Многие продукты, которые вы используете каждый день, состоят из более мелких компонентов. Для их функционирования требуется сборка. Традиционно этот процесс требовал человеческого труда. Развитие робототехники делает сборочные роботы доступным вариантом для производителей, стремящихся оптимизировать свои производственные линии.

Производителям, впервые внедряющим автоматизацию, сложно понять, когда автоматизация имеет смысл. Кроме того, производители часто получают огромную отдачу от своих инвестиций в робототехнику. В этой статье вы узнаете, когда имеет смысл автоматизировать процесс сборки, где можно получить возврат и с чего начать.

В этой статье:

• В каких отраслях промышленности используются сборочные роботы?
• Когда следует автоматизировать процесс сборки
• Как решить, какой робот-сборщик использовать
• Соображения стоимости

В каких отраслях промышленности используются сборочные роботы?

Сборка изделий используется во многих отраслях. Именно поэтому сборочные роботы используются во многих из них. Эти роботы могут выполнять сборку небольших компонентов печатных плат и рам тяжёлых транспортных средств. Вот несколько примеров отраслей, где сегодня используются сборочные роботы:

• Автомобильная промышленность
• Медицинский
• Электроника
• Металлургическая компания
• Компания по производству пластика
• Компания по производству продуктов питания и напитков

Это лишь несколько примеров. Любой производитель, занимающийся сборкой компонентов, потенциально может использовать эту технологию. Но какие преимущества даёт автоматизированная сборка?

Преимущества автоматизации процесса сборки

Компании часто решают автоматизировать процесс сборки по нескольким причинам:

• Увеличенная пропускная способность
• Безопасность и эргономика
• Повышенная повторяемость

Когда следует автоматизировать процесс сборки

Для компаний, впервые внедряющих автоматизацию, вопрос о сроках может стать проблемой. Капитальные проекты всегда сопряжены с рисками. Понимание того, когда автоматизация оправдана, поможет вам чувствовать себя более уверенно при реализации проекта по роботизации. Компании, как правило, внедряют автоматизацию сборки в следующих ситуациях:

• Они требуют повышенной пропускной способности
• Задача опасна или может привести к травме.
• Им необходимо сократить накладные расходы
• Они сталкиваются с нестабильным качеством продукции

Пропускная способность

Роботы часто легко превосходят по производительности человеческий труд. Сборочные задачи не являются исключением из этого правила. Производители, занимающиеся сборкой продукции, часто имеют высокие квоты. Сборочные роботы — один из способов увеличить объёмы производства. Производители часто сталкиваются с узкими местами. Это ситуация, когда определённый этап процесса замедляет общую производительность всего процесса. Примером может служить завод по розливу бутылок. На определённой линии необходимо наполнить бутылку, укупорить её и наклеить этикетку. Допустим, процесс укупорки выполняется вручную и в настоящее время может производить только 45 деталей в минуту (PPM). Однако остальная часть линии потенциально может работать со скоростью 120 PPM. Автоматизация процесса укупорки позволяет раскрыть этот дополнительный потенциал линии. Это приводит к увеличению прибыли вашего предприятия.

Безопасность

Одна из причин автоматизации производства заключается в том, что сборка может привести к травмам. Это особенно актуально для очень больших или очень маленьких компонентов. Тяжёлые компоненты представляют очевидную угрозу безопасности. Операторы могут получить травму, перемещая крупные детали. Мелкие детали также представляют опасность. Сборка печатных плат — хороший пример риска для безопасности, связанного с мелкими деталями. К распространённым эргономическим травмам относятся:

• Напряжение глаз
• Растяжение мышц
• Вдыхание паров
• Удары

Сборочные роботы исключают риск травмирования операторов при выполнении этих задач. Это позволяет сэкономить деньги, избегая простоев, медицинских расходов и штрафов, связанных с травмами на рабочем месте.

Снижение затрат

Сборочные линии сопряжены со множеством сопутствующих расходов. Основные затраты — это затраты на рабочую силу. В зависимости от страны, они могут варьироваться, но всегда являются важным фактором стоимости товара. Существуют также затраты на сырье и некоторые скрытые расходы. К этим скрытым факторам относятся расходы на обучение, снижение производительности из-за непредвиденных обстоятельств и, в некоторых случаях, расходы на здравоохранение. Полностью автоматизированные сборочные линии исключают необходимость в рабочей силе и скрытых затратах, поскольку роботы не требуют заработной платы или льгот. Это приводит к более экономичному и эффективному производству. Многие производители перенаправляют человеческий капитал на выполнение более сложных для автоматизации задач, где люди могут быть более продуктивны.

Робот требует высоких первоначальных затрат и некоторых расходов на обслуживание на протяжении всего срока службы. Но в идеале проекты по созданию роботов могут окупиться за 12–18 месяцев. Это особенно актуально для стандартизированных проектов автоматизации с проверенными роботизированными решениями. Экспериментальные или сложные проекты автоматизации могут не достичь этих целевых показателей окупаемости инвестиций. Важно обсудить эти вопросы с вашим интегратором, чтобы оценить риски.

Стабильное качество продукции

Автоматизированные системы более повторяемы в своих движениях, чем люди. Они способны выполнять работу на таком высоком уровне благодаря программированию. Роботы разработаны для выполнения набора инструкций. Когда задачи предсказуемы и повторяющиеся, роботы могут преуспеть. Это свойство позволяет им производить более стабильную продукцию. Это означает меньше сбоев и меньше продукции, не прошедшей контроль качества.

Как решить, какой робот-сборщик использовать

Различные задачи по сборке требуют разных условий. Эти требования часто определяют выбор робота. К счастью, сборку может выполнять любой тип робота. Однако не все задачи по сборке может выполнить каждый робот. Ключевые факторы, определяющие выбор робота, включают:

• Сложность сборки
• Полезная нагрузка и дальность полета
• Скорость

Сложные узлы, требующие гибкости, — отличный выбор для шестиосевых роботов. Это обусловлено их исключительным диапазоном движения и способностью достигать сложных углов. Коллаборативные роботы — пример шестиосевого робота, который можно размещать рядом с людьми.

Задачи с высокой грузоподъёмностью и/или большим радиусом действия часто представляют сложность для большинства типов роботов. Такие варианты, как Delta и SCARA, часто представляют собой более компактные и менее мощные типы роботов. Их лучше использовать в небольших приложениях. Понимание грузоподъёмности и радиуса действия, необходимых для выполнения вашей задачи, крайне важно. Ошибки в этом случае могут дорого обойтись.

Скорость, необходимая для выполнения задачи, — ещё один важный фактор. Все роботы способны развивать высокую скорость. Некоторые типы роботов, безусловно, относятся к высшей категории скорости. Дельта-робот — прекрасный пример. Благодаря своей конструкции они могут развивать максимальную скорость. Они также чрезвычайно чувствительны к изменению направления движения. Они отлично подходят для высокоскоростных задач с низкой грузоподъёмностью. Кобот — неудачный выбор для очень быстрых задач. Скорость их движения, как правило, ограничена по соображениям безопасности.

Затрудняетесь с выбором подходящего робота? Наша сеть независимых консультантов поможет вам сделать правильный выбор.

Соображения стоимости

Наконец, вам необходимо решить, подходит ли вам цена. Стоимость сборочных роботизированных систем может варьироваться от 10 000 до более чем 100 000 долларов США. Основные факторы включают:

• Сложность проекта
• Тип, марка и размер робота
• Требования безопасности

Более сложные проекты всегда требуют больших затрат. Они могут потребовать использования нескольких роботов, систем машинного зрения или интеграции с существующим оборудованием. Это означает увеличение затрат на оборудование и трудозатраты для интеграции системы. Диапазон затрат варьируется в зависимости от бренда. Разница в стоимости для разных типов роботов ещё больше. Кроме того, затраты увеличиваются с увеличением размера робота. Крупномасштабные сборочные задачи требуют более крупного и дорогостоящего оборудования. При оценке затрат часто забывают о дополнительных средствах безопасности. Роботы могут быть опасны для людей. Для защиты операторов от этих опасностей необходимо использовать средства безопасности. Расходы на безопасность включают в себя:

• Каркасы безопасности
• Световые занавески
• Сканеры безопасности
• Реле безопасности и блокировки
• Специализированные ПЛК безопасности