروبوت التجميع التي توفر وحدات متينة عالية الجودة يمكن أن تجعل عملية النقل إلى التجميع الآلي أكثر سلاسة.