Zdroj: ec.europa.eu
Montáž je dôležitou súčasťou priemyselných procesov. Je to predposledný krok, v ktorom sa komponenty produktu, ktoré boli vyrobené samostatne, spájajú, aby bol kompletný. Je to proces výroby alebo rozbitia, ktorý často robí rozdiel medzi výrobkami, ktoré prejdú testom kvality a vylúčenými jednotkami.
Vzhľadom na dôležitosť správnej montáže je nevyhnutné, aby bola vykonaná s vysokou presnosťou. Na druhej strane továrne uprednostňujú, aby sa to urobilo rýchlo, aby sa ušetrili náklady a udržalo sa vysoké tempo výroby. Z tejto nevyhnutnosti vzišla montážne roboty. Ak zvažujete investíciu do niektorých, tu je všetko, čo potrebujete vedieť, prečo a ako ich možno použiť.
Čo sú to roboty montážnej linky?
Zdroj: Pixabay
Robot montážnej linky je naprogramovaný stroj, ktorý sa používa na spojenie základných častí produktu do jedného. V porovnaní s ľudskou prácou sú montážne roboty rýchle a majú mechanickú presnosť, ktorú ľudia nemusia byť schopní dosiahnuť. Ďalšie faktory, ako je ich schopnosť zvládnuť vyššie užitočné zaťaženie pri montáži veľkých dielov, tiež robia montážne roboty základom vo výrobe.
Montážny robot sa skladá z nasledujúcich častí:
Robotické rameno montážnej linky – ide o flexibilný manipulátor, ktorý sa používa ako náhrada ľudského ramena na zdvíhanie a umiestňovanie montovaných dielov. Tento typ robotických ramien je navrhnutý s rôznymi schopnosťami užitočného zaťaženia a dosahu, aby boli vhodné na montáž rôznych produktov.
Koncový efektor - koncový efektor je nástroj pripevnený ku koncu ramena montážneho robota, ktorý mu umožňuje zdvihnúť diely, ktoré sa majú zmontovať. Líšia sa dizajnom na základe dielu. Príklady zahŕňajú chápadlá, dávkovače lepidla a sacie nástroje používané na manipuláciu so sklom.
Senzory – senzory usmerňujú montážne roboty zisťovaním parametrov, ako napríklad toho, akú silu by mali vyvinúť pri inštalácii dielu alebo ako ho umiestniť.
Systémy videnia - systémy videnia sa zvyčajne inštalujú blízko konca ramena montážneho robota. Pomáhajú to spresniť, pretože umožňujú ramenu robota „vidieť“ diel a kam ho umiestniť.
Z čoho pozostávajú robotické montážne systémy?
A robotický montážny systém zahŕňa sériu robotov na montážnej linke, ktoré pracujú v tandeme pri zostavovaní produktových jednotiek. Toto je zvyčajne použiteľné, keď má výrobok rôzne veľkosti a tvary komponentov, pretože by si ich vyžadovali rôzne montážne roboty. Systém typu dopravníka prechádza montovanou jednotkou z jednej fázy montáže do ďalšej.
Príkladom môže byť montáž vozidla. Časti, ako sú autosedačky a čelné sklá, nedokáže efektívne zvládnuť ten istý robot. Sada robotov by ako taká inštalovala sedadlo vozidla a ďalej v montážnom systéme by iná sada montážnych robotov inštalovala čelné sklo.
Aj keď sú všetky roboty v montážnom systéme navrhnuté na montáž, nemusia byť nevyhnutne identické. Ich užitočné zaťaženie a dosah sa môžu líšiť v závislosti od dielov, s ktorými manipulujú. Koncové efektory, ktorými sú vybavené, sú tiež zvolené tak, aby zodpovedali ich úlohe.
Typy robotov montážnej linky
Rôzne typy robotov sú vhodné pre jedinečné typy montážnych procesov. To závisí od toho, koľko stupňov voľnosti majú a od užitočného zaťaženia, ktoré dokážu zvládnuť. Medzi hlavné typy robotických ramien používaných ako montážne roboty teda patria
Roboty SCARA
Roboty SCARA sú ohybné na osi XY a tuhé na osi Z. Vďaka tomu sú ideálne pre montážne procesy, kde môžu vyberať diely na jednej strane a montovať ich na druhú pozdĺž rovnobežnej roviny. Pokrývajú široký valcový pracovný priestor a dokážu zvládnuť veľké užitočné zaťaženie. Medzi ďalšie výhody použitia robota SCARA na montáž patria:
Vysoká rýchlosť, pretože ich kompaktné ramená zápasia s menším krútiacim momentom
Majú vysokú presnosť a opakovateľnosť
Dokážu efektívne manipulovať s malými dielmi
Roboty Delta
Delta roboty pozostáva z troch robotických ramien v tvare trojuholníka namontovaných na základni, pričom každé rameno je poháňané vlastným servomotorom. Keď sa delta robot aplikuje na montážnej linke, je namontovaný nad hlavou. To poskytuje ramenám robota väčšiu stabilitu a znižuje množstvo krútiaceho momentu, ktorý zažívajú pri zdvíhaní dielov počas montáže. Vďaka tomu pracujú extrémne rýchlo a sú vysoko presné, najmä ak sú vybavené senzormi.
Roboty Delta zvládnu vzhľadom na svoju štruktúru len malé užitočné zaťaženie. To je možno dôvod, prečo sa len nedávno začali používať na montážnych linkách. Napriek tomu sú veľmi efektívne pri montáži malých komponentov, ako sú okrem iného obrazovky mobilných telefónov alebo kryty.
Kĺbové roboty
Kĺbové ramená robota majú viacero otočných kĺbov, ktoré im umožňujú ohýbať sa v rôznych smeroch. Je to práve táto vysoká flexibilita, ktorá sa využíva pri ich použití na zložité montážne procesy. Sú obzvlášť účinné tam, kde je potrebné počas inštalácie otáčať alebo manévrovať.
Vďaka viacnásobným kĺbom v ich štruktúre sú kĺbové ramená robotov o niečo pomalšie v porovnaní s inými robotmi. Avšak to, čo im chýba v rýchlosti, kompenzujú tým, že dokážu zvládnuť veľké užitočné zaťaženie, pokryť veľké pracovné priestory a natiahnuť sa nad a pod na inštaláciu dielov. Rovnako tak môžu byť ešte efektívnejšie, ak ich vybavíte systémami videnia.
Aplikácia robotov pri montáži
Zdroj: Unsplash
Montážne linky sa v jednotlivých odvetviach líšia z hľadiska montovaných dielov a iných súvisiacich procesov. V dôsledku toho sa rôzne typy montážnych robotov používajú jedinečne v každom type montážnej linky. Nasledujú príklady použitia montážnych robotov.
Zostavenie elektronických mikrosúčiastok – vnútorné časti elektronických zariadení pozostávajú zo série mikročastí, ktoré by ľudské oko len ťažko sledovalo. Je ešte ťažšie ich zostaviť, najmä v zložitých usporiadaniach, ako sú dosky plošných spojov. Je teda efektívnejšie používať montážne roboty ako SCARA a delta roboty, ktoré dokážu s ľahkosťou a presnosťou manipulovať s malými dielmi.
Automobilová montáž – autá sú vyrobené zo stoviek dielov, ktoré sa líšia veľkosťou. Automobilová montáž sa teda vykonáva prostredníctvom robotického montážneho systému s rôznymi dielmi, ktoré sa inštalujú postupne. Vzhľadom na množstvo manévrovania, ktoré je potrebné na dosiahnutie vnútra škrupiny automobilu pri inštalácii dielov, sú pre tento typ montáže najčastejšie používané kĺbové ramená robotov.
Lepiaca zostava – ide o typ montáže, pri ktorej sa časti výrobku musia spojiť pomocou priemyselného lepidla. Pre ľudský personál môže byť riskantné vdychovať takéto výpary alebo ak by sa ich pokožka dostala do kontaktu s takýmito lepidlami. Z tohto dôvodu možno na dávkovanie lepidla použiť montážne roboty, ako je SCARA, zatiaľ čo ďalší robot vybavený chápadlom môže spájať diely ďalej na montážnej linke.
Montáž v čistých priestoroch – lekárske zariadenia, ako sú umelé bedrá a liečebné nástroje, sa musia vyrábať v sterilnom prostredí a s vysokou presnosťou. Pre tento druh výroby sú vhodné robotické ramená, ktoré sú sterilizované a majú ochranu proti vniknutiu pre ľahké čistenie. Oveľa ľahšie sa v nich udržiava sterilné podmienky a na rozdiel od ľudí nevyžadujú každý deň hygienické vybavenie.
Výhody montážnych robotov
Zdroj: Pixabay
Vysoká rýchlosť – čím dlhšie trvá zostavenie jednotky výrobku, tým vyššie sú výrobné náklady. Navyše dlhé výrobné časy môžu oneskoriť váš dodávateľský reťazec. Montážne roboty pracujú oveľa rýchlejšie ako ľudská práca a udržujú vašu výrobnú linku v chode po celý čas.
Presnosť – zle zmontované diely vedú k celkovo nízkej kvalite produktu. Napríklad potrubný ventil, ktorý je tesne zložený, by skončil netesný, keď by sa dostal k spotrebiteľovi. Mechanická presnosť montážnych robotov takéto výrobné chyby eliminuje.
Efektivita nákladov – jeden montážny robot poskladá komponenty produktu rýchlejšie a presnejšie, ako to dokáže niekoľko ľudských pracovníkov. Hoci počiatočné náklady na robota môžu byť vysoké, z dlhodobého hľadiska je to oveľa lacnejšie ako nafúknuté a opakujúce sa mzdy. Menej chýb tiež znižuje plytvanie, čo vám rovnako šetrí peniaze vo výrobe.
Štandardizácia kvality – vysoká opakovateľnosť montážnych robotov prináša hotové produkty, ktoré sú dizajnovo a kvalitatívne identické. Je to dôležité, pretože to dáva vašim produktom konzistentnosť, nie spoliehanie sa na ľudskú prácu, každý pracovník má rôzne úrovne zručností.
Vylepšená bezpečnosť – montážne procesy môžu byť pre zamestnancov riskantné mnohými spôsobmi. Zdvíhanie ťažkých komponentov, nanášanie lepidiel, zbíjanie dielov dohromady a podobné procesy sa môžu kedykoľvek pokaziť. Zadaním týchto úloh montážnym robotom môžu pracovníci prevziať bezpečnejšie, prospešnejšie a menej namáhavé povinnosti.
Nevýhody montážnych robotov
Zdroj: Pixabay
Strata zamestnania – keď sa úlohy, ktoré boli pôvodne vykonávané manuálne, zautomatizujú, niektorí zamestnanci prejdú na iné pozície, no väčšina skončí nadbytočnými. Táto strata živobytia je dôvodom, prečo mnohí ľudia nesúhlasia s myšlienkou, že robotika napreduje ešte ďalej, ako doteraz.
Bezpečnostné problémy – montážne roboty pre veľké diely, ako sú tie, ktoré sa používajú pre veľkú elektroniku alebo vozidlá, vyžadujú dostatok priestoru nielen na to, aby sa zmestili, ale aj kvôli bezpečnosti. Pokiaľ nie sú kolaboratívne roboty s bezpečnostnými senzormi by bolo pre pracovníkov nebezpečné pracovať v tesnej blízkosti montážnych robotov. Pri nedodržaní bezpečnej vzdialenosti môže kedykoľvek dôjsť ku kolízii a iným nehodám. To vám môže tiež brániť v ich začlenení, ak vaša továreň nie je veľká.
Vysoké investičné náklady – výhody montážnych robotov sú nepopierateľné, ale aj ich náklady môžu byť dosť vysoké. Takéto náklady zahŕňajú nielen náklady na nákup, ale aj náklady na pravidelnú údržbu a straty, ktoré vzniknú počas neočakávaných odstávok.
Záver
Investíciou do montážnych robotov sa dá veľa získať. Zisky však možno dosiahnuť iba vtedy, ak si pre svoje nastavenie vyberiete správneho robota. Nájdenie certifikovaného výrobca montážnych robotov ktorý ponúka odolné vysokokvalitné jednotky by rovnako mohol urobiť vašu prevodovku do automatizovanej montáže oveľa hladšou.