Bron: ec.europa.eu
Assemblage is een belangrijk onderdeel van industriële processen. Het is de voorlaatste stap waarbij componenten van een product die afzonderlijk zijn geproduceerd, worden samengevoegd om het compleet te maken. Het is een make-or-break-proces dat vaak het verschil maakt tussen producten die de kwaliteitstest doorstaan en afgekeurde eenheden.
Gezien het belang van een goede montage is het essentieel dat dit met grote precisie gebeurt. Fabrieken daarentegen geven er de voorkeur aan dat het snel gebeurt om kosten te besparen en een hoge productiesnelheid te behouden. Uit deze noodzaak is voortgekomen assemblage robots. Als u overweegt in sommige ervan te investeren, vindt u hier een alles wat u moet weten over waarom en hoe ze kunnen worden toegepast.
Wat zijn assemblagelijnrobots?
Bron: Pixabay
Een assemblagelijnrobot is een geprogrammeerde machine die wordt gebruikt om samenstellende delen van een product tot één product samen te voegen. Vergeleken met menselijke arbeid zijn assemblagerobots snel en hebben ze een mechanische precisie die mensen misschien niet kunnen bereiken. Andere factoren, zoals hun vermogen om hogere ladingen aan te kunnen bij het assembleren van grote onderdelen, maken assemblagerobots ook van fundamenteel belang in de productie.
Een assemblagerobot bestaat uit de volgende onderdelen:
Een assemblagelijnrobotarm - dit is een flexibele manipulator die wordt gebruikt als vervanging voor de menselijke arm om de onderdelen die worden geassembleerd op te tillen en te plaatsen. Dit type robotarmen is ontworpen met verschillende laadvermogens en reikwijdtes om ze geschikt te maken voor het assembleren van verschillende producten.
Eindeffector- een eindeffector is een stuk gereedschap dat aan het uiteinde van een assemblagerobotarm wordt bevestigd, zodat deze de te monteren onderdelen kan oppakken. Ze variëren in ontwerp op basis van het onderdeel. Voorbeelden hiervan zijn grijpers, lijmdispensers en zuiggereedschappen die worden gebruikt om glas te hanteren.
Sensoren – sensoren sturen assemblagerobots aan door parameters te detecteren, zoals hoeveel kracht ze moeten uitoefenen bij het installeren van een onderdeel of hoe ze het onderdeel moeten positioneren.
Visiesystemen- visiesystemen worden meestal geïnstalleerd aan het uiteinde van een assemblagerobotarm. Ze helpen het nauwkeuriger te maken, omdat ze de robotarm in staat stellen het onderdeel te ‘zien’ en waar het moet worden geplaatst.
Waaruit bestaan robotachtige assemblagesystemen?
A robotachtig assemblagesysteem bestaat uit een reeks assemblagelijnrobots die samenwerken om producteenheden te assembleren. Dit is meestal van toepassing wanneer een product componenten van verschillende afmetingen en vormen heeft, omdat deze door verschillende assemblagerobots moeten worden verwerkt. Een transportbandsysteem passeert de eenheid die wordt geassembleerd van de ene montagefase naar de volgende.
Een voorbeeld hiervan is de assemblage van voertuigen. Onderdelen zoals autostoelen en voorruiten kunnen niet efficiënt door dezelfde robot worden verwerkt. Als zodanig zou een stel robots de voertuigstoel installeren, en verderop in het montagesysteem zou een ander stel montagerobots de voorruit installeren.
Hoewel alle robots in een assemblagesysteem zijn ontworpen voor assemblage, hoeven ze niet noodzakelijkerwijs identiek te zijn. Hun laadvermogen en bereik kunnen verschillen, afhankelijk van de onderdelen die ze hanteren. De eindeffectoren waarmee ze zijn uitgerust, worden ook gekozen op basis van hun taak.
Soorten assemblagelijnrobots
Verschillende soorten robots zijn geschikt voor unieke soorten assemblageprocessen. Dit is gebaseerd op het aantal vrijheidsgraden dat ze hebben en de ladingen die ze aankunnen. De belangrijkste soorten robotarmen die als assemblagerobots worden gebruikt, zijn dus onder meer:
SCARA-robots
SCARA-robots zijn flexibel op de XY-as en stijf op de Z-as. Dit maakt ze ideaal voor assemblageprocessen waarbij ze aan de ene kant onderdelen kunnen oppakken en deze aan de andere kant in een parallel vlak kunnen monteren. Ze bestrijken een breed cilindrisch werkbereik en kunnen aanzienlijke ladingen aan. Andere voordelen van het gebruik van een SCARA-robot voor montage zijn:
Hoge snelheid omdat hun compacte armen met minder koppel kampen
Ze hebben een hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid
Ze kunnen kleine onderdelen effectief verwerken
Delta-robots
Delta-robots bestaat uit drie driehoekige robotarmen die op een basis zijn gemonteerd, waarbij elke arm wordt aangedreven door een eigen servomotor. Wanneer een deltarobot in een assemblagelijn wordt toegepast, wordt deze boven het hoofd gemonteerd. Dit zorgt voor meer stabiliteit aan de robotarmen en vermindert de hoeveelheid koppel die ze ondervinden bij het optillen van onderdelen tijdens de montage. Hierdoor werken ze extreem snel en zijn ze zeer nauwkeurig, vooral als ze zijn uitgerust met sensoren.
Gezien hun structuur kunnen Delta-robots slechts kleine ladingen verwerken. Dit is misschien de reden waarom ze pas sinds kort in assemblagelijnen worden gebruikt. Desalniettemin zijn ze zeer efficiënt in het assembleren van kleine componenten zoals onder andere mobiele telefoonschermen of hoesjes.
Gelede robots
Gelede robotarmen hebben meerdere draaibare gewrichten waardoor ze in verschillende richtingen kunnen buigen. Het is deze hoge flexibiliteit die wordt benut wanneer ze worden gebruikt voor complexe assemblageprocessen. Ze zijn bijzonder effectief wanneer onderdelen tijdens de installatie moeten worden gedraaid of gemanoeuvreerd.
Vanwege de meerdere gewrichten in hun structuur zijn gelede robotarmen iets langzamer vergeleken met andere robots. Desalniettemin compenseren ze het gebrek aan snelheid door zware ladingen aan te kunnen, grote werkgebieden te kunnen bestrijken en over en onder te kunnen reiken om onderdelen te installeren. Ze kunnen nog effectiever worden gemaakt door ze uit te rusten met visiesystemen.
Toepassing van robots in de assemblage
Bron: Unsplash
Assemblagelijnen verschillen van sector tot sector wat betreft de onderdelen die worden geassembleerd en de andere processen die daarbij betrokken zijn. Hierdoor worden in elk type assemblagelijn verschillende soorten assemblagerobots op unieke wijze toegepast. Hieronder volgen voorbeelden van hoe assemblagerobots worden toegepast.
Assembleren van elektronische micro-onderdelen - de interne onderdelen van elektronische apparaten bestaan uit een reeks micro-onderdelen die moeilijk te volgen zijn voor het menselijk oog. Ze zijn nog moeilijker te assembleren, vooral in complexe opstellingen zoals printplaten. Het is daarom effectiever om assemblagerobots te gebruiken zoals SCARA en deltarobots die kleine onderdelen met gemak en precisie kunnen hanteren.
Auto-assemblage – auto's bestaan uit honderden onderdelen die in grootte variëren. Auto-assemblage wordt daarom gedaan via een robot-assemblagesysteem waarbij verschillende onderdelen in fasen worden geïnstalleerd. Gezien de hoeveelheid manoeuvres die nodig is om in de carrosserie van een auto te reiken om onderdelen te installeren, worden gelede robotarmen het meest gebruikt voor dit type assemblage.
Zelfklevende montage – dit is een vorm van assemblage waarbij delen van een product met elkaar moeten worden verbonden met behulp van industriële lijm. Het kan riskant zijn voor het personeel om dergelijke dampen in te ademen of als hun huid in contact komt met dergelijke lijmen. Om deze reden kunnen assemblagerobots zoals SCARA worden gebruikt om de lijm af te geven, terwijl een andere uitgerust met een grijper de onderdelen verderop in de assemblagelijn kan samenvoegen.
Cleanroom-assemblage - medische hulpmiddelen zoals kunstheupen en behandelinstrumenten moeten in steriele omgevingen en met hoge nauwkeurigheid worden vervaardigd. Robotarmen die gesteriliseerd zijn en bescherming tegen binnendringing hebben voor eenvoudige reiniging, zijn geschikt voor dit soort productie. Ze zijn veel gemakkelijker om steriele omstandigheden te handhaven en in tegenstelling tot mensen hebben ze geen dagelijkse hygiënekleding nodig.
Voordelen van assemblagerobots
Bron: Pixabay
Hoge snelheid – hoe langer het duurt om een producteenheid te assembleren, hoe hoger de productiekosten. Bovendien kunnen lange productietijden uw toeleveringsketen vertragen. Assemblagerobots werken veel sneller dan menselijke arbeid en zorgen ervoor dat uw productielijn de klok rond blijft draaien.
Precisie – slecht gemonteerde onderdelen resulteren in een product van slechte kwaliteit. Een pijpklep die bijvoorbeeld nauw in elkaar is gezet, zou gaan lekken als deze bij de consument aankomt. De mechanische nauwkeurigheid van assemblagerobots elimineert dergelijke productiefouten.
Kostenefficiëntie - één assemblagerobot zet productcomponenten sneller en nauwkeuriger in elkaar dan een paar menselijke werknemers. Hoewel de initiële kosten van een robot hoog kunnen zijn, is het op de lange termijn veel goedkoper dan een opgeblazen en terugkerende loonstrook. Minder fouten verminderen ook de verspilling, wat u eveneens geld bespaart op het productiefront.
Standaardisatie van kwaliteit - de hoge herhaalbaarheid van assemblagerobots levert eindproducten op die identiek zijn in ontwerp en kwaliteit. Dit is belangrijk omdat het uw producten consistentie geeft in tegenstelling tot het vertrouwen op menselijke arbeid waar elke werknemer verschillende niveaus van vaardigheden heeft.
Verbeterde veiligheid – assemblageprocessen kunnen op talloze manieren riskant zijn voor personeel. Het tillen van zware componenten, het aanbrengen van lijm, het aan elkaar spijkeren van onderdelen en soortgelijke processen kunnen op elk moment misgaan. Door deze taken toe te wijzen aan assemblagerobots kunnen werknemers veiligere, meer lonende en minder inspannende verantwoordelijkheden op zich nemen.
Nadelen van assemblagerobots
Bron: Pixabay
Verlies van banen – wanneer taken die eerst handmatig werden uitgevoerd, geautomatiseerd worden, stappen sommige werknemers over naar andere functies, maar de meesten worden overbodig. Dit verlies van middelen van bestaan is de reden dat veel mensen het idee afwijzen dat robotica verder komt dan het al is.
Veiligheidskwesties - assemblagerobots voor grote onderdelen zoals die voor grote elektronica of voertuigen vereisen voldoende vloeroppervlak, niet alleen om te passen, maar ook voor de veiligheid. Tenzij ze collaboratieve robots met veiligheidssensoren zou het gevaarlijk zijn voor werknemers om in nauwe ruimtes met montagerobots te werken. Botsingen en andere ongelukken kunnen op elk moment plaatsvinden als er geen veilige afstand wordt aangehouden. Dit kan u er ook van weerhouden om ze op te nemen als uw fabriek niet groot is.
Hoge investeringskosten - de voordelen van assemblagerobots zijn onmiskenbaar, maar de kosten kunnen ook behoorlijk hoog zijn. Dergelijke kosten omvatten niet alleen de kosten van de aankoop, maar ook die van het reguliere onderhoud en de verliezen die worden geleden tijdens onverwachte uitvaltijden.
Conclusie
Er is veel winst te behalen door te investeren in assemblagerobots. De winst kan echter alleen worden gerealiseerd als u de juiste robot voor uw opstelling kiest. Een gecertificeerde vinden fabrikant van assemblagerobots dat duurzame eenheden van hoge kwaliteit biedt, kan uw overdracht naar geautomatiseerde assemblage veel soepeler maken.