روبات های خط مونتاژ: راهنمای قطعی

منبع: ec.europa.eu
مونتاژ بخش مهمی از فرآیندهای صنعتی است. این مرحله ماقبل آخری است که در آن اجزای یک محصول که به طور جداگانه تولید شده اند در کنار هم قرار می گیرند تا آن را کامل کنند. این یک فرآیند ساخت یا شکست است که اغلب بین محصولاتی که تست کیفیت را پشت سر می گذارند و واحدهای رد می کنند تفاوت ایجاد می کند.

با توجه به اهمیت مونتاژ مناسب، ضروری است که با دقت بالا انجام شود. از طرف دیگر کارخانه ها ترجیح می دهند که برای صرفه جویی در هزینه ها و حفظ نرخ بالای تولید، این کار سریع انجام شود. از این ضرورت پدید آمد ربات های مونتاژ. اگر قصد سرمایه گذاری در برخی از آن ها را دارید، در اینجا راهنمای همه چیزهایی است که باید بدانید چرا و چگونه می توان آنها را اعمال کرد.

روبات های اسمبلی لاین چیست؟

منبع: پیکسابای
ربات خط مونتاژ یک ماشین برنامه ریزی شده است که برای اتصال اجزای تشکیل دهنده یک محصول به یکی استفاده می شود. در مقایسه با نیروی انسانی، ربات‌های مونتاژ سریع هستند و از دقت مکانیکی برخوردارند که ممکن است انسان قادر به دستیابی به آن نباشد. عوامل دیگری مانند توانایی آنها در حمل بارهای بالاتر هنگام مونتاژ قطعات بزرگ نیز ربات های مونتاژ را در تولید اساسی می کند.
یک ربات مونتاژ کننده از قطعات زیر تشکیل شده است:
بازوی ربات خط مونتاژ - این یک دستکاری انعطاف پذیر است که به عنوان جایگزینی برای بازوی انسان برای بلند کردن و قرار دادن قطعات در حال مونتاژ استفاده می شود. این نوع بازوهای ربات با قابلیت‌های بارگذاری متفاوت طراحی شده‌اند تا برای مونتاژ محصولات مختلف مناسب باشند.
اثر پایانی- یک افکتور پایانی ابزاری است که به انتهای بازوی ربات مونتاژ می‌شود تا بتواند قطعاتی را که قرار است مونتاژ شوند، انتخاب کند. آنها در طراحی بر اساس قطعه متفاوت هستند. به عنوان مثال می‌توان به گیره‌ها، دستگاه‌های چسبنده و ابزار مکشی که برای جابجایی شیشه استفاده می‌شود، اشاره کرد.
حسگرها - حسگرها ربات های مونتاژ را با تشخیص پارامترهایی مانند میزان نیرویی که باید هنگام نصب یک قطعه اعمال کنند یا نحوه قرارگیری آن را هدایت می کنند.
سیستم های بینایی- سیستم های بینایی معمولاً در نزدیکی انتهای بازوی ربات مونتاژ نصب می شوند. آن‌ها به دقیق‌تر شدن آن کمک می‌کنند زیرا بازوی ربات را قادر می‌سازد تا قسمت را ببیند و کجا آن را قرار دهد.

سیستم های مونتاژ رباتیک از چه چیزی تشکیل شده اند؟

A سیستم مونتاژ رباتیک شامل مجموعه ای از ربات های خط مونتاژ است که به صورت پشت سر هم برای مونتاژ واحدهای محصول کار می کنند. این معمولاً زمانی اعمال می‌شود که یک محصول دارای اندازه‌ها و شکل‌های مختلف اجزا باشد، زیرا باید توسط روبات‌های مونتاژی مختلف کار شود. یک نوع سیستم نوار نقاله، واحد مونتاژ شده را از یک مرحله مونتاژ به مرحله بعدی منتقل می کند.

نمونه ای از این می تواند مونتاژ خودرو باشد. قطعاتی مانند صندلی ماشین و شیشه جلو را نمی توان به طور موثر توسط یک ربات اداره کرد. به این ترتیب، مجموعه‌ای از روبات‌ها صندلی خودرو را نصب می‌کنند و در پایین‌تر از سیستم مونتاژ، مجموعه دیگری از روبات‌های مونتاژ شیشه جلو را نصب می‌کنند.

در حالی که همه ربات‌های یک سیستم مونتاژ برای مونتاژ طراحی شده‌اند، ممکن است لزوماً یکسان نباشند. محموله و میزان دسترسی آنها ممکن است بر اساس قطعاتی که آنها کار می کنند متفاوت باشد. افکت‌های پایانی که آنها به آنها تعبیه شده‌اند نیز برای مطابقت با وظیفه آنها انتخاب می‌شوند.

انواع ربات های خط مونتاژ

انواع مختلف ربات ها برای انواع منحصر به فرد فرآیندهای مونتاژ مناسب هستند. این بر اساس درجه آزادی آنها و بارهایی است که می توانند تحمل کنند. انواع اصلی بازوهای رباتی که به عنوان ربات های مونتاژ استفاده می شوند عبارتند از

روبات های اسکارا

روبات های اسکارا در محور XY انعطاف پذیر و در محور Z صلب هستند. این آنها را برای فرآیندهای مونتاژ ایده آل می کند که در آن می توانند قطعات را از یک طرف انتخاب کرده و آنها را در امتداد یک صفحه موازی در سمت دیگر مونتاژ کنند. آنها یک پاکت کار استوانه ای گسترده را می پوشانند و می توانند محموله های قابل توجهی را تحمل کنند. سایر مزایای استفاده از ربات SCARA برای مونتاژ عبارتند از:
سرعت بالا زیرا بازوهای جمع و جور آنها با گشتاور کمتری مقابله می کنند
دقت و تکرارپذیری بالایی دارند
آنها می توانند قطعات کوچک را به طور موثر اداره کنند

ربات های دلتا

ربات های دلتا شامل سه بازوی ربات مثلثی شکل است که بر روی یک پایه نصب شده اند و هر بازو با موتور سروو خود نیرو می گیرد. هنگامی که یک ربات دلتا در یک خط مونتاژ اعمال می شود، روی سر نصب می شود. این امر ثبات بیشتری را برای بازوهای ربات فراهم می کند و میزان گشتاوری را که هنگام بلند کردن قطعات در هنگام مونتاژ تجربه می کنند کاهش می دهد. در نتیجه، آنها بسیار سریع کار می کنند و به ویژه هنگامی که با سنسورها نصب می شوند، بسیار دقیق هستند.

ربات‌های دلتا با توجه به ساختارشان، فقط می‌توانند محموله‌های کوچکی را مدیریت کنند. شاید به همین دلیل است که آنها اخیراً در خطوط مونتاژ استفاده می شوند. با وجود این، آنها در مونتاژ اجزای کوچک مانند صفحه نمایش تلفن همراه یا کاور در میان چیزهای دیگر بسیار کارآمد هستند.

ربات های مفصلی

بازوهای ربات مفصلی دارای مفاصل چرخشی متعددی هستند که این امکان را برای آنها فراهم می کند تا در جهات مختلف خم شوند. این انعطاف پذیری بالا است که وقتی از آنها برای فرآیندهای مونتاژ پیچیده استفاده می شود مهار می شود. آنها به ویژه در مواردی که نیاز به چرخاندن یا مانور دادن قطعات در هنگام نصب دارند، موثر هستند.

با توجه به مفاصل متعدد در ساختار خود، بازوهای ربات مفصلی در مقایسه با سایر ربات ها کمی کندتر هستند. با این وجود، سرعت کمبود آنها را با توانایی تحمل محموله‌های سنگین، پوشاندن پاکت‌های بزرگ کاری و دستیابی به قسمت‌های مختلف جبران می‌کنند. آنها می توانند به همان اندازه با نصب آنها با سیستم های بینایی مؤثرتر شوند.

کاربرد ربات ها در اسمبلی

منبع: Unsplash
خطوط مونتاژ از یک صنعت به صنعت دیگر از نظر قطعات مونتاژ شده و سایر فرآیندهای درگیر متفاوت است. در نتیجه، انواع مختلفی از ربات های مونتاژ به طور منحصر به فرد در هر نوع خط مونتاژ اعمال می شود. در زیر نمونه هایی از نحوه استفاده از ربات های مونتاژی آورده شده است.
مونتاژ قطعات میکرو الکترونیکی - قسمت های داخلی دستگاه های الکترونیکی شامل یک سری قطعات ریز است که برای چشم انسان دشوار است که آنها را ردیابی کند. مونتاژ آنها به خصوص در آرایش های پیچیده مانند برد مدارها حتی سخت تر است. بنابراین استفاده از روبات‌های مونتاژی مانند SCARA و ربات‌های دلتا که می‌توانند قطعات کوچک را با سهولت و دقت اداره کنند، موثرتر است.
مونتاژ خودرو - خودروها از صدها قطعه ساخته شده اند که اندازه آنها متفاوت است. بنابراین مونتاژ خودرو از طریق یک سیستم مونتاژ روباتیک با نصب قطعات مختلف به صورت مرحله ای انجام می شود. با توجه به مقدار مانور مورد نیاز برای رسیدن به داخل پوسته خودرو برای نصب قطعات، بازوهای ربات مفصلی بیشترین استفاده را برای این نوع مونتاژ دارند.
مونتاژ چسب - این نوعی مونتاژ است که در آن قطعات یک محصول باید با استفاده از چسب با استحکام صنعتی به یکدیگر متصل شوند. استنشاق چنین بخارهایی برای کارکنان انسانی یا تماس پوست آنها با چنین چسب هایی می تواند خطرناک باشد. به همین دلیل، ربات‌های مونتاژی مانند SCARA می‌توانند برای پخش چسب مورد استفاده قرار گیرند، در حالی که ربات دیگری مجهز به گیره می‌تواند قطعات را در پایین‌تر خط مونتاژ بپیوندد.
مجموعه اتاق تمیز- وسایل پزشکی مانند باسن مصنوعی و ابزار درمانی باید در محیط های استریل و با دقت بالا ساخته شوند. بازوهای رباتیک استریل شده و دارای محافظ نفوذ برای نظافت آسان برای این نوع تولید مناسب هستند. آنها برای حفظ شرایط استریل در اطراف بسیار آسان تر هستند و بر خلاف انسان ها، آنها هر روز به وسایل بهداشتی نیاز ندارند.

مزایای ربات های اسمبلی

منبع: پیکسابای
سرعت بالا - هر چه مدت زمان بیشتری برای مونتاژ یک واحد محصول طول بکشد، هزینه های تولید بالاتر می رود. علاوه بر این، زمان تولید طولانی می تواند زنجیره تامین شما را به تاخیر بیندازد. روبات‌های مونتاژی بسیار سریع‌تر از نیروی انسانی کار می‌کنند و خط تولید شما را در تمام طول ساعت کار می‌کنند.
دقت - قطعات نامناسب مونتاژ شده منجر به محصولی با کیفیت پایین می شود. به عنوان مثال، یک شیر لوله که به طور نزدیک در کنار هم قرار گرفته باشد، وقتی به دست مصرف کننده می رسد، نشت می کند. دقت مکانیکی ربات های مونتاژ چنین خطاهای تولیدی را از بین می برد.
کارآمدی هزینه: یک ربات مونتاژ کننده اجزای محصول را سریعتر و دقیق تر از چند کارگر انسانی کنار هم می گذارد. در حالی که هزینه اولیه یک ربات ممکن است بالا باشد، در دراز مدت، بسیار ارزان تر از یک صورتحساب دستمزد متورم و تکراری است. همچنین خطاهای کمتر باعث کاهش هدر رفت می شود که به همان اندازه در هزینه تولید صرفه جویی می کند.
استانداردسازی کیفیت- تکرارپذیری بالای ربات‌های مونتاژ محصولات نهایی را به دست می‌دهد که از نظر طراحی و کیفیت یکسان هستند. این مهم است زیرا به محصولات شما سازگاری می بخشد، در مقابل تکیه بر فاحشه کار انسانی که هر کارگر دارای سطوح متفاوتی از مهارت است.
ایمنی بهبود یافته - فرآیندهای مونتاژ می تواند از راه های بی شماری برای کارکنان خطرناک باشد. بلند کردن اجزای سنگین، استفاده از چسب ها، میخ زدن قطعات به هم و فرآیندهای مشابه می تواند در هر زمانی دچار مشکل شود. با واگذاری این وظایف به روبات‌های مونتاژ، کارگران می‌توانند مسئولیت‌های ایمن‌تر، سودمندتر و کم‌تر را بر عهده بگیرند.

معایب ربات های اسمبلی

منبع: پیکسابای
از دست دادن شغل - وقتی وظایفی که در ابتدا به صورت دستی انجام می شدند خودکار می شوند، برخی از کارمندان به موقعیت های دیگر منتقل می شوند اما بیشتر آنها بیکار می شوند. این از دست دادن معیشت به همین دلیل است که بسیاری از مردم از این ایده که رباتیک بیش از آنچه که قبلاً پیشرفت کرده است، مخالف هستند.
مسائل ایمنی - روبات‌های مونتاژ برای قطعات بزرگ مانند آنهایی که برای وسایل الکترونیکی بزرگ یا وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرند، نه تنها برای جا افتادن بلکه برای ایمنی نیز به فضای کف کافی نیاز دارند. مگر اینکه باشند ربات های مشارکتی با استفاده از حسگرهای ایمنی، کار کردن در محل نزدیک با روبات‌های مونتاژ برای کارگران خطرناک است. اگر فاصله ایمن رعایت نشود، در هر زمانی ممکن است تصادفات و حوادث دیگر رخ دهد. اگر کارخانه شما بزرگ نیست، این ممکن است مانع از ترکیب آنها شود.
هزینه های سرمایه گذاری بالا - مزایای روبات های مونتاژ غیرقابل انکار است اما هزینه های آنها نیز می تواند نسبتاً بالا باشد. چنین هزینه‌هایی نه تنها شامل هزینه‌های خرید می‌شود، بلکه شامل هزینه‌های تعمیر و نگهداری منظم و زیان‌های متحمل شده در زمان‌های خرابی غیرمنتظره نیز می‌شود.

نتیجه

با سرمایه گذاری در روبات های مونتاژ می توان چیزهای زیادی به دست آورد. با این حال، تنها در صورتی می‌توان به این دستاوردها پی برد که ربات مناسب را برای راه‌اندازی خود انتخاب کنید. یافتن گواهینامه سازنده ربات مونتاژ کننده که واحدهای بادوام با کیفیت بالا ارائه می دهد می تواند به همان اندازه انتقال شما را به مونتاژ خودکار بسیار روان تر کند.