Källa: ec.europa.eu
Montering är en viktig del av industriella processer. Det är det näst sista steget där komponenter i en produkt som har producerats separat sätts ihop för att göra den komplett. Det är en make-or-break-process som ofta gör skillnaden mellan produkter som klarar kvalitetstestet och avvisande enheter.
Med tanke på vikten av korrekt montering är det viktigt att det görs med hög precision. Fabriker å andra sidan föredrar att det görs snabbt för att spara på kostnaderna och hålla en hög produktionstakt. Ur denna nödvändighet uppstod monteringsrobotar. Om du funderar på att investera i några, här är en allt-du-behöver-veta-guide om varför och hur de kan tillämpas.
Vad är Assembly Line Robots?
Källa: Pixabay
En löpande bandrobot är en programmerad maskin som används för att sammanfoga beståndsdelar av en produkt till en. Jämfört med mänskligt arbete är monteringsrobotar snabba och har en mekanisk precision som människor kanske inte kan uppnå. Andra faktorer som deras förmåga att hantera högre nyttolaster vid montering av stora delar gör också monteringsrobotar grundläggande i tillverkningen.
En monteringsrobot består av följande delar:
En löpande bandrobotarm - detta är en flexibel manipulator som används som ersättning för den mänskliga armen för att lyfta och placera delarna som monteras. Denna typ av robotarmar är designade med olika nyttolastkapacitet och räckvidd för att göra dem lämpliga för montering av olika produkter.
Sluteffekt- en sluteffektor är ett verktyg som är fäst vid änden av en monteringsrobotarm för att den ska kunna plocka upp delarna som ska monteras. De varierar i design beroende på detalj. Exempel inkluderar gripdon, limdispensrar och sugverktyg som används för att hantera glas.
Sensorer – sensorer vägleder monteringsrobotar genom att detektera parametrar som hur mycket kraft de ska applicera när de installerar en del eller hur de ska placera den.
Vision system- vision system är vanligtvis installerade nära änden av en monteringsrobotarm. De hjälper till att göra det mer exakt eftersom de gör det möjligt för robotarmen att "se" delen och var den ska placeras.
Vad består robotsammansättningssystem av?
A robotiskt monteringssystem består av en serie löpande bandrobotar som arbetar tillsammans för att montera produktenheter. Detta är vanligtvis tillämpligt när en produkt har olika storlekar och former av komponenter eftersom de skulle behöva hanteras av olika monteringsrobotar. Ett system av transportörtyp passerar enheten som monteras från ett monteringssteg till nästa.
Ett exempel på detta skulle vara fordonsmontering. Delar som bilbarnstolar och vindrutor kan inte hanteras effektivt av samma robot. Som sådan skulle en uppsättning robotar installera fordonssätet, och längre ner i monteringssystemet skulle en annan uppsättning monteringsrobotar installera vindrutan.
Även om alla robotar i ett monteringssystem är designade för montering, behöver de inte nödvändigtvis vara identiska. Deras nyttolaster och räckvidd kan skilja sig beroende på de delar de hanterar. Sluteffektorerna de är utrustade med är också valda för att matcha deras uppgift.
Typer av löpande bandrobotar
Olika typer av robotar lämpar sig för unika typer av monteringsprocesser. Detta beror på hur många frihetsgrader de har och vilken nyttolast de kan hantera. Huvudtyperna av robotarmar som används som monteringsrobotar inkluderar alltså
SCARA-robotar
SCARA-robotar är flexibla på XY-axeln och stela på Z-axeln. Detta gör dem idealiska för monteringsprocesser där de kan plocka delar på ena sidan och montera dem på en annan längs ett parallellt plan. De täcker ett brett cylindriskt arbetshölje och klarar avsevärda nyttolaster. Andra fördelar med att använda en SCARA-robot för montering inkluderar:
Hög hastighet eftersom deras kompakta armar klarar av mindre vridmoment
De har hög noggrannhet och repeterbarhet
De kan hantera små delar effektivt
Delta robotar
Deltarobotar består av tre triangelformade robotarmar monterade på en bas där varje arm drivs av sin egen servomotor. När en deltarobot appliceras i ett löpande band, monteras den ovanför. Detta ger mer stabilitet till robotarmarna och minskar mängden vridmoment som de upplever när de lyfter delar under montering. Som ett resultat fungerar de extremt snabbt och är mycket exakta, särskilt när de är utrustade med sensorer.
Med tanke på deras struktur kan Delta-robotar bara hantera små nyttolaster. Det är kanske anledningen till att de först nyligen har börjat användas i löpande band. Trots detta är de väldigt effektiva när det gäller att montera ihop små komponenter som mobiltelefonskärmar eller skal bland annat.
Ledade robotar
Ledade robotarmar har flera roterande leder som gör det möjligt för dem att böja i olika riktningar. Det är denna höga flexibilitet som utnyttjas när de används för komplexa monteringsprocesser. De är särskilt effektiva där delar behöver vändas eller manövreras under installationen.
På grund av de många lederna i deras struktur är ledade robotarmar något långsammare jämfört med andra robotar. Men det de saknar i hastighet kompenserar de för genom att kunna hantera tunga laster, täcka stora arbetskuvert och sträcka sig över och under för att installera delar. De kan likaså göras ännu mer effektiva genom att förse dem med visionsystem.
Tillämpning av robotar i montering
Källa: Unsplash
Monteringslinjer skiljer sig från en bransch till en annan när det gäller de delar som monteras och andra processer som är involverade. Följaktligen används olika typer av monteringsrobotar unikt i varje typ av monteringslinje. Följande är exempel på hur monteringsrobotar används.
Montering av elektroniska mikrodelar - de interna delarna av elektroniska enheter består av en serie mikrodelar som skulle vara svåra för det mänskliga ögat att hålla reda på. De är ännu svårare att montera, särskilt i komplexa arrangemang som kretskort. Det är därför mer effektivt att använda monteringsrobotar som SCARA och deltarobotar som kan hantera små delar med lätthet och precision.
Bilmontering – bilar är gjorda av hundratals delar som varierar i storlek. Fordonsmontering sker alltså genom ett robotmonteringssystem med olika delar som installeras i etapper. Med tanke på mängden manövrering som krävs för att nå in i skalet på en bil för att installera delar, är ledade robotarmar de vanligaste för denna typ av montering.
Limmontage – detta är en typ av montering där delar av en produkt måste fogas samman med hjälp av industriellt starkt lim. Det kan vara riskabelt för mänsklig personal att andas in sådana ångor eller om deras hud skulle komma i kontakt med sådana lim. Av denna anledning kan monteringsrobotar som SCARA användas för att dispensera limmet medan en annan utrustad med en gripare kan sammanfoga delarna längre ner i monteringslinjen.
Renrumsmontering - medicinsk utrustning som konstgjorda höfter och behandlingsinstrument måste tillverkas i sterila miljöer och med hög noggrannhet. Robotarmar som är steriliserade och har inträngningsskydd för enkel rengöring är lämpliga för denna typ av produktion. De är mycket lättare att upprätthålla sterila förhållanden runt omkring och till skillnad från människor kräver de inte sanitetsutrustning varje dag.
Fördelar med monteringsrobotar
Källa: Pixabay
Hög hastighet – ju längre tid det tar att montera en produktenhet, desto högre blir produktionskostnaderna. Dessutom kan långa produktionstider försena din leveranskedja. Monteringsrobotar arbetar mycket snabbare än mänskligt arbete och håller din produktionslinje igång dygnet runt.
Precision – dåligt monterade delar resulterar i en generellt dålig kvalitetsprodukt. En rörventil, till exempel, som är tätt sammansatt skulle sluta läcka när den når konsumenten. Den mekaniska noggrannheten hos monteringsrobotar eliminerar sådana produktionsfel.
Kostnadseffektivitet - en monteringsrobot sätter ihop produktkomponenter snabbare och mer exakt än ett fåtal mänskliga arbetare kan. Även om initialkostnaden för en robot kan vara hög, är den i det långa loppet mycket billigare än en uppsvälld och återkommande lönekostnad. Färre fel minskar också svinnet vilket också sparar pengar på produktionsfronten.
Standardisering av kvalitet - den höga repeterbarheten hos monteringsrobotar ger färdiga produkter som är identiska i design och kvalitet. Detta är viktigt eftersom det ger dina produkter konsistens i motsats till att förlita sig på mänskligt arbete. Varje arbetare har olika kompetensnivåer.
Förbättrad säkerhet – monteringsprocesser kan vara riskabla för personalen på en mängd olika sätt. Att lyfta tunga komponenter, applicera lim, spika ihop delar och liknande processer kan gå snett när som helst. Genom att tilldela dessa uppgifter till monteringsrobotar kan arbetare ta på sig säkrare, mer givande och mindre ansträngande ansvar.
Nackdelar med monteringsrobotar
Källa: Pixabay
Jobbförlust – när uppgifter som initialt utfördes manuellt blir automatiserade övergår vissa anställda till andra befattningar men de flesta blir överflödiga. Denna förlust av försörjning är anledningen till att många människor är motvilliga till idén om robotteknik som går längre än den redan har gjort.
Säkerhetsfrågor - monteringsrobotar för stora delar som de som används för stor elektronik eller fordon kräver gott om golvyta inte bara för att passa utan också för säkerheten. Om de inte är det kollaborativa robotar med säkerhetssensorer skulle det vara farligt för arbetare att arbeta på nära håll med monteringsrobotar. Kollisioner och andra olyckor kan inträffa när som helst om ett säkert avstånd inte hålls. Detta kan också hindra dig från att införliva dem om din fabrik inte är stor.
Höga investeringskostnader - fördelarna med monteringsrobotar är obestridliga men deras kostnader kan också vara ganska höga. Sådana kostnader inkluderar inte bara kostnaderna för inköp utan också kostnaderna för regelbundet underhåll och de förluster som uppstår under oväntade driftstopp.
Slutsats
Det finns mycket att vinna på att investera i monteringsrobotar. Vinsterna kan dock bara realiseras om du väljer rätt robot för din installation. Att hitta en certifierad monteringsrobottillverkare som erbjuder hållbara högkvalitativa enheter kan likaså göra din transmission till automatiserad montering mycket smidigare.