Источник: ec.europa.eu
Сборка является важной частью производственных процессов. Это предпоследний этап, на котором компоненты продукта, которые были произведены отдельно, собираются вместе, чтобы сделать его завершенным. Это процесс «сделай или сломай», который часто определяет разницу между продуктами, прошедшими проверку качества, и бракованными единицами.
Учитывая важность правильной сборки, очень важно, чтобы она выполнялась с высокой точностью. Фабрики, с другой стороны, предпочитают, чтобы это делалось быстро, чтобы сэкономить на затратах и поддерживать высокий уровень производства. Из этой необходимости возникла сборочные роботы. Если вы планируете инвестировать в некоторые из них, вот все, что вам нужно знать о том, почему и как их можно применять.
Что такое конвейерные роботы?
Источник: Pixabay
Робот сборочной линии — это запрограммированная машина, которая используется для соединения составных частей продукта в одно целое. По сравнению с человеческим трудом роботы-сборщики быстры и обладают механической точностью, на которую люди, возможно, не способны. Другие факторы, такие как их способность выдерживать более высокие полезные нагрузки при сборке крупных деталей, также делают сборочных роботов основополагающими в производстве.
Сборочный робот состоит из следующих частей:
Рука-робот для сборочной линии — это гибкий манипулятор, который используется в качестве замены человеческой руки для подъема и размещения собираемых деталей. Этот тип рук-роботов разработан с различной грузоподъемностью и досягаемостью, что делает их пригодными для сборки различных изделий.
Рабочий орган- Конечный эффектор — это инструмент, прикрепленный к концу манипулятора сборочного робота, чтобы он мог поднимать детали, которые должны быть собраны. Они различаются по конструкции в зависимости от детали. Примеры включают захваты, дозаторы клея и всасывающие инструменты, используемые для обработки стекла.
Датчики — датчики управляют сборочными роботами, определяя такие параметры, как силу, которую следует приложить при установке детали, или как ее следует расположить.
Системы технического зрения- системы зрения обычно устанавливаются ближе к концу манипулятора сборочного робота. Они помогают сделать его более точным, поскольку позволяют манипулятору робота «видеть» деталь и место ее расположения.
Из чего состоят роботизированные сборочные системы?
A роботизированная система сборки включает в себя ряд конвейерных роботов, которые работают в тандеме для сборки единиц продукции. Обычно это применимо, когда продукт имеет разные размеры и формы компонентов, поскольку для их обработки потребуются разные сборочные роботы. Конвейерная система пропускает собираемый узел от одного этапа сборки к другому.
Примером этого может быть сборка автомобилей. Один и тот же робот не может эффективно обрабатывать такие детали, как автомобильные сиденья и ветровые стекла. Таким образом, один набор роботов будет устанавливать автомобильное сиденье, а далее по сборочной системе другой набор сборочных роботов будет устанавливать ветровое стекло.
Хотя все роботы в сборочной системе предназначены для сборки, они не обязательно могут быть идентичными. Их полезная нагрузка и досягаемость могут различаться в зависимости от деталей, с которыми они работают. Конечные исполнительные органы, которыми они оснащены, также выбираются в соответствии с их задачей.
Типы роботов сборочной линии
Различные типы роботов подходят для уникальных типов процессов сборки. Это зависит от того, сколько у них степеней свободы и полезной нагрузки, с которой они могут работать. Таким образом, основные типы манипуляторов, используемых в качестве сборочных роботов, включают:
SCARA роботы
SCARA роботы гибкие по оси XY и жесткие по оси Z. Это делает их идеальными для процессов сборки, когда они могут брать детали с одной стороны и собирать их с другой в параллельной плоскости. Они покрывают широкую цилиндрическую рабочую зону и могут выдерживать значительные полезные нагрузки. К другим преимуществам использования робота SCARA для сборки относятся:
Высокая скорость, потому что их компактные рычаги борются с меньшим крутящим моментом
Имеют высокую точность и повторяемость.
Они могут эффективно обрабатывать мелкие детали
Дельта Роботс
Дельта-роботы состоит из трех манипуляторов треугольной формы, установленных на основании, причем каждый манипулятор приводится в действие собственным серводвигателем. Когда дельта-робот используется на сборочной линии, он монтируется над головой. Это обеспечивает большую устойчивость манипуляторов робота и снижает крутящий момент, который они испытывают при подъеме деталей во время сборки. В результате они работают очень быстро и очень точно, особенно когда они оснащены датчиками.
Учитывая их структуру, роботы Delta могут обрабатывать только небольшие полезные нагрузки. Возможно, поэтому их только недавно начали использовать на сборочных линиях. Несмотря на это, они очень эффективны при сборке небольших компонентов, таких как экраны мобильных телефонов или крышки, среди прочего.
Шарнирно-сочлененные роботы
Шарнирные руки робота имеют несколько вращательных суставов, которые позволяют им изгибаться в разных направлениях. Именно эта высокая гибкость используется, когда они используются для сложных процессов сборки. Они особенно эффективны там, где детали необходимо поворачивать или маневрировать во время установки.
Из-за множества соединений в своей конструкции шарнирные манипуляторы роботов немного медленнее по сравнению с другими роботами. Тем не менее, то, что им не хватает в скорости, они компенсируют способностью работать с большими полезными нагрузками, покрывать большие рабочие зоны и устанавливать детали сверху и снизу. Их также можно сделать еще более эффективными, оснастив их системами технического зрения.
Применение роботов в сборке
Источник: Unsplash
Сборочные линии различаются от одной отрасли к другой с точки зрения собираемых деталей и других задействованных процессов. Следовательно, разные типы сборочных роботов применяются уникальным образом на каждом типе сборочной линии. Ниже приведены примеры применения роботов-сборщиков.
Сборка электронных микродеталей — внутренние части электронных устройств состоят из серии микродеталей, которые человеческому глазу было бы трудно отслеживать. Их еще сложнее собирать, особенно в сложных конструкциях, таких как печатные платы. Поэтому более эффективно использовать сборочных роботов, таких как SCARA и дельта-роботы, которые могут легко и точно обрабатывать мелкие детали.
Сборка автомобилей – автомобили состоят из сотен деталей разного размера. Таким образом, сборка автомобилей осуществляется с помощью роботизированной сборочной системы, в которой различные детали устанавливаются поэтапно. Учитывая объем маневрирования, необходимый для проникновения внутрь корпуса автомобиля для установки деталей, для этого типа сборки чаще всего используются шарнирные роботизированные руки.
Клеевая сборка – это тип сборки, при котором части изделия должны соединяться друг с другом с помощью промышленного клея. Вдыхание таких паров или контакт их кожи с такими клеями может быть рискованным для персонала. По этой причине сборочные роботы, такие как SCARA, могут использоваться для нанесения клея, в то время как другой робот, оснащенный захватом, может соединять детали дальше по сборочной линии.
Сборка в чистых помещениях — медицинские приборы, такие как искусственные бедра и лечебные инструменты, должны изготавливаться в стерильных условиях и с высокой точностью. Для такого рода производства подходят стерилизованные роботизированные руки с защитой от проникновения для легкой очистки. Их гораздо легче поддерживать в стерильных условиях, и в отличие от людей им не требуется ежедневное гигиеническое снаряжение.
Преимущества сборочных роботов
Источник: Pixabay
Высокая скорость – чем больше времени требуется для сборки единицы продукции, тем выше себестоимость производства. Более того, длительное время производства может задержать вашу цепочку поставок. Сборочные роботы работают намного быстрее, чем человеческий труд, и поддерживают вашу производственную линию в рабочем состоянии круглосуточно.
Точность – плохо собранные детали приводят к общему низкому качеству продукта. Например, трубный клапан, который был тщательно собран, в конечном итоге даст течь, когда попадет к потребителю. Механическая точность сборочных роботов исключает такие производственные ошибки.
Эффективность затрат — один сборочный робот собирает компоненты продукта быстрее и точнее, чем несколько рабочих-людей. Хотя первоначальная стоимость робота может быть высокой, в долгосрочной перспективе он намного дешевле, чем раздутый и повторяющийся фонд заработной платы. Меньшее количество ошибок также сокращает отходы, что в равной степени экономит ваши деньги на производственном фронте.
Стандартизация качества — высокая повторяемость сборочных роботов позволяет получать готовые изделия, идентичные по конструкции и качеству. Это важно, поскольку обеспечивает единообразие ваших изделий, в отличие от человеческого труда, где каждый работник имеет разный уровень навыков.
Повышение безопасности — процессы сборки могут быть рискованными для персонала множеством способов. Подъем тяжелых компонентов, нанесение клея, сбивание деталей вместе и подобные процессы могут пойти не так в любой момент. Поручив эти задачи сборочным роботам, рабочие могут взять на себя более безопасные, более полезные и менее напряженные обязанности.
Недостатки сборочных роботов
Источник: Pixabay
Потеря работы — когда задачи, которые изначально выполнялись вручную, становятся автоматизированными, некоторые сотрудники переходят на другие должности, но большинство из них оказываются ненужными. Эта потеря средств к существованию — причина, по которой многие люди противятся идее дальнейшего развития робототехники.
Вопросы безопасности — сборочные роботы для крупных деталей, например, для крупных электронных устройств или транспортных средств, требуют достаточно места на полу не только для размещения, но и для обеспечения безопасности. Если только они не коллаборативные роботы с датчиками безопасности для рабочих было бы опасно работать в тесном контакте со сборочными роботами. Столкновения и другие несчастные случаи могут произойти в любое время, если не соблюдать безопасную дистанцию. Это также может помешать вам включить их, если ваша фабрика невелика.
Высокие инвестиционные затраты - преимущества сборочных роботов неоспоримы, но их стоимость также может быть довольно высокой. Такие затраты включают не только стоимость покупки, но и расходы на регулярное обслуживание и убытки, возникающие во время непредвиденных простоев.
Заключение
Инвестируя в роботов-сборщиков, можно получить очень многое. Тем не менее, прибыль может быть реализована только в том случае, если вы выберете правильного робота для своей установки. Поиск сертифицированного производитель сборочных роботов который предлагает надежные высококачественные узлы, может также сделать вашу коробку передач в автоматизированной сборке намного более плавной.