Zdroj: ec.europa.eu
Montáž je důležitou součástí průmyslových procesů. Je to předposlední krok, kdy se součásti produktu, které byly vyrobeny samostatně, skládají dohromady, aby byl kompletní. Je to proces make-or-break, který často dělá rozdíl mezi produkty, které projdou testem kvality, a vyřazenými jednotkami.
Vzhledem k důležitosti správné montáže je nezbytné, aby byla provedena s vysokou přesností. Na druhou stranu továrny preferují, aby se to dělalo rychle, aby se ušetřily náklady a udrželo se vysoké tempo výroby. Z této nutnosti vzešla montážní roboty. Pokud uvažujete o investici do některých, zde je vše, co potřebujete vědět, proč a jak je lze použít.
Co jsou to roboti montážní linky?
Zdroj: Pixabay
Robot na montážní lince je naprogramovaný stroj, který se používá ke spojení základních částí produktu do jedné. Ve srovnání s lidskou prací jsou montážní roboti rychlí a mají mechanickou přesnost, které lidé nemusí být schopni dosáhnout. Další faktory, jako je jejich schopnost zvládnout vyšší užitečné zatížení při montáži velkých dílů, také činí montážní roboty zásadní ve výrobě.
Montážní robot se skládá z následujících částí:
Robotické rameno montážní linky – jedná se o flexibilní manipulátor, který se používá jako náhrada lidské paže ke zvedání a pokládání sestavovaných dílů. Tento typ robotických ramen je navržen s různými schopnostmi užitečného zatížení a dosahem, aby byly vhodné pro montáž různých produktů.
Koncový efektor - koncový efektor je nástroj připevněný ke konci ramene montážního robota, který mu umožňuje zvednout díly, které mají být smontovány. Liší se designem podle dílu. Příklady zahrnují chapadla, dávkovače lepidla a sací nástroje používané k manipulaci se sklem.
Senzory – senzory vedou montážní roboty zjišťováním parametrů, jako je síla, kterou by měli vyvinout při instalaci dílu nebo jak by jej měli umístit.
Systémy vidění - systémy vidění jsou obvykle instalovány blízko konce ramene montážního robota. Pomáhají to zpřesnit, protože umožňují robotickému rameni „vidět“ součást a kam ji umístit.
Z čeho se skládají robotické montážní systémy?
A robotický montážní systém zahrnuje řadu robotů na montážní lince, které pracují v tandemu při sestavování produktových jednotek. To je obvykle použitelné, když má produkt různé velikosti a tvary součástí, protože by s nimi museli manipulovat různí montážní roboti. Systém typu dopravníku prochází sestavovanou jednotkou z jedné fáze montáže do další.
Příkladem může být montáž vozidla. Díly, jako jsou autosedačky a čelní skla, nemůže efektivně zvládnout stejný robot. Jako taková by sada robotů instalovala sedadlo vozidla a dále v montážním systému by další sada montážních robotů instalovala čelní sklo.
I když jsou všechny roboty v montážním systému navrženy pro montáž, nemusí být nutně totožné. Jejich užitečné zatížení a dosah se mohou lišit v závislosti na dílech, se kterými manipulují. Koncové efektory, kterými jsou vybaveny, jsou také vybrány tak, aby odpovídaly jejich úkolu.
Typy robotů montážní linky
Různé typy robotů jsou vhodné pro jedinečné typy montážních procesů. To závisí na tom, kolik stupňů volnosti mají a jakého užitečného zatížení mohou zvládnout. Mezi hlavní typy robotických ramen používaných jako montážní roboty tak patří
Roboty SCARA
Roboty SCARA jsou flexibilní na ose XY a tuhé na ose Z. Díky tomu jsou ideální pro montážní procesy, kde mohou vybírat díly na jedné straně a sestavovat je na druhé podél paralelní roviny. Pokrývají široký válcový pracovní prostor a zvládnou velké užitečné zatížení. Mezi další výhody použití robota SCARA pro montáž patří:
Vysoká rychlost, protože jejich kompaktní ramena se potýkají s menším točivým momentem
Mají vysokou přesnost a opakovatelnost
Dokážou efektivně manipulovat s malými díly
Roboty Delta
Delta roboti sestává ze tří robotických ramen ve tvaru trojúhelníku namontovaných na základně, přičemž každé rameno je poháněno vlastním servomotorem. Když je delta robot aplikován na montážní lince, je namontován nad hlavou. To poskytuje ramenům robota větší stabilitu a snižuje množství točivého momentu, který jim vzniká při zvedání dílů během montáže. Díky tomu pracují extrémně rychle a jsou vysoce přesné, zvláště když jsou vybaveny senzory.
Vzhledem ke své struktuře mohou roboti Delta zvládnout pouze malé užitečné zatížení. To je možná důvod, proč se teprve nedávno začaly používat na montážních linkách. Bez ohledu na to jsou velmi účinné při montáži malých součástí, jako jsou obrazovky mobilních telefonů nebo kryty, mimo jiné.
Kloubové roboty
Kloubová robotická ramena mají více otočných kloubů, které jim umožňují ohýbat se v různých směrech. Je to právě tato vysoká flexibilita, která se využívá při jejich použití pro složité montážní procesy. Jsou zvláště účinné tam, kde je třeba díly během instalace otočit nebo s nimi manévrovat.
Kloubová ramena robota jsou v porovnání s jinými roboty díky vícenásobným kloubům ve své struktuře o něco pomalejší. Nicméně to, co jim chybí v rychlosti, vynahrazují tím, že dokážou zvládnout velké užitečné zatížení, pokrýt velké pracovní prostory a sáhnout přes a pod, aby instalovali díly. Stejně tak mohou být ještě efektivnější tím, že je vybavíte systémy vidění.
Aplikace robotů v montáži
Zdroj: Unsplash
Montážní linky se v jednotlivých odvětvích liší, pokud jde o sestavované díly a další související procesy. V důsledku toho jsou různé typy montážních robotů používány jedinečně v každém typu montážní linky. Následují příklady použití montážních robotů.
Sestavení elektronických mikročástí – vnitřní části elektronických zařízení se skládají z řady mikročástí, které by lidské oko jen těžko sledovalo. Jejich montáž je ještě těžší, zejména ve složitých uspořádáních, jako jsou desky plošných spojů. Je tedy efektivnější používat montážní roboty jako SCARA a delta roboty, které dokážou snadno a přesně manipulovat s malými díly.
Automobilová montáž – automobily se skládají ze stovek dílů, které se liší velikostí. Automobilová montáž se tak provádí pomocí robotického montážního systému s různými díly, které jsou instalovány postupně. Vzhledem k množství manévrování potřebného k dosažení vnitřku skořepiny automobilu při instalaci dílů jsou pro tento typ montáže nejběžněji používaná kloubová robotická ramena.
Montáž lepidla – jedná se o typ montáže, kdy se části výrobku musí spojit dohromady pomocí průmyslového lepidla. Pro lidský personál může být riskantní vdechovat takové výpary nebo pokud by jejich kůže přišla do kontaktu s takovými lepidly. Z tohoto důvodu lze k dávkování lepidla použít montážní roboty, jako je SCARA, zatímco další robot vybavený chapadlem může spojovat díly dále na montážní lince.
Montáž v čistých prostorách – lékařské přístroje, jako jsou umělé kyčle a léčebné nástroje, musí být vyráběny ve sterilním prostředí a s vysokou přesností. Pro tento druh výroby jsou vhodná robotická ramena, která jsou sterilizovaná a mají ochranu proti vniknutí pro snadné čištění. Mnohem snadněji udržují sterilní podmínky v okolí a na rozdíl od lidí nevyžadují každý den hygienické vybavení.
Výhody montážních robotů
Zdroj: Pixabay
Vysoká rychlost – čím déle trvá sestavení jednotky výrobku, tím vyšší jsou výrobní náklady. Navíc dlouhé výrobní časy mohou zpozdit váš dodavatelský řetězec. Montážní roboti pracují mnohem rychleji než lidská práce a udržují vaši výrobní linku v chodu po celý den.
Přesnost – špatně smontované díly mají za následek celkově špatnou kvalitu výrobku. Například potrubní ventil, který je těsně poskládán, by skončil netěsným, když by se dostal ke spotřebiteli. Mechanická přesnost montážních robotů takové výrobní chyby eliminuje.
Efektivita nákladů – jeden montážní robot sestaví komponenty produktu rychleji a přesněji, než to dokáže pár lidských pracovníků. Zatímco počáteční náklady na robota mohou být vysoké, z dlouhodobého hlediska je to mnohem levnější než nafouklé a opakující se mzdové náklady. Méně chyb také snižuje plýtvání, což vám stejně šetří peníze na výrobní frontě.
Standardizace kvality – vysoká opakovatelnost montážních robotů přináší hotové výrobky, které jsou designově a kvalitativně identické. To je důležité, protože to dává vašim produktům konzistenci oproti spoléhání se na děvku lidské práce, každý pracovník má jinou úroveň dovedností.
Zlepšená bezpečnost – montážní procesy mohou být pro zaměstnance riskantní v mnoha ohledech. Zvedání těžkých součástí, nanášení lepidel, spojování dílů dohromady a podobné procesy se mohou kdykoli zvrtnout. Přidělením těchto úkolů montážním robotům mohou pracovníci převzít bezpečnější, přínosnější a méně namáhavé povinnosti.
Nevýhody montážních robotů
Zdroj: Pixabay
Ztráta zaměstnání – když se úkoly, které byly původně prováděny ručně, zautomatizují, někteří zaměstnanci přejdou na jiné pozice, ale většina z nich skončí nadbytečnou. Tato ztráta živobytí je důvodem, proč se mnoho lidí staví proti myšlence, že se robotika posouvá dále, než dosud.
Bezpečnostní problémy – montážní roboty pro velké díly, jako jsou ty, které se používají pro velkou elektroniku nebo vozidla, vyžadují dostatek podlahové plochy nejen pro umístění, ale také pro bezpečnost. Pokud nejsou kolaborativní roboty s bezpečnostními senzory by pro pracovníky bylo nebezpečné pracovat v těsné blízkosti montážních robotů. Při nedodržení bezpečné vzdálenosti může kdykoli dojít ke srážkám a jiným nehodám. To vám také může bránit v jejich začlenění, pokud vaše továrna není velká.
Vysoké investiční náklady – výhody montážních robotů jsou nepopiratelné, ale jejich náklady mohou být také poměrně vysoké. Tyto náklady zahrnují nejen náklady na nákup, ale také náklady na pravidelnou údržbu a ztráty vzniklé během neočekávaných odstávek.
Závěr
Investicí do montážních robotů lze mnoho získat. Zisky však lze realizovat pouze tehdy, pokud si pro své nastavení vyberete správného robota. Nalezení certifikovaného výrobce montážních robotů který nabízí odolné vysoce kvalitní jednotky by mohl stejně tak učinit vaši převodovku do automatizované montáže mnohem hladší.