Πηγή: ec.europa.eu
Η συναρμολόγηση είναι ένα σημαντικό μέρος των βιομηχανικών διεργασιών. Είναι το προτελευταίο βήμα όπου τα συστατικά ενός προϊόντος που έχουν παραχθεί χωριστά ενώνονται για να το ολοκληρώσουν. Είναι μια διαδικασία make-or-break που συχνά κάνει τη διαφορά μεταξύ προϊόντων που περνούν τη δοκιμή ποιότητας και απορρίπτουν μονάδες.
Δεδομένης της σημασίας της σωστής συναρμολόγησης, είναι απαραίτητο να γίνεται με υψηλή ακρίβεια. Τα εργοστάσια, από την άλλη πλευρά, προτιμούν να γίνεται γρήγορα για να εξοικονομήσουν κόστος και να διατηρήσουν υψηλό ρυθμό παραγωγής. Από αυτή την ανάγκη προέκυψε ρομπότ συναρμολόγησης. Εάν σκέφτεστε να επενδύσετε σε ορισμένα, εδώ είναι ένας οδηγός που χρειάζεται να γνωρίζετε για το γιατί και πώς μπορούν να εφαρμοστούν.
Τι είναι τα ρομπότ γραμμής συναρμολόγησης;
Πηγή: Pixabay
Ένα ρομπότ γραμμής συναρμολόγησης είναι ένα προγραμματισμένο μηχάνημα που χρησιμοποιείται για να ενώσει τα συστατικά μέρη ενός προϊόντος σε ένα. Σε σύγκριση με την ανθρώπινη εργασία, τα ρομπότ συναρμολόγησης είναι γρήγορα και έχουν μια μηχανική ακρίβεια που τα ανθρώπινα όντα μπορεί να μην είναι σε θέση να επιτύχουν. Άλλοι παράγοντες, όπως η ικανότητά τους να χειρίζονται υψηλότερα ωφέλιμα φορτία κατά τη συναρμολόγηση μεγάλων εξαρτημάτων, καθιστούν επίσης τα ρομπότ συναρμολόγησης θεμελιώδη στην κατασκευή.
Ένα ρομπότ συναρμολόγησης αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη:
Ένας βραχίονας ρομπότ γραμμής συναρμολόγησης - αυτός είναι ένας εύκαμπτος χειριστής που χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο του ανθρώπινου βραχίονα για την ανύψωση και την τοποθέτηση των εξαρτημάτων που συναρμολογούνται. Αυτός ο τύπος βραχιόνων ρομπότ έχει σχεδιαστεί με διαφορετικές δυνατότητες ωφέλιμου φορτίου και εύρος ώστε να είναι κατάλληλοι για τη συναρμολόγηση διαφορετικών προϊόντων.
Τελικός τελεστής- ο τελικός τελεστής είναι ένα εργαλείο που είναι προσαρτημένο στο άκρο ενός βραχίονα ρομπότ συναρμολόγησης για να του επιτρέπει να μαζεύει τα εξαρτήματα που πρόκειται να συναρμολογηθούν. Διαφέρουν στο σχεδιασμό ανάλογα με το ανταλλακτικό. Παραδείγματα περιλαμβάνουν λαβές, διανομείς κόλλας και εργαλεία αναρρόφησης που χρησιμοποιούνται για το χειρισμό γυαλιού.
Αισθητήρες – οι αισθητήρες καθοδηγούν τα ρομπότ συναρμολόγησης ανιχνεύοντας παραμέτρους όπως πόση δύναμη πρέπει να ασκήσουν κατά την εγκατάσταση ενός εξαρτήματος ή πώς πρέπει να το τοποθετήσουν.
Συστήματα όρασης- συστήματα όρασης συνήθως εγκαθίστανται κοντά στο άκρο ενός βραχίονα ρομπότ συναρμολόγησης. Βοηθούν να γίνει πιο ακριβές καθώς επιτρέπουν στον βραχίονα του ρομπότ να «βλέπει» το εξάρτημα και πού να το τοποθετήσει.
Από τι αποτελούνται τα συστήματα ρομποτικής συναρμολόγησης;
A ρομποτικό σύστημα συναρμολόγησης περιλαμβάνει μια σειρά ρομπότ γραμμής συναρμολόγησης που εργάζονται παράλληλα για τη συναρμολόγηση μονάδων προϊόντων. Αυτό ισχύει συνήθως όταν ένα προϊόν έχει διαφορετικά μεγέθη και σχήματα εξαρτημάτων, επειδή θα απαιτούνταν ο χειρισμός τους από διαφορετικά ρομπότ συναρμολόγησης. Ένα είδος συστήματος μεταφοράς μεταφέρει τη μονάδα που συναρμολογείται από το ένα στάδιο της συναρμολόγησης στο επόμενο.
Ένα παράδειγμα αυτού θα ήταν η συναρμολόγηση οχήματος. Μέρη όπως καθίσματα αυτοκινήτου και παρμπρίζ δεν μπορούν να χειριστούν αποτελεσματικά το ίδιο ρομπότ. Ως εκ τούτου, ένα σύνολο ρομπότ θα εγκαθιστά το κάθισμα του οχήματος και πιο κάτω στο σύστημα συναρμολόγησης, ένα άλλο σύνολο ρομπότ συναρμολόγησης θα εγκαθιστά το παρμπρίζ.
Ενώ όλα τα ρομπότ σε ένα σύστημα συναρμολόγησης είναι σχεδιασμένα για συναρμολόγηση, μπορεί να μην είναι απαραίτητα πανομοιότυπα. Το ωφέλιμο φορτίο και η εμβέλειά τους ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με τα εξαρτήματα που χειρίζονται. Οι τελικοί τελεστές με τους οποίους είναι εφοδιασμένοι επιλέγονται επίσης για να ταιριάζουν με την εργασία τους.
Τύποι ρομπότ γραμμής συναρμολόγησης
Διαφορετικοί τύποι ρομπότ είναι κατάλληλοι για μοναδικούς τύπους διαδικασιών συναρμολόγησης. Αυτό βασίζεται στο πόσους βαθμούς ελευθερίας έχουν και τα ωφέλιμα φορτία που μπορούν να χειριστούν. Οι κύριοι τύποι βραχιόνων ρομπότ που χρησιμοποιούνται ως ρομπότ συναρμολόγησης περιλαμβάνουν επομένως
Ρομπότ SCARA
Ρομπότ SCARA είναι εύκαμπτα στον άξονα XY και άκαμπτα στον άξονα Z. Αυτό τα καθιστά ιδανικά για διαδικασίες συναρμολόγησης όπου μπορούν να μαζέψουν εξαρτήματα από τη μια πλευρά και να τα συναρμολογήσουν σε μια άλλη κατά μήκος ενός παράλληλου επιπέδου. Καλύπτουν ένα φαρδύ κυλινδρικό φάκελο εργασίας και μπορούν να χειριστούν αρκετά ωφέλιμα φορτία. Άλλα πλεονεκτήματα της χρήσης ενός ρομπότ SCARA για συναρμολόγηση περιλαμβάνουν:
Υψηλή ταχύτητα επειδή οι συμπαγείς βραχίονες τους αντιμετωπίζουν λιγότερη ροπή
Έχουν υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα
Μπορούν να χειριστούν μικρά εξαρτήματα αποτελεσματικά
Delta Robots
Ρομπότ Delta αποτελείται από τρεις βραχίονες ρομπότ σε σχήμα τριγώνου που είναι τοποθετημένοι σε μια βάση με κάθε βραχίονα να τροφοδοτείται από τον δικό του σερβοκινητήρα. Όταν ένα ρομπότ δέλτα εφαρμόζεται σε μια γραμμή συναρμολόγησης, τοποθετείται από πάνω. Αυτό παρέχει μεγαλύτερη σταθερότητα στους βραχίονες του ρομπότ και μειώνει την ποσότητα της ροπής που βιώνουν κατά την ανύψωση εξαρτημάτων κατά τη συναρμολόγηση. Ως αποτέλεσμα, λειτουργούν εξαιρετικά γρήγορα και έχουν υψηλή ακρίβεια, ειδικά όταν διαθέτουν αισθητήρες.
Δεδομένης της δομής τους, τα ρομπότ Delta μπορούν να χειριστούν μόνο μικρά ωφέλιμα φορτία. Αυτός είναι ίσως ο λόγος που μόλις πρόσφατα άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε γραμμές συναρμολόγησης. Παρόλα αυτά, είναι πολύ αποτελεσματικά στη συναρμολόγηση μικρών εξαρτημάτων όπως οθόνες κινητών τηλεφώνων ή καλύμματα μεταξύ άλλων.
Αρθρωτά ρομπότ
Αρθρωτοί βραχίονες ρομπότ έχουν πολλαπλούς περιστροφικούς συνδέσμους που τους επιτρέπουν να κάμπτονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Είναι αυτή η υψηλή ευελιξία που αξιοποιείται όταν χρησιμοποιούνται για πολύπλοκες διαδικασίες συναρμολόγησης. Είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά όταν τα εξαρτήματα χρειάζονται περιστροφή ή ελιγμούς κατά την εγκατάσταση.
Λόγω των πολλαπλών αρθρώσεων στη δομή τους, οι αρθρωτοί βραχίονες ρομπότ είναι ελαφρώς πιο αργοί σε σύγκριση με άλλα ρομπότ. Ωστόσο, ό,τι τους λείπει σε ταχύτητα το αναπληρώνουν με το να μπορούν να χειρίζονται βαριά ωφέλιμα φορτία, να καλύπτουν μεγάλους φακέλους εργασίας και να φτάσουν πάνω και κάτω για να τοποθετήσουν εξαρτήματα. Μπορούν εξίσου να γίνουν ακόμη πιο αποτελεσματικά με την τοποθέτηση συστημάτων όρασης.
Εφαρμογή ρομπότ στη συναρμολόγηση
Πηγή: Unsplash
Οι γραμμές συναρμολόγησης διαφέρουν από τη μια βιομηχανία στην άλλη ως προς τα εξαρτήματα που συναρμολογούνται και άλλες διαδικασίες που εμπλέκονται. Κατά συνέπεια, διαφορετικοί τύποι ρομπότ συναρμολόγησης εφαρμόζονται μοναδικά σε κάθε τύπο γραμμής συναρμολόγησης. Τα παρακάτω είναι παραδείγματα του τρόπου με τον οποίο εφαρμόζονται τα ρομπότ συναρμολόγησης.
Συναρμολόγηση ηλεκτρονικών μικροεξαρτημάτων - τα εσωτερικά μέρη των ηλεκτρονικών συσκευών περιλαμβάνουν μια σειρά μικροεξαρτημάτων που θα ήταν δύσκολο να παρακολουθήσει το ανθρώπινο μάτι. Είναι ακόμη πιο δύσκολο να συναρμολογηθούν, ειδικά σε πολύπλοκες διατάξεις όπως οι πλακέτες κυκλωμάτων. Είναι επομένως πιο αποτελεσματικό να χρησιμοποιείτε ρομπότ συναρμολόγησης όπως τα ρομπότ SCARA και δέλτα που μπορούν να χειριστούν μικρά εξαρτήματα με ευκολία και ακρίβεια.
Συναρμολόγηση αυτοκινήτων – τα αυτοκίνητα κατασκευάζονται από εκατοντάδες εξαρτήματα που ποικίλλουν σε μέγεθος. Η συναρμολόγηση του αυτοκινήτου γίνεται έτσι μέσω ενός ρομποτικού συστήματος συναρμολόγησης με διάφορα μέρη που εγκαθίστανται σταδιακά. Δεδομένου του όγκου των ελιγμών που απαιτούνται για να φτάσετε στο εσωτερικό του κελύφους ενός αυτοκινήτου για να εγκαταστήσετε εξαρτήματα, οι αρθρωτοί βραχίονες ρομπότ είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι για αυτόν τον τύπο συναρμολόγησης.
Συγκρότημα κόλλας – πρόκειται για ένα είδος συναρμολόγησης όπου τα μέρη ενός προϊόντος πρέπει να ενωθούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας κόλλα βιομηχανικής αντοχής. Μπορεί να είναι επικίνδυνο για το ανθρώπινο προσωπικό να εισπνεύσει τέτοιους ατμούς ή εάν το δέρμα του έρθει σε επαφή με τέτοιες κόλλες. Για το λόγο αυτό, ρομπότ συναρμολόγησης όπως το SCARA μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διανομή της κόλλας, ενώ ένα άλλο εξοπλισμένο με λαβή μπορεί να ενώσει τα εξαρτήματα πιο κάτω στη γραμμή συναρμολόγησης.
Συναρμολόγηση Cleanroom- Οι ιατρικές συσκευές όπως οι τεχνητοί γοφοί και τα εργαλεία θεραπείας πρέπει να κατασκευάζονται σε αποστειρωμένα περιβάλλοντα και με υψηλή ακρίβεια. Ρομποτικοί βραχίονες που είναι αποστειρωμένοι και διαθέτουν προστασία εισόδου για εύκολο καθάρισμα είναι κατάλληλοι για αυτού του είδους την παραγωγή. Είναι πολύ πιο εύκολο να διατηρήσουν αποστειρωμένες συνθήκες γύρω τους και σε αντίθεση με τους ανθρώπους, δεν απαιτούν καθημερινά είδη υγιεινής.
Πλεονεκτήματα των ρομπότ συναρμολόγησης
Πηγή: Pixabay
Υψηλή ταχύτητα – όσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται για τη συναρμολόγηση μιας μονάδας προϊόντος, τόσο υψηλότερο είναι το κόστος παραγωγής. Επιπλέον, οι μεγάλοι χρόνοι παραγωγής μπορεί να καθυστερήσουν την αλυσίδα εφοδιασμού σας. Τα ρομπότ συναρμολόγησης λειτουργούν πολύ πιο γρήγορα από την ανθρώπινη εργασία και διατηρούν τη γραμμή παραγωγής σας σε λειτουργία όλο το εικοσιτετράωρο.
Ακρίβεια – τα ανεπαρκώς συναρμολογημένα εξαρτήματα έχουν ως αποτέλεσμα ένα προϊόν γενικά κακής ποιότητας. Μια βαλβίδα σωλήνα, για παράδειγμα, που είναι στενά τοποθετημένη μεταξύ τους θα κατέληγε να έχει διαρροή όταν φτάσει στον καταναλωτή. Η μηχανική ακρίβεια των ρομπότ συναρμολόγησης εξαλείφει τέτοια σφάλματα παραγωγής.
Οικονομική απόδοση - ένα ρομπότ συναρμολόγησης συναρμολογεί τα εξαρτήματα του προϊόντος πιο γρήγορα και με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό,τι μερικοί εργαζόμενοι. Αν και το αρχικό κόστος ενός ρομπότ μπορεί να είναι υψηλό, μακροπρόθεσμα, είναι πολύ φθηνότερο από έναν φουσκωμένο και επαναλαμβανόμενο μισθολογικό λογαριασμό. Λιγότερα σφάλματα περιορίζουν επίσης τη σπατάλη, γεγονός που εξοικονομεί χρήματα στο μέτωπο παραγωγής.
Τυποποίηση ποιότητας - η υψηλή επαναληψιμότητα των ρομπότ συναρμολόγησης αποδίδει τελικά προϊόντα που είναι πανομοιότυπα σε σχεδιασμό και ποιότητα. Αυτό είναι σημαντικό καθώς δίνει στα προϊόντα σας συνέπεια σε αντίθεση με το να βασίζεστε στην ανθρώπινη εργασία, η οποία κάθε εργαζόμενος έχει διαφορετικά επίπεδα δεξιοτήτων.
Βελτιωμένη ασφάλεια – οι διαδικασίες συναρμολόγησης μπορεί να είναι επικίνδυνες για το προσωπικό με πολλούς τρόπους. Η ανύψωση βαρέων εξαρτημάτων, η εφαρμογή κόλλων, το κάρφωμα εξαρτημάτων μεταξύ τους και παρόμοιες διαδικασίες μπορεί να πάνε στραβά ανά πάσα στιγμή. Με την ανάθεση αυτών των εργασιών σε ρομπότ συναρμολόγησης, οι εργαζόμενοι μπορούν να αναλάβουν ασφαλέστερες, πιο ανταποδοτικές και λιγότερο επίπονες ευθύνες.
Μειονεκτήματα των ρομπότ συναρμολόγησης
Πηγή: Pixabay
Απώλεια εργασίας – όταν οι εργασίες που εκτελούνταν αρχικά χειροκίνητα γίνονται αυτοματοποιημένες, ορισμένοι υπάλληλοι μεταβαίνουν σε άλλες θέσεις, αλλά οι περισσότεροι καταλήγουν να απολυθούν. Αυτή η απώλεια μέσων διαβίωσης είναι ο λόγος για τον οποίο πολλοί άνθρωποι αποστρέφονται την ιδέα της ρομποτικής να προχωρήσει περισσότερο από ό,τι ήδη.
Θέματα ασφαλείας - τα ρομπότ συναρμολόγησης για μεγάλα εξαρτήματα όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για μεγάλα ηλεκτρονικά ή οχήματα απαιτούν άφθονο χώρο δαπέδου όχι μόνο για να χωρέσουν αλλά και για ασφάλεια. Εκτός κι αν είναι συνεργατικά ρομπότ με αισθητήρες ασφαλείας, θα ήταν επικίνδυνο για τους εργαζόμενους να εργάζονται σε κοντινή απόσταση με ρομπότ συναρμολόγησης. Συγκρούσεις και άλλα ατυχήματα μπορούν να συμβούν ανά πάσα στιγμή, εάν δεν τηρηθεί μια απόσταση ασφαλείας. Αυτό μπορεί επίσης να σας εμποδίσει να τα ενσωματώσετε εάν το εργοστάσιό σας δεν είναι μεγάλο.
Υψηλό επενδυτικό κόστος - τα οφέλη των ρομπότ συναρμολόγησης είναι αναμφισβήτητα, αλλά το κόστος τους μπορεί επίσης να είναι αρκετά υψηλό. Τέτοιες δαπάνες δεν περιλαμβάνουν μόνο το κόστος αγοράς αλλά και τις δαπάνες τακτικής συντήρησης και τις απώλειες που προκύπτουν κατά τη διάρκεια απροσδόκητων διακοπών.
Συμπέρασμα
Μπορείτε να κερδίσετε πολλά επενδύοντας σε ρομπότ συναρμολόγησης. Ωστόσο, τα κέρδη μπορούν να πραγματοποιηθούν μόνο εάν επιλέξετε το κατάλληλο ρομπότ για την εγκατάσταση σας. Εύρεση πιστοποιημένου κατασκευαστής ρομπότ συναρμολόγησης που προσφέρει ανθεκτικές μονάδες υψηλής ποιότητας θα μπορούσε εξίσου να κάνει το κιβώτιο ταχυτήτων σας σε αυτοματοποιημένη συναρμολόγηση πολύ πιο ομαλή.