Прямой ответ: При обслуживании станков с использованием одного общего робота скорость манипулятора редко является ограничивающим фактором. Манипулятор неподвижен, поэтому расстояние между станками, их ориентация и высота загрузочного отверстия определяют, доступны ли вообще все рабочие станции. После этого темп работы задают сами станки, поскольку более быстрый манипулятор все еще ожидает завершения резки, а ограждение определяет, как операторы будут продолжать добираться до деталей.
Для кого это: Данное руководство предназначено для инженеров-технологов и руководителей предприятий, рассматривающих возможность использования одного робота для обслуживания двух или более станков, где экономическое обоснование заключается в совместном использовании одной манипуляторной руки на нескольких существующих станках.
Объем: В нем рассматривается, как компоновка станка, поведение ожидающих и наличие ограждения определяют целесообразность использования общего манипулятора, а также какие доказательства должны быть представлены в каждом судебном решении. В нем не рассматриваются детали конструкции захвата, электрооборудование для модернизации станков или процесс резки внутри станков.
Почему скорость робота редко является ограничивающим фактором
Использование одного робота на нескольких машинах — привлекательный вариант, и его преимущества очевидны: одна рука распределяется между двумя или тремя машинами вместо одной. Однако именно с этого обычно и начинается исследование, и это, как правило, неподходящее место для проверки этой идеи.
На видеозаписи манипулятор перемещается между двумя положениями станков внутри ограждения, захватывая и размещая деталь в каждом из них. Однако наиболее наглядно в этой последовательности показано не движение, а пауза: большую часть цикла манипулятор находится в режиме ожидания, поскольку станки работают, и ему нечего делать.
Это обычная ситуация при обслуживании станков, и она меняет контекст вопроса. Полезные вопросы заключаются в том, может ли манипулятор достичь каждой станции, кто кого ждет при возникновении конфликтов запросов и как люди все еще могут добраться до станков, когда их окружает забор.
По оценкам ISO-10218 2: 2025Оценка относится к применению робота, а не только к самому роботу, что соответствует тому, как подобные ячейки выходят из строя в коммерческих целях. Они редко выходят из строя из-за медленной работы манипулятора. Они выходят из строя из-за невозможности дотянуться до машины, из-за того, что две машины завершили работу одновременно, или из-за того, что рутинная задача превращается в процедуру с ограниченным доступом.
Достижение цели предшествует времени цикла
У неподвижного манипулятора фиксированный рабочий объем, и каждая обслуживаемая им машина должна размещать свой загрузочный порт внутри этого объема в положении, которое захватное устройство действительно может использовать. Расстояние между портами, ориентация, угол открытия двери и высота порта — все это учитывается при проверке, как и все остальное, что может помешать: конвейеры для стружки, резервуары с охлаждающей жидкостью, шкафы управления, положение поддонов.
Именно поэтому компоновку оборудования для обслуживания станков нельзя определить заранее и передать позже. В уже существующем цехе станки обычно уже установлены, и честный результат проверки вылет стрелы иногда показывает, что один из них приходится перемещать, или что идея использования одного манипулятора работает только на двух из трех обсуждаемых станков.
На практике проверка досягаемости, выполненная на чертеже компоновки с учетом реальной рабочей зоны захвата, решает большинство этих проблем за один день, и это единственный этап, который нельзя будет переделать позже. Если до станции не удается дотянуться, ни один из вариантов захвата не изменит ситуацию, и никакое программирование тоже не поможет.
Машины задают темп.
После того как радиус действия определен, ценность ячейки определяется поведением в режиме ожидания. В тех случаях, когда обработка на станке занимает много времени по сравнению с загрузкой и выгрузкой, манипулятор простаивает большую часть цикла, и более быстрый манипулятор ничего не дает. В тех случаях, когда обработка занимает мало времени, манипулятор становится узким местом, и аргументы в пользу его совместного использования ослабевают.
Неудобный промежуточный случай в обслуживании станков — это станки с похожим временем обработки, поскольку их запросы поступают одновременно. В этом случае ячейке необходимо установить правило постановки в очередь и найти место для детали, которой еще некуда деваться. Это вопрос буферизации и последовательности действий, а не робототехники, и на него отвечает таблица времени обработки, загрузки и выгрузки, а не техническая спецификация.
По оценкам ISO-13849 1: 2023Компоненты системы управления, отвечающие за безопасность, проектируются с учетом уровня производительности, определяемого на основе оцененного риска, поэтому схема блокировки между манипулятором и каждой машиной относится к данному обсуждению, а не к вводу в эксплуатацию. Составление такой таблицы — самый быстрый способ проверить предложение по совместному использованию манипулятора. Обычно это показывает либо то, что машины достаточно дополняют друг друга, чтобы комфортно использовать один манипулятор, либо то, что они достаточно часто сталкиваются, так что ячейке требуются буферы, что изменяет стоимость и площадь, предусмотренную в предложении.
Таблица решений: что оправдывает компоновка с общим рычагом?
В таблице показано, что можно оправдать с помощью определенной компоновки и заданных сроков обработки, сопоставив это с доказательствами, которые поставщик еще должен предоставить.
| Доказательства из заявления | Выбор, который он оправдывает | Доказательства, которые вы все еще должны. |
|---|---|---|
| Длительная обработка на станке, короткие сроки загрузки и выгрузки, стабильный ассортимент деталей. | Одна общая рука, обслуживающая группу, рассчитана скорее на дальность действия, чем на скорость. | Проверка досягаемости на каждом погрузочном терминале с помощью реального захвата, а также анализ столкновений при открытых дверях. |
| Примерно одинаковое время обработки на разных машинах, частые одновременные запросы. | Общий манипулятор, буферные позиции и явное правило организации очереди. | Таблица времени обработки, загрузки, разгрузки и допустимого времени ожидания для каждой машины. |
| Одна машина находится за пределами рабочего объема любого допустимого положения манипулятора. | Либо переместить этот компьютер, либо исключить его из общей группы. | Исследование планировки с указанием стоимости перемещения и перерасчет стоимости в упрощенном варианте. |
| Частое ручное вмешательство в работу оборудования в течение каждой смены. | Перед выбором манипулятора необходимо продумать схему доступа, поскольку огороженный вход меняет привычный порядок работы. | Процедура ввода данных с условиями остановки и перезапуска, а также подсчет количества вводимых данных за смену. |
После установки забора доступ изменится.
На видеозаписи видно, что манипулятор и обслуживаемые им станки окружены ограждением. Эта граница необходима, и она также меняет повседневную работу таким образом, который редко отражается в бизнес-плане. Загрузка прутка, замена вставки, удаление стружки и проверка размеров были обычными действиями до установки ограждения; после него каждое из них проходит через дверь и упор.
По оценкам ISO 12100: 2010Снижение рисков начинается на этапе проектирования, а не на этапе ограждения, и именно вопросы доступа призвана решать конструкция ограждения. Решение о том, какие задачи остаются за ограждением, какие требуют доступа, и как долго оборудование простаивает при каждом входе, должно обсуждаться на этапе планирования, а не после установки.
На этапе отбора стоит четко обозначить этот момент, поскольку ответы сильно различаются в зависимости от цеха. Ячейка, в которую заходят два раза в неделю, и ячейка, в которую заходят несколько раз за смену, выглядят одинаково на чертеже планировки и ведут себя совершенно по-разному, и именно разница обычно определяет, будут ли операторы работать непосредственно в ячейке или рядом с ней.
Что доказывает и что не доказывает видеозапись
Видеоматериалы наглядно демонстрируют процесс. Шестиосевой манипулятор работает внутри ограждения между двумя рабочими местами станка, перемещая детали с помощью захвата, при этом внутри корпуса находятся стеллаж с деталями и шкаф управления. Это наглядные примеры работы.
Это ничего не доказывает о времени цикла, коэффициенте использования, производительности или окупаемости, которые обеспечивает использование манипулятора с общим приводом. Эти параметры зависят от времени обработки и состава деталей на ваших собственных станках, и никакое видео их не предоставляет. EVST четко указывает эти границы, чтобы сравнение предложений проводилось на основе одних и тех же данных, а не на основе количества просмотров.
Такое разделение также делает видимым оставшийся объем работы. После обработки видеоматериалов остаются проверка дальности действия, таблица синхронизации и план доступа, и именно эти три результата должны содержаться в серьезном предложении по созданию общей стрелы, прежде чем будут согласованы какие-либо критерии приемки.
Что следует включить в запрос?
Укажите оборудование: тип, положение и высоту загрузочного порта, режим работы дверей, а также возможность подачи сигналов, необходимых для общего манипулятора. Добавьте время обработки, загрузки и разгрузки для каждого оборудования, а также ассортимент деталей, обрабатываемых на них. На этом этапе также важна общая схема автоматизации, поскольку общий манипулятор рассматривается наряду с другими вариантами, такими как... Обзор роботизированного обслуживания станков корпуса, специализированные загрузчики или автоматизированные системы сварки на этапе изготовления.
Затем укажите, что поставщику еще предстоит доказать: проверку досягаемости на каждом загрузочном порту с использованием реального захвата, исследование временных характеристик, охватывающее одновременные запросы, и план доступа с указанием частоты входа и условий остановки. Добавьте план помещения с отмеченными препятствиями, поскольку общий манипулятор конкурирует за пространство с конвейерами для стружки, резервуарами с охлаждающей жидкостью и местами для поддонов, и отметьте, рассматривается ли зона для коллаборативных роботов в качестве альтернативы огороженной площадке, поскольку это полностью меняет решение по доступу.
Часто задаваемые вопросы
Сколько машин может обслуживать один робот?
Единого общего числа нет. Это зависит от того, находятся ли все загрузочные порты в пределах одного рабочего объема, и от того, как часто машины одновременно запрашивают манипулятор. Две машины с длительными, взаимодополняющими циклами обработки могут комфортно использовать один манипулятор; три машины с аналогичными короткими циклами часто не могут.
Улучшает ли более быстрый робот цикл?
Обычно нет. Там, где обработка на станке занимает много времени по сравнению с загрузкой и разгрузкой, манипулятор и так находится в режиме ожидания, а более быстрый манипулятор просто будет ждать дольше. Скорость имеет значение только тогда, когда манипулятор становится узким местом, что ослабляет аргумент в пользу его совместного использования.
Что изменится, когда мы огородим клетку?
Рутинные задачи превращаются в задачи с ограниченным доступом. Загрузка материала, смена инструмента, удаление стружки и проверка размеров — все это проходит через дверь, и каждый вход останавливает манипулятор, а зачастую и станки. Подсчет этих входов за смену во время комплектации позволяет избежать создания замкнутого рабочего пространства, которое люди вынуждены обходить стороной.
Показывает ли видеозапись, какой эффект мы получим от использования этой технологии?
Нет. На видео показан манипулятор, перемещающий детали между двумя позициями станка внутри ограждения. Коэффициент использования и окупаемость зависят от времени обработки и ассортимента деталей, и оба показателя должны рассчитываться исходя из этих данных, а не по видеозаписи.
Исходные данные проекта для рассмотрения заявки.
Отправьте следующую информацию, и случай с использованием одного плеча будет проверен, а не оценен:
- Список оборудования с указанием положения загрузочного порта, высоты и режима работы двери.
- время обработки, время загрузки и разгрузки на каждом станке, а также ассортимент деталей, обрабатываемых на них.
- План помещения с указанием препятствий, расположения шкафов и поддонов.
- интерфейсные сигналы, которые может подавать каждая машина и которые необходимо модернизировать.
- Как часто людям приходится прикасаться к оборудованию во время смены и для чего?
Если вы рассматриваете возможность использования одного робота на нескольких станках, отправьте список станков с указанием геометрии загрузочных портов, времени обработки и погрузки, плана помещения с препятствиями, доступных сигналов интерфейса и частоты, с которой операторам необходимо добираться до станков. Затем предложение можно будет протестировать на дальность действия, время ожидания и доступ, а не на скорость манипулятора. Дополнительная информация: решения для автоматизированных сварочных систем, диапазон коллаборативных роботов.