Многие товары, которыми вы пользуетесь каждый день, состоят из более мелких компонентов. Для их функционирования требуется сборка. Традиционно этот процесс требовал человеческого труда. Достижения в области робототехники делают сборочных роботов перспективным решением для производителей, стремящихся оптимизировать свои производственные линии.

Для производителей, только начинающих внедрять автоматизацию, одной из сложностей является понимание того, когда автоматизация имеет смысл. Кроме того, производители часто получают огромную выгоду от своих инвестиций в робототехнику. В этой статье вы узнаете, когда целесообразно автоматизировать процесс сборки, где можно получить прибыль и как начать.

В этой статье:

• В каких отраслях используются сборочные роботы?
• Когда следует автоматизировать процесс сборки?
• Как выбрать, какого сборочного робота использовать
• Соображения стоимости

В каких отраслях используются сборочные роботы?

Собранные изделия используются в самых разных отраслях промышленности. В связи с этим, сборочные роботы применяются во многих отраслях. Эти роботы могут выполнять сборку как мелких компонентов печатных плат, так и тяжелых автомобильных рам. Вот несколько примеров отраслей, которые сегодня используют сборочных роботов:

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

Это лишь несколько примеров. Любой производитель, занимающийся сборкой компонентов, потенциально может использовать эту технологию. Но что можно получить от автоматизированной сборки?

Преимущества автоматизации процесса сборки

Компании часто выбирают автоматизацию процесса сборки по нескольким причинам:

• Повышенная пропускная способность
• Безопасность и эргономика
• Повышенная повторяемость

Когда следует автоматизировать процесс сборки?

Для компаний, только начинающих автоматизацию, вопрос о том, когда это следует делать, может стать сложной задачей. Капитальные проекты всегда сопряжены с рисками. Понимание того, когда целесообразно автоматизировать производство, поможет вам чувствовать себя более уверенно, приступая к проекту по внедрению роботов. Компании, как правило, внедряют автоматизацию сборочных процессов в следующих случаях:

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

Пропускная способность

Роботы часто значительно превосходят человеческий труд. Сборочные операции не являются исключением из этого правила. Производители, занимающиеся сборкой продукции, часто сталкиваются с высокими квотами. Роботы-сборщики — один из способов увеличения объёма производства. Производители часто сталкиваются с проблемой «узких мест». Это ситуация, когда определённая часть процесса замедляет общую производительность всего процесса. Примером может служить завод по розливу напитков. На определённой линии необходимо наполнить, закрыть пробкой и наклеить этикетку на бутылку. Допустим, процесс укупорки выполняется вручную и в настоящее время может производить только 45 бутылок 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 сборочные операции могут приводить к травмам. Это особенно актуально, когда компоненты очень большие или очень маленькие. Тяжелые компоненты представляют очевидную опасность для безопасности. Операторы могут получить травмы, перемещая крупные детали. Мелкие детали также представляют опасность. Сборка печатных плат — хороший пример рисков для безопасности, связанных с мелкими деталями. К распространенным травмам, связанным с эргономикой, относятся:

• Напряжение глаз
• Мышечное напряжение
• Вдыхание паров
• Соударения

Роботы-сборщики исключают риск травм операторов при выполнении этих задач. Это позволяет сэкономить средства за счет предотвращения простоев, медицинских расходов и штрафов, связанных с производственными травмами.

Снижение затрат

Сборочные линии сопряжены со множеством затрат. Основная статья расходов — это оплата труда. В зависимости от страны она может колебаться, но всегда является важным фактором в стоимости товаров. Также существуют затраты на сырье, а также некоторые скрытые расходы. К этим скрытым факторам относятся затраты на обучение, снижение производительности из-за простоя и, в некоторых случаях, расходы на медицинское обслуживание. Полностью автоматизированные сборочные линии исключают затраты на оплату труда и скрытые расходы, поскольку роботы не требуют заработной платы или социальных льгот. Это приводит к более эффективной и экономичной производственной линии. Многие производители перенаправляют этот человеческий капитал на более сложные для автоматизации задачи, где люди могут быть более продуктивными.

Робот имеет высокую первоначальную стоимость и определенные затраты на техническое обслуживание в течение всего срока службы. Однако в идеальных условиях проекты по внедрению роботов могут окупиться за 12-18 месяцев. Это особенно актуально для стандартных проектов автоматизации, в которых уже зарекомендовали себя роботизированные решения. Экспериментальные или сложные проекты автоматизации сопряжены с риском недостижения этих целевых показателей рентабельности. Важно обсудить эти вопросы с вашим интегратором, чтобы оценить риски.

Стабильное качество продукции

Автоматизированные системы обладают большей повторяемостью движений, чем люди. Они способны выполнять задачи на таком высоком уровне благодаря своему программированию. Роботы же спроектированы так, чтобы следовать набору инструкций. Когда задачи предсказуемы и повторяются, роботы могут преуспеть. Это свойство позволяет им производить более качественную продукцию. Это означает меньшее количество сбоев и меньшее количество изделий, не прошедших проверку качества.

Как выбрать, какого сборочного робота использовать

Различные задачи сборки требуют разных подходов. Эти требования часто определяют выбор робота. К счастью, каждый тип робота способен выполнять сборку. Однако не каждая задача сборки может быть выполнена каждым роботом. Ключевые факторы, определяющие выбор робота, включают:

• Сложность сборки
• Полезная нагрузка и дальность действия
• Скорость

Сложные узлы, требующие гибкости, отлично подходят для шестиосевых роботов. Это обусловлено их исключительным диапазоном движений и способностью достигать труднодоступных мест. Коллаборативные роботы — пример шестиосевого робота, который можно использовать вблизи людей.

Задачи с большой грузоподъемностью и/или большим радиусом действия часто представляют собой сложную задачу для большинства типов роботов. Такие варианты, как Delta и SCARA, как правило, меньше по размеру и менее мощные. Их лучше использовать в задачах меньшего масштаба. Понимание необходимой грузоподъемности и радиуса действия для выполнения задачи имеет решающее значение. Ошибки в этом вопросе обходятся дорого.

Скорость, необходимая для выполнения задачи, — ещё один важный фактор. Все роботы способны развивать высокую скорость. Некоторые типы роботов, безусловно, находятся в верхней части скоростного диапазона. Дельта-робот — прекрасный тому пример. Благодаря своей конструкции они могут развивать самые высокие скорости. Они также чрезвычайно быстро реагируют на изменения направления движения. Такие роботы отлично подходят для задач с небольшой полезной нагрузкой и высокой скоростью. Плохим выбором для очень быстрой работы будет коллаборативный робот (кобот). Обычно их скорость ограничена по соображениям безопасности.

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

Соображения стоимости

Наконец, вам нужно решить, подходит ли цена. Стоимость роботизированных сборочных систем может сильно варьироваться: от 10 000 долларов США до более чем 100 000 долларов США. К основным факторам относятся:

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

Более сложные проекты всегда обходятся дороже. Они могут потребовать использования нескольких роботов, систем машинного зрения или интеграции с существующим оборудованием. Это означает больше оборудования и трудозатрат для интеграции системы. Диапазон цен варьируется от бренда к бренду. Стоимость еще больше различается в зависимости от типа робота. Кроме того, затраты увеличиваются с ростом размера робота. Крупномасштабные сборочные задачи требуют более крупного и дорогостоящего оборудования. При оценке стоимости часто забывают о дополнительном защитном оборудовании. Роботы могут быть опасны для людей. Для защиты операторов от этих опасностей необходимо использовать средства защиты. Затраты на безопасность включают в себя такие факторы, как:

• Защитные клетки
• Световые шторы
• Сканеры безопасности
• Защитные реле и блокировки
• Специализированные ПЛК безопасности