适用于选择首个自动化范围的成品主管。 真正有用的比较很少是“每个零件都由人或机器人完成”。精加工台可能会接收边缘清晰的重复零件、偶尔出现的严重毛刺、多个零件系列以及一次性维修零件。这些都是不同的工作。机器人的首要任务应该包含工件定位、接触路径和验收条件,并且这些条件能够在实际的零件范围内重复执行。要将异常情况清晰地呈现出来,而不是将其平均化,从而形成一个看似成功的演示周期。
在选择机器人之前,先区分一下哪些内容需要更改。
当经验丰富的操作员改变角度或停留时间时,要询问原因。是毛刺变大了、零件安装方式不同、磨料磨损了,还是所需的表面效果不同?这些原因需要不同的解决方法。定位误差需要改进加工方式或传感器。毛刺范围过大可能需要在加工前设置工艺限制或进行单独的重度去除工序。磨料磨损可能需要明确的更换或补偿方法。对于每个零件,如果需要重新判断其外观,则可能需要手动修复,直到能够将其明确定义为一项更具体的任务。
| 工作台上的工作成果 | 第一条工艺路线 | 能够改变路线的证据 |
|---|---|---|
| 重复部件族、稳定基准、定义区域和接受度 | 试用自动完成通行证 | 最差的预期到货品、不良的座椅或磨损的磨料都会超出验收范围。 |
| 大部分为重复部件,偶尔有严重的毛刺或折痕。 | 自动处理稳定通过的情况;将例外情况单独处理。 | 异常情况会消耗大量时间或进行多次切换,导致机器人的预期产能无法满足需求。 |
| 每个项目都采用不同的几何形状或表面处理工艺 | 保留熟练的手工劳动,或者定义一个规模较小、可重复性高的产品系列 | 共享基准、可重复接触区域和可测试的表面处理标准逐渐形成。 |
这些是生产路线条件,而非通用的批量限制。经济效益比较需要实际的零部件组合和合格零件的单价,而不是人为设定的投资回收期。
选择机器人运送零件还是磨料。
机器人可以将小型、安全夹持的工件运送到固定的轮子或传送带上。这样可以将研磨工位集中在一处,但也使得工件的夹持面、夹具基准面、角度和安全释放成为设计的核心。或者,机器人可以将研磨工具运送到较大的固定工件上;这会改变工作范围、工具负载、电缆和柔性等问题。不能仅仅根据机器人的有效载荷数量来选择方案。
应用演示视频显示,一台橙色机器人正在固定式砂轮或砂带研磨设备旁改变其最终位置,附近还有一些小型金属零件。这段视频很好地展示了零件与固定磨料之间的研磨设计问题。视频并未展示最终表面效果、磨料去除量、力控制系统或人工对比结果。
00:05 — 一个橙色的机器人位于一个固定的研磨站旁边;可以看到下面的小金属片。
对于拟采用零件夹持方式的加工方案,需要询问零件的定位和固定方式,以及夹持方式会遮挡哪些表面。对于采用刀具夹持方式的加工方案,需要询问磨料如何在不失去接触控制的情况下到达所需区域。柔性或主动控制的接触装置可以放置在加工单元的不同位置;其存在和作用必须明确规定并进行测试。仅凭机器人平稳运动并不能保证研磨力的恒定。
定义一个过程窗口,而不是一个完美的样本。
磨削加工取决于接触力、角度、速度以及磨料本身。磨损会改变砂轮或砂带的几何形状和切削性能。因此,验收范围需要同时考虑来料的偏差和磨料寿命的变化。仅通过一个全新、简单的样品测试的方案,仅仅解决了问题的一部分。
首先,根据买方提供的实际零件图纸和表面处理要求进行操作。确定需要处理的位置/边缘、允许的毛刺残留或表面光洁度,以及任何必须保持完好尺寸的部件。收集普通来料零件以及双方约定的高毛刺或位置偏差样品。对于每个样品,记录零件在夹具中的放置方式、使用的接触方式以及磨料的状态。采用与生产过程中相同的验收方法检验结果。如果采用目测方法,则需约定参考样品和照明条件;如果采用尺寸或表面测量方法,则需记录仪器和测量限值。
| 试问 | 需要观察 | 路线的含义 |
|---|---|---|
| 该部件能否被反复定位和固定? | 座椅/保持故障以及哪些数据发生了变化 | 在调整研磨路径之前,先修正呈现方式或缩小家族范围。 |
| 触点能否在不损坏零件的情况下去除所需材料? | 普通和严重入境状态下已接受、未完成和已完成的结果 | 调整接触/磨料/工艺范围,或将例外情况保留在单独的路径中 |
| 结果能否经受住磨损和频繁更换的考验? | 全新、二手和接近更换的磨料结果;时间与错误在真正的家庭变化中 | 在产能估算中明确磨损处理和换型工作。 |
审判记录应分开 第一轮通过, 修改后接受, 废料和 未安全呈现这种区别可以防止将快速的机器人运动误认为是快速的合格输出。在最差的预设输入条件下发生的故障并不会自动否定所有自动化操作:它可能表明需要设置上游毛刺限制、单独的重毛刺去除步骤或人工异常处理路径。反之,过高的异常率可能会抵消仅自动化简单步骤的优势。
比较合适的容量和成本单位
对于每个零件族,记录当前的人工操作时间和检验/返工时间;建议的机器人负载循环和操作员值班时间;分配给该批次的夹具、编程和磨料更换时间;换型频率;以及两种路线的一次合格率。然后进行比较。 每计划小时接受的零件 和 每个合格零件的总成本 根据该工厂的生产效率,如果每个零件都需要人工维修,或者每个小批量生产都需要长时间换模,那么即使机器人研磨行程短,成本也不会很低。在没有这些实际数据的情况下,应该先进行样品测试,而不是声称有投资回报。
EVST可以根据零件照片/图纸、待完成区域、代表性来料差异、当前验收样品以及批次/换型组合,初步确定自动化范围。最终成果是明确的工艺窗口和异常处理流程。
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