پاسخ مستقیم: در یک سلول ماشین‌آلات رباتیک، بازو در بیشتر چرخه بیکار است. زمان چرخه ماشین‌آلات توسط پردازش ماشین، توالی درب و سه نظام و میزان اطمینان قطعات ارائه شده تنظیم می‌شود - نه توسط حداکثر سرعت ربات. ابتدا سلول را از چرخه ماشین اندازه‌گیری کنید، سپس تصمیم بگیرید که آیا یک ربات به یک ماشین یا چند ماشین خدمات می‌دهد. یک بازوی سریع‌تر فقط بخش جابجایی را کوتاه‌تر می‌کند.
این برای چه کسی است: این راهنما برای مهندسان تولید و اتوماسیون که در حال اندازه‌گیری یک سلول رسیدگی به ماشین‌های رباتیک هستند، و برای خریدارانی که زمان چرخه برایشان تعیین شده و می‌خواهند بدانند که این زمان در واقع به چه عواملی بستگی دارد، نوشته شده است.
محدوده: این بخش، زمان واقعی یک چرخه رسیدگی، آنچه ربات کنترل می‌کند و آنچه را که کنترل نمی‌کند، و نحوه اندازه‌گیری صادقانه نتیجه را پوشش می‌دهد. اما انتخاب پارامتر برش، قابلیت ابزار ماشین یا طراحی فیکسچر داخل دستگاه را پوشش نمی‌دهد.
زمان چرخه ماشین‌آلات دقیقاً کجا می‌رود؟
زمان چرخه ماشینکاری فقط زمانی معنی پیدا می‌کند که چرخه به بخش‌های واقعی خود تقسیم شود و وقتی این اتفاق می‌افتد، تصویر به سرعت تغییر می‌کند. یک انتخاب از موقعیت آماده‌سازی، یک حرکت به سمت دستگاه، یک تحویل بار و گیره، یک برداشت، یک دوره زمانی که دستگاه قطعه را پردازش می‌کند، یک برداشت و یک بازگشت به آماده‌سازی وجود دارد. در فیلم مرجع این راهنما، ربات یک قطعه حلقه‌ای را از یک سینی آماده‌سازی شده برمی‌دارد، آن را در سه نظام تراش قرار می‌دهد و سپس در حالی که دستگاه برش می‌دهد، از محل کار خارج می‌شود.
EVST یک پیش‌فاکتور رسیدگی را دقیقاً به همان بخش‌ها تقسیم می‌کند. از بین این بخش‌ها، ربات حرکت‌ها و تحویل را کنترل می‌کند. دوره پردازش را کنترل نمی‌کند و در بیشتر کارهای تراشکاری، فرزکاری و سنگ‌زنی، دوره پردازش بزرگترین بلوک واحد است. به همین دلیل است که سرعت بازو تأثیر محدودی بر خروجی سلول دارد و به همین دلیل است که پیش‌فاکتور یک سلول فقط بر اساس سرعت بازو اطلاعات بسیار کمی به شما می‌دهد.
همچنین نتیجه‌ای را توضیح می‌دهد که در اولین اندازه‌گیری افراد را شگفت‌زده می‌کند: سریع‌تر کردن ربات می‌تواند چرخه را بدون تغییر باقی بگذارد، زیرا بازو به سادگی زودتر به موقعیت انتظار خود می‌رسد. این افزایش تنها در صورتی ظاهر می‌شود که بخش جابجایی از ابتدا در مسیر بحرانی قرار داشته باشد. درک خدمات نظافت ماشینی با ربات چیست و چگونه کار می‌کند؟ تا حد زیادی درک این است که کدام بخش حیاتی است.
واگذاری، محدودیت است، نه الزام
مرحله تحویل - نزدیک شدن، وارد کردن، گیره کردن، تأیید، رها کردن، جمع کردن - جایی است که تغییرات واقعی وجود دارد. زمان بستن سه نظام یا گیره، باز و بسته شدن درب، فاصله خنک‌کننده و براده، و سیگنال تأیید که می‌گوید قطعه در جای خود قرار گرفته است، همگی در این پنجره قرار دارند. هر یک از این موارد، ویژگی یک ماشین یا فیکسچر است، نه ویژگی یک ربات.
EVST، تحویل را به عنوان یک مشخصه در نظر می‌گیرد، نه یک بازو. این همان جایی است که قابلیت اطمینان برنده یا بازنده می‌شود. تحویلی که نود و نه بار در صد بار کار می‌کند، یک سلول بدون مراقبت تولید می‌کند که باید به آن رسیدگی شود. تأیید مثبتِ حضورِ جزئی، بازیابی تعریف‌شده برای یک صندلی خراب، و یک استراتژی مدیریت تراشه، برای خروجی واقعی، ارزش بیشتری نسبت به یک پروفایل حرکت سریع‌تر دارند.
خود سیگنال‌ها باید از قبل با سازنده ابزار ماشین توافق شوند. آنچه کنترل می‌تواند نشان دهد - پایان چرخه، وضعیت درب، وضعیت سه نظام، وضعیت هشدار - تعیین می‌کند که سلول چقدر می‌تواند توالی‌یابی شود. طبق IEC 60204-1:2016، الزامات عمومی در مورد تجهیزات الکتریکی ماشین‌ها اعمال می‌شود، که چارچوبی است که در آن رابط مشخص و سیم‌کشی می‌شود، نه اینکه بداهه‌سازی شود.
ارائه قطعه تصمیم می‌گیرد که آیا سلول بدون مراقبت اجرا می‌شود یا خیر
یک واحد رسیدگی فقط تا زمانی بدون مراقبت کار می‌کند که بتواند قطعه بعدی را در موقعیت مشخص پیدا کند. سینی‌ها و پالت‌ها موقعیت مشخص را به قیمت حذف یک مرحله مرتب‌سازی بالادستی ارائه می‌دهند. سطل‌ها و نوار نقاله‌ها این مرحله را کاهش می‌دهند اما نیاز به حسگر دارند و تنوع را افزایش می‌دهند. این انتخاب، یک تصمیم مربوط به جریان مواد با پیامد اتوماسیون است و معمولاً خیلی دیر گرفته می‌شود.
نحوه ارائه همچنین در طراحی گیره تعیین‌کننده است. قطعه‌ای که همیشه در جهت یکسانی می‌رسد، می‌تواند از یک گیره ساده دو فکی استفاده کند؛ قطعه‌ای که با جهت‌گیری آزاد می‌رسد، به یک ایستگاه گیره مجدد، یک رویکرد سازگار یا یک سیستم بینایی نیاز دارد. هر یک از این موارد، یک افزونه واقعی برای بخش جابجایی است، که تنها بخشی است که ربات در واقع کنترل می‌کند.
قطعه نهایی نیز به همین مراقبت نیاز دارد. در فیلم مرجع، ربات قطعه ماشینکاری شده را به سینی مرحله‌بندی شده برمی‌گرداند، که ساده‌ترین الگوی قابل اعتماد است: خانواده موقعیت یکسانی برای ورود و خروج، بنابراین یک طرح آموزشی واحد هر دو را پوشش می‌دهد.
جدول تصمیم‌گیری: چه شواهدی، کدام پیکربندیِ در حالِ رسیدگی را توجیه می‌کند؟
هر سطر اینجا را می‌توان با داده‌هایی که از قبل دارید یا می‌توانید در یک بعدازظهر اندازه‌گیری کنید، مرتب کرد. هیچ‌کدام از این‌ها نیازی به انتخاب اولیه ربات ندارند.
| شواهد از دستگاه و قطعه | پیکربندی که آن را توجیه می‌کند | مدارکی که هنوز بدهکار هستید |
|---|---|---|
| زمان پردازش طولانی، یک دستگاه | یک ربات که به چندین ماشین سرویس می‌دهد | بدترین حالت انتظار زمانی که دو دستگاه با هم کار خود را تمام می‌کنند، زمان سفر پیاده یا ریلی، مدیریت آلارم |
| زمان پردازش کوتاه، یک دستگاه | یک ربات مختص آن دستگاه، تمرکز روی تحویل | تفکیک زمان تحویل، توالی درب و سه راهی، قابلیت اطمینان سیگنال تأیید |
| قطعات به صورت نامنظم وارد می‌شوند | حسگر یا ایستگاه گرفتن مجدد قبل از بارگیری | زمان جابجایی، حالت خرابی در صورت عدم یافتن جهت، روش بازیابی اضافه شد |
| دویدن بدون مراقبت در طول یک شیفت الزامی است | ظرفیت آماده‌سازی متناسب با شیفت، مدیریت تراشه و مایع خنک‌کننده | تعداد بافر مورد نیاز، فاصله زمانی پاکسازی تراشه، چه چیزی سلول را به طور ایمن متوقف می‌کند |
| قطعات مخلوط در همان دستگاه | برنامه مدیریت‌شده و مجموعه چنگک با شناسایی مثبت | روش و زمان تغییر، جلوگیری از برنامه اشتباه، قانون اولویت‌بندی |
یک ربات، چندین ماشین
استفاده از یک ربات برای چندین ماشین، روش استاندارد برای تبدیل زمان پردازش طولانی به بهره‌وری است. همچنین یک حالت خرابی جدید به نام «رقابت» (Contention) را معرفی می‌کند. وقتی دو ماشین در یک پنجره زمانی کارشان را تمام می‌کنند، یکی از آنها منتظر می‌ماند و خروجی مؤثر سلول به جای میانگین، با تعداد دفعاتی که این اتفاق می‌افتد تعیین می‌شود.
EVST قبل از اینکه چیدمان چند ماشینه اصلاح شود، به صراحت اختلاف را مدل‌سازی می‌کند. راه صادقانه برای ارزیابی این موضوع، مدل‌سازی بدترین حالت، نه میانگین، و در نظر گرفتن جابجایی بین ماشین‌ها، مدیریت هشدار و مداخلات اپراتور است که در واقع رخ خواهد داد. اگر ماشین‌ها زمان چرخه مشابهی داشته باشند و با هم شروع به کار کنند، اختلاف مکرر است. اگر چرخه‌های آنها متفاوت باشد، اختلاف نادرتر است. هیچ یک از این دو مورد دلیلی برای اجتناب از رسیدگی به چند ماشینه نیست، اما هر دو باید قبل از اصلاح چیدمان بیان شوند.
طرح‌بندی از آن تصمیم پیروی می‌کند. یک چیدمان خطی روی ریل، یک ربات مرکزی که به ماشین‌ها در اطراف آن سرویس می‌دهد، و یک چیدمان متحرک که هر کدام زمان سفر را با مساحت کف معامله می‌کنند و از پیچیدگی محافظت می‌کنند، و هر کدام به جای اینکه فرض شوند، در مقایسه جای می‌گیرند.
محافظت از یک ماشین و ربات متصل به هم
یک سلول مراقبت از حیوانات، دو ماشین است که یک فضا و یک توالی را به اشتراک می‌گذارند. ارزیابی ریسک باید این ترکیب را پوشش دهد، از جمله اینکه وقتی درب ماشین هنگام حرکت ربات باز می‌شود چه اتفاقی می‌افتد، و وقتی توقف حفاظتی رخ می‌دهد، هر ماشین در چه وضعیتی قرار می‌گیرد. طبق ISO 12100: 2010اصول کلی برای طراحی، ارزیابی ریسک و کاهش ریسک را پوشش می‌دهد و طبق ایزو 10218-2: 2025الزامات ایمنی برای کاربرد ربات صنعتی و سلول اعمال می‌شود.
نتیجه عملی این ارزیابی معمولاً یک مجموعه قفل داخلی تعریف‌شده و یک حالت ایمن تعریف‌شده برای هر یک از دو کنترل است که به جای کشف شدن در حین بروز خطا، در زمان پذیرش ثبت و آزمایش می‌شوند. بازیابی - اینکه چگونه یک اپراتور قطعه‌ای را که در سه نظام گیر کرده است بدون آسیب رساندن به محافظ، خارج می‌کند - در همان سند آمده است.
این همچنین بخشی از مشخصات است که بیشترین ماندگاری را دارد. سلول‌ها دوباره برنامه‌ریزی و تجهیز می‌شوند؛ اما مفهوم محافظت و قرارداد قفل داخلی معمولاً باقی می‌مانند.
سنجش صادقانه نتیجه
وقتی یک سلول اجرا می‌شود، وسوسه می‌شویم که زمان چرخه رسیدگی ماشین را به صورت یک عدد واحد گزارش کنیم. یک رکورد مفیدتر، زمان رسیدگی، زمان پردازش ماشین و انتظار را از هم جدا می‌کند و آنها را در یک دوره زمانی به اندازه کافی طولانی گزارش می‌دهد تا وقفه‌هایی که واقعاً اتفاق می‌افتند را نیز شامل شود. طبق گفته ایزو 22400-2: 2014شاخص‌های کلیدی عملکرد برای مدیریت عملیات تولید تعریف شده‌اند که به جای یک واژگان ابداعی محلی، واژگان مشترکی برای آن گزارش‌دهی ارائه می‌دهد.
برای خود ربات، طبق گفته ISO 9283: 1998معیارهای عملکرد و روش‌های آزمون مرتبط برای دستکاری ربات‌های صنعتی شامل شرایطی می‌شوند که تحت آنها ارقام دقت و تکرارپذیری ژست تعیین می‌شوند. شایان ذکر است که این ارقام تحت شرایط بار و سرعت تعریف‌شده اندازه‌گیری می‌شوند، زیرا عددی که در برگه اطلاعات فنی خارج از این شرایط ذکر شده است، تضمینی برای قطعه شما نیست.
این راهنما هیچ زمان چرخه، خروجی یا میزان استفاده‌ای را برای هیچ سلولی بیان نمی‌کند. فیلم پشت آن، برداشتن، قرار دادن در سه نظام، برداشتن و خالی کردن را نشان می‌دهد؛ نرخی را نشان نمی‌دهد و در اینجا چیزی ادعا نشده است. اگر در حال مقایسه هستید راهکارهای سیستم جوشکاری خودکار و رسیدگی به سلول‌ها در سراسر گیاه، این تمایز چیزی است که مقایسه را معنادار نگه می‌دارد.
چه چیزی را برای مطالعه‌ی رسیدگی ارسال کنیم؟
یک مطالعه مفید از دستگاه شروع می‌شود، نه از ربات. نقشه قطعه را به همراه جرم و سطوح گیرش، زمان پردازش دستگاه و ترتیب در و سه نظام آن، نحوه رسیدن قطعات امروز، تعداد دستگاه‌هایی که می‌خواهید پوشش داده شوند و سیگنال‌های قفل داخلی که کنترل دستگاه می‌تواند ارائه دهد، ارسال کنید. با این کار، می‌توان بخش جابجایی را تخمین زد و بخش انتظار را به جای حدس زدن محاسبه کرد.
آنچه برمی‌گردد باید به شما بگوید کدام بخش حیاتی است و برای جابجایی آن چه چیزی باید تغییر کند. اگر پاسخ این است که ماشین غالب است، توصیه صادقانه ممکن است یک ربات ساده‌تر و با قابلیت استقرار بهتر به جای یک بازوی سریع‌تر باشد.
سوالات متداول
آیا یک ربات سریع‌تر، زمان چرخه‌ی رسیدگی به ماشین‌آلات ما را کوتاه‌تر خواهد کرد؟
فقط در صورتی که بخش جابجایی در مسیر بحرانی باشد. وقتی زمان پردازش دستگاه غالب است، بازوی سریع‌تر زودتر به موقعیت انتظار خود می‌رسد و چرخه بدون تغییر می‌ماند. قبل از پرداخت هزینه برای سرعت، بخش‌ها را اندازه‌گیری کنید.
آیا یک ربات می‌تواند به چندین ماشین سرویس دهد؟
اغلب بله، و این روش معمول برای استفاده از زمان پردازش طولانی است. چیزی که باید ارزیابی شود، اختلاف نظر است: اینکه دو ماشین چند وقت یکبار در یک پنجره کار را تمام می‌کنند و بدترین حالت چقدر هزینه دارد. بدترین حالت را مدل کنید، نه میانگین را.
چه چیزی اغلب یک سلول مراقبتی بدون مراقبت را متوقف می‌کند؟
ارائه قطعه و مدیریت تراشه یا مایع خنک‌کننده، و به دنبال آن خرابی‌های تأیید تحویل. هیچ‌کدام از این‌ها مشکلات سرعت ربات نیستند و حل همه آنها در زمان طراحی ارزان‌تر از پس از نصب است.
زمان چرخه در زمان پذیرش چگونه باید گزارش شود؟
به طور جداگانه بر اساس بخش - جابجایی، پردازش، انتظار - در طول یک دوره زمانی به اندازه کافی طولانی که شامل وقفه‌های واقعی باشد. ISO 22400-2:2014 شاخص‌های کلیدی عملکرد را برای مدیریت عملیات تولید تعریف می‌کند و واژگان مشترکی برای آن گزارش ارائه می‌دهد.
ورودی‌های پروژه برای بررسی درخواست
موارد زیر را ارسال کنید و چرخه رسیدگی می‌تواند به جای یک شکل کلی، با دستگاه شما بررسی شود:
- ترسیم قطعه با جرم، سطوح چنگش و الزامات جهت‌گیری
- چرخه ماشین: زمان پردازش، زمان‌های توالی درب و سه نظام، و هرگونه اندازه‌گیری درون چرخه‌ای
- روش فعلی چیدمان - سینی، سطل، نوار نقاله یا پالت - و نحوه رسیدن قطعات
- تعداد ماشین‌هایی که می‌خواهید یک ربات به آنها سرویس دهد، به همراه طرح کلی آنها
- سیگنال‌های اینترلاک که کنترل دستگاه شما از قبل می‌تواند ارائه دهد
نقشه قطعه را به همراه جرم و سطوح گیرش، زمان پردازش دستگاه به همراه توالی در و سه نظام آن، نحوه رسیدن قطعات امروز، تعداد ماشین‌هایی که یک ربات باید به آنها سرویس دهد و سیگنال‌های قفل داخلی که کنترل دستگاه شما می‌تواند ارائه دهد، ارسال کنید. این مجموعه برای تقسیم چرخه به بخش‌های مختلف و تعیین اینکه کدام یک در واقع خروجی را محدود می‌کند، کافی است. مطالب مرتبط: گزینه‌های ربات مشارکتی.