Selama bertahun-tahun, pemolesan robotik sebagian besar dikaitkan dengan pabrik besar yang memproduksi ribuan suku cadang identik. Gagasan tradisionalnya sederhana: jika produsen memiliki produk yang stabil, siklus produksi yang panjang, dan volume yang cukup, berinvestasi dalam sistem pemolesan robotik masuk akal. Jika desain produk sering berubah atau jumlah pesanan kecil, pemolesan manual tampaknya lebih praktis.
Pandangan itu sekarang berubah.
Produsen di industri seperti perlengkapan sanitasi, komponen otomotif, furnitur logam, perangkat keras pintu, peralatan masak, kedirgantaraan, peralatan medis, dan pengerjaan logam umum menghadapi lingkungan produksi baru. Pelanggan menginginkan lebih banyak pilihan produk, waktu pengiriman yang lebih singkat, jumlah pesanan yang lebih kecil, dan desain yang lebih disesuaikan. Akibatnya, pabrik harus memproses banyak suku cadang yang berbeda sambil memproduksi lebih sedikit dari setiap model.
Ini dikenal sebagai produksi high-mix, low-volume.
Bisakah pemolesan robotik bekerja secara efektif di lingkungan ini? Jawaban singkatnya adalah ya—tetapi hanya jika sistem dirancang untuk fleksibilitas.
Sistem pemolesan robotik modern tidak lagi terbatas pada pengulangan satu gerakan tetap pada satu produk. Dengan kontrol gaya, perkakas yang dapat diubah dengan cepat, perlengkapan yang fleksibel, resep proses digital, pemrograman 3D, dan sensor cerdas, robot dapat beralih antar suku cadang yang berbeda jauh lebih cepat dari sebelumnya.
Namun, keberhasilan sistem semacam itu bergantung pada lebih dari sekadar memasang robot. Produsen perlu memahami campuran produk mereka, persyaratan pemolesan, frekuensi pergantian, kebutuhan perkakas, dan tujuan produksi. Ketika faktor-faktor ini dipertimbangkan dengan cermat, pemolesan robotik dapat menjadi solusi praktis bahkan untuk batch kecil dan produk yang sering berubah.
Memahami Produksi High-Mix, Low-Volume
Produksi high-mix, low-volume berarti sebuah pabrik memproduksi banyak model produk yang berbeda, tetapi kuantitas setiap produk relatif kecil.
Misalnya, produsen perangkat keras kamar mandi dapat memproduksi puluhan badan keran, pegangan, katup, dan aksesori. Satu pesanan mungkin memerlukan 200 buah model keran tertentu, sementara pesanan lain mungkin hanya memerlukan 50 buah pegangan khusus. Bahan, ukuran, bentuk, dan hasil akhir permukaan yang diperlukan dapat berubah dari satu pesanan ke pesanan berikutnya.
Pemasok furnitur logam mungkin menghadapi situasi serupa. Pabrik mungkin perlu memoles kaki kursi baja tahan karat di pagi hari, penyangga meja aluminium di sore hari, dan sejumlah kecil suku cadang dekoratif yang disesuaikan pada hari berikutnya.
Model produksi ini menciptakan beberapa tantangan:
- Bentuk produk sering berubah.
- Ukuran batch kecil.
- Jadwal produksi sulit diprediksi.
- Jalur pemolesan harus disesuaikan untuk suku cadang yang berbeda.
- Perlengkapan dan perkakas mungkin perlu sering diubah.
- Kualitas permukaan harus tetap konsisten.
- Operator terampil diperlukan untuk banyak proses yang berbeda.
- Waktu penyiapan dapat mewakili sebagian besar waktu produksi total.
Otomatisasi tradisional sering dirancang untuk satu produk dan siklus produksi yang panjang. Sel robotik tetap dapat memberikan kecepatan tinggi dan kualitas yang stabil, tetapi mengubah sistem untuk menangani produk baru mungkin memerlukan pemrograman ekstensif, perlengkapan baru, dan periode pengujian yang lama.
Untuk produksi high-mix, otomatisasi yang tidak fleksibel semacam itu tidak cukup. Sistem harus mampu mengubah produk dengan cepat dan ekonomis.
Mengapa Pemolesan Manual Masih Umum
Pemolesan manual tetap umum karena pekerja manusia secara alami fleksibel. Operator berpengalaman dapat melihat suku cadang baru, memahami bentuknya, memilih abrasif, dan menyesuaikan tekanan pemolesan dengan sentuhan.
Kemampuan ini sangat berguna ketika jumlah pesanan kecil atau jenis produk sering berubah.
Namun, pemolesan manual juga menimbulkan masalah serius.
Pertama, kualitas sangat bergantung pada pengalaman dan kondisi fisik operator. Dua pekerja dapat memoles suku cadang yang sama secara berbeda. Bahkan pekerja yang sama dapat menghasilkan hasil yang berbeda di pagi hari dan di akhir shift yang panjang.
Kedua, pemolesan sangat menuntut fisik. Pekerja terpapar pada getaran, kebisingan, debu, panas, dan gerakan lengan berulang. Suku cadang yang berat atau tidak beraturan juga dapat meningkatkan risiko cedera.
Ketiga, pekerja pemolesan terampil semakin sulit direkrut dan dipertahankan di banyak wilayah manufaktur. Melatih operator baru dapat memakan waktu berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun, terutama untuk suku cadang dengan lekukan kompleks atau persyaratan penampilan yang ketat.
Terakhir, produksi manual sulit diukur. Pabrik mungkin tahu berapa banyak suku cadang yang selesai, tetapi mereka sering memiliki informasi terbatas tentang tekanan pemolesan, keausan perkakas, waktu siklus, atau stabilitas proses.
Pemolesan robotik dapat mengatasi banyak masalah ini. Tantangannya adalah memberikan robot fleksibilitas yang cukup untuk menangani produk yang berubah.
Tantangan Utama: Pergantian Produk Cepat
Dalam produksi bervolume tinggi, menghabiskan beberapa jam untuk menyiapkan program robotik mungkin dapat diterima karena sistem akan memproduksi ribuan suku cadang identik setelahnya.
Dalam produksi bervolume rendah, situasinya berbeda. Jika pabrik hanya perlu memoles 50 buah, waktu penyiapan yang lama dapat menghilangkan nilai ekonomi otomatisasi.
Untuk alasan ini, waktu pergantian adalah salah satu pengukuran terpenting untuk sistem pemolesan robotik high-mix.
Pergantian lengkap dapat mencakup:
- Memuat program robot baru.
- Mengganti atau menyesuaikan perlengkapan.
- Memilih perkakas abrasif yang benar.
- Mengatur kecepatan pemolesan dan tekanan kontak.
- Memeriksa posisi benda kerja.
- Menjalankan suku cadang uji coba.
- Memeriksa kualitas permukaan.
- Melakukan penyesuaian proses akhir.
Sistem yang fleksibel harus mengurangi waktu yang diperlukan untuk setiap langkah ini. Idealnya, operator harus dapat memilih resep produk yang tersimpan, memasang perlengkapan yang benar, mengonfirmasi perkakas, dan memulai produksi dengan penyesuaian manual yang terbatas.
Semakin mudah proses pergantian, semakin kecil ukuran batch yang dapat diotomatisasi secara ekonomis.
Resep Digital Mempermudah Produksi Batch Kecil
Salah satu fitur paling berguna dari pemolesan robotik modern adalah resep proses digital.
Resep menyimpan pengaturan produksi untuk suku cadang tertentu. Ini dapat mencakup:
- Jalur gerakan robot.
- Sudut pemolesan.
- Tekanan kontak.
- Kecepatan rotasi perkakas.
- Kecepatan perjalanan robot.
- Jumlah lintasan pemolesan.
- Jenis abrasif.
- Nilai kompensasi.
- Posisi pemuatan benda kerja.
- Persyaratan inspeksi.
Setelah proses diuji dan disetujui, resep dapat disimpan dalam sistem. Ketika produk yang sama kembali berminggu-minggu atau berbulan-bulan kemudian, operator dapat memuat ulang resep alih-alih mengembangkan kembali prosesnya.
Ini sangat berharga bagi produsen yang menerima pesanan berulang dalam jumlah kecil.
Misalnya, produsen keran dapat membuat 300 unit satu model bulan ini dan menerima pesanan lain untuk 150 unit tiga bulan kemudian. Jika resep pemolesan disimpan dengan benar, pabrik dapat memulai kembali produksi dengan cepat sambil mempertahankan kualitas permukaan yang serupa.
Resep digital juga melindungi pengetahuan proses. Alih-alih sepenuhnya mengandalkan ingatan pekerja berpengalaman, pabrik dapat menyimpan parameter produksi penting di mesin.
Pengetahuan pekerja tidak dihilangkan dari proses. Ini diubah menjadi metode produksi yang dapat diulang dan dikelola.
Kontrol Gaya Penting untuk Pemolesan Fleksibel
Pemolesan berbeda dari otomatisasi pick-and-place sederhana. Robot harus tetap bersentuhan dengan benda kerja sambil menerapkan tekanan yang sesuai.
Jika tekanan terlalu rendah, perkakas mungkin tidak menghilangkan cukup material. Jika tekanan terlalu tinggi, sistem dapat merusak permukaan, menciptakan bekas pemolesan, mengubah geometri suku cadang, atau mengauskan abrasif terlalu cepat.
Ini menjadi lebih menantang ketika memproses suku cadang dengan lekukan, tepi, variasi coran, sambungan las, atau perbedaan dimensi kecil.
Sistem pemolesan robotik modern sering menggunakan kontrol gaya atau perangkat kepatuhan untuk mengelola masalah ini.
Kontrol gaya memungkinkan sistem untuk mempertahankan gaya kontak yang lebih stabil bahkan ketika posisi permukaan sedikit berubah. Unit pemolesan yang patuh dapat menyerap perbedaan kecil antara jalur yang diprogram dan benda kerja yang sebenarnya.
Ini penting dalam produksi high-mix karena tidak setiap keluarga produk memiliki bentuk atau akurasi dimensi yang sama.
Komponen cor, misalnya, mungkin memiliki variasi kecil dari satu buah ke buah lainnya. Sistem yang sepenuhnya kaku mungkin kesulitan mempertahankan kontak yang konsisten. Sistem yang dikontrol gaya dapat beradaptasi lebih baik dengan perbedaan ini.
Kontrol gaya tidak berarti robot dapat secara otomatis menangani suku cadang yang tidak diketahui. Pemrograman dan pengembangan proses masih diperlukan. Namun, ini membuat sistem lebih toleran dan mengurangi kebutuhan akan penentuan posisi suku cadang yang sempurna.
Perlengkapan Fleksibel Mengurangi Waktu Penyiapan
Perlengkapan sering diabaikan ketika perusahaan mengevaluasi pemolesan robotik. Kenyataannya, desain perlengkapan dapat menentukan apakah otomatisasi high-mix berhasil atau gagal.
Perlengkapan harus menahan suku cadang dengan aman selama pemolesan. Ini juga perlu memposisikan benda kerja secara akurat dan memungkinkan robot mencapai permukaan yang diperlukan.
Untuk pabrik dengan banyak produk, membangun perlengkapan yang sama sekali berbeda untuk setiap suku cadang dapat menjadi mahal dan merepotkan. Ini juga dapat menciptakan masalah penyimpanan dan pergantian.
Strategi perlengkapan fleksibel mungkin termasuk:
- Titik penjepitan yang dapat disesuaikan.
- Pelat perlengkapan modular.
- Blok penentu posisi yang dapat dipertukarkan.
- Dasar perlengkapan umum.
- Mekanisme pengunci cepat.
- Penjepit pneumatik atau hidrolik.
- Desain perlengkapan keluarga produk.
- Identifikasi perlengkapan otomatis.
Alih-alih membuat satu perlengkapan untuk setiap produk individu, produsen terkadang dapat mengelompokkan suku cadang serupa ke dalam keluarga produk.
Misalnya, beberapa badan keran mungkin memiliki desain luar yang berbeda tetapi berbagi posisi koneksi atau titik pemasangan internal yang sama. Platform perlengkapan umum dapat menampung semuanya dengan hanya mengubah komponen penentu posisi kecil.
Perlengkapan yang dirancang dengan baik dapat mengurangi waktu pergantian, meningkatkan akurasi penentuan posisi, dan membuat pekerjaan operator jauh lebih mudah.
Perkakas Cepat Ubah Meningkatkan Fleksibilitas
Tugas pemolesan yang berbeda memerlukan perkakas yang berbeda.
Satu suku cadang mungkin memerlukan sabuk abrasif kasar untuk penggilingan awal, diikuti oleh sabuk yang lebih halus dan roda pemoles. Suku cadang lain mungkin hanya memerlukan penyelesaian permukaan ringan. Komponen kompleks mungkin memerlukan beberapa ukuran roda untuk mencapai area yang berbeda.
Sel robotik yang fleksibel dapat menggunakan beberapa stasiun pemolesan atau sistem pengubah perkakas otomatis.
Tergantung pada aplikasinya, robot dapat memindahkan benda kerja antar perkakas yang berbeda. Dalam sistem lain, robot memegang perkakas pemoles dan mengubah peralatan ujung lengan secara otomatis.
Teknologi pengubah cepat membantu mengurangi intervensi manual dan mempermudah pemrosesan produk yang berbeda dalam sel yang sama.
Manajemen perkakas sama pentingnya. Sistem harus tahu perkakas mana yang terpasang, berapa lama telah digunakan, dan apakah perlu diganti.
Abrasif yang aus tidak berfungsi seperti abrasif baru. Jika parameter proses tetap tidak berubah, kualitas permukaan dan waktu siklus dapat menjadi tidak stabil. Kompensasi keausan perkakas dapat membantu robot menyesuaikan gerakannya saat roda pemoles menjadi lebih kecil atau sabuk abrasif kehilangan kinerja pemotongan.
Untuk produksi high-mix, informasi ini harus disertakan dalam resep produk jika memungkinkan.
Pemrograman Offline Dapat Mempersingkat Waktu Persiapan
Pemrograman robot tradisional seringkali mengharuskan seorang insinyur untuk memindahkan robot titik demi titik di dalam sel produksi. Metode ini bisa efektif, tetapi mungkin memakan waktu lama untuk suku cadang yang kompleks.
Ini juga berarti mesin mungkin perlu berhenti saat produk baru diprogram.
Pemrograman offline menawarkan pendekatan lain.
Menggunakan model 3D suku cadang, perlengkapan, robot, dan peralatan pemolesan, insinyur dapat membuat dan menguji jalur robot di komputer. Mereka dapat memeriksa jangkauan, postur robot, potensi tabrakan, dan perkiraan waktu siklus sebelum mentransfer program ke sistem yang sebenarnya.
Ini menawarkan beberapa keuntungan untuk produksi high-mix:
- Program baru dapat disiapkan saat robot terus berproduksi.
- Jalur kompleks dapat dikembangkan lebih efisien.
- Risiko tabrakan dapat diidentifikasi lebih awal.
- Waktu siklus dapat diperkirakan sebelum pengujian fisik.
- Program serupa dapat disalin dan disesuaikan untuk produk terkait.
- Perencanaan produksi menjadi lebih mudah.
Pemrograman offline tidak sepenuhnya menghilangkan kebutuhan akan pengujian dunia nyata. Hasil pemolesan aktual bergantung pada tekanan, kondisi abrasif, sifat material, dan variasi suku cadang. Penyesuaian akhir biasanya diperlukan pada mesin.
Namun, ini dapat sangat mengurangi waktu yang dihabiskan untuk mengembangkan jalur robot dasar.
Kualitas informasi digital pelanggan juga penting. Model 3D yang akurat, gambar 2D, detail material, persyaratan permukaan, dan foto produk yang jelas mempermudah persiapan konsep pemolesan awal.
Sistem Visi Dapat Membantu Variasi Suku Cadang
Sistem visi menjadi semakin umum dalam manufaktur robotik. Kamera dan sensor 3D dapat membantu menemukan suku cadang, mengidentifikasi model produk, dan mendeteksi perbedaan posisi benda kerja.
Dalam beberapa aplikasi, sistem visi dapat memeriksa bagaimana komponen ditempatkan dan menyesuaikan jalur robot yang sesuai. Ini dapat mengurangi kebutuhan akan pemuatan manual yang sangat presisi.
Visi juga dapat membantu mengidentifikasi produk mana yang masuk ke sel robotik. Sistem kemudian dapat memuat resep pemolesan yang benar secara otomatis.
Sistem inspeksi yang lebih canggih mungkin memeriksa permukaan sebelum atau sesudah pemolesan. Namun, memeriksa permukaan logam yang dipoles tidaklah mudah. Pantulan, kondisi pencahayaan yang berbeda, goresan halus, dan sudut permukaan yang berubah dapat membuat inspeksi otomatis menjadi sulit.
Bagi banyak pabrik, visi harus diperkenalkan secara bertahap. Identifikasi suku cadang dasar dan koreksi posisi mungkin memberikan nilai yang lebih langsung daripada mencoba mengotomatiskan setiap aspek inspeksi kualitas sekaligus.
Mengelompokkan Produk ke dalam Keluarga
Kesalahan umum adalah memperlakukan setiap produk sebagai proyek otomatisasi yang sepenuhnya terpisah.
Di banyak pabrik, produk dapat dikelompokkan ke dalam keluarga berdasarkan bahan, bentuk, ukuran, metode penahanan, hasil akhir permukaan, atau proses pemolesan.
Misalnya, pabrik perlengkapan sanitasi mungkin membuat kelompok seperti:
- Badan keran kuningan.
- Pegangan keran.
- Badan katup.
- Aksesori kamar mandi.
- Fitting baja tahan karat.
Produk dalam keluarga yang sama mungkin menggunakan perlengkapan, abrasif, tekanan pemolesan, dan gerakan robot yang serupa. Model baru seringkali dapat dibuat dengan menyalin program yang ada dan memodifikasi titik jalur tertentu.
Ini mengurangi waktu rekayasa dan membuat sistem lebih mudah dikelola.
Sebelum membeli sistem pemolesan robotik, produsen harus mempelajari pesanan historis mereka dan membuat matriks produk. Matriks dapat menunjukkan:
- Nama dan model produk.
- Bahan.
- Dimensi dan berat.
- Kuantitas tahunan atau bulanan.
- Ukuran batch.
- Waktu pemolesan manual saat ini.
- Kualitas permukaan yang diperlukan.
- Tingkat cacat atau pengerjaan ulang saat ini.
- Perkakas dan abrasif yang diperlukan.
- Keluarga produk serupa.
- Permintaan masa depan yang diharapkan.
Analisis ini membantu menentukan produk mana yang harus diotomatisasi terlebih dahulu.
Produk awal terbaik tidak selalu yang bervolume tertinggi. Kandidat yang baik juga bisa berupa suku cadang yang sulit, berbahaya, berulang, atau sangat bergantung pada tenaga kerja terampil.
Bisakah Satu Robot Menangani Setiap Produk?
Secara teknis, robot dapat diprogram untuk banyak suku cadang yang berbeda. Dalam praktiknya, mengharapkan satu sistem untuk menangani setiap produk di pabrik dapat menciptakan kerumitan yang tidak perlu.
Rentang produk yang sangat besar mungkin mencakup bahan, ukuran, standar pemolesan, dan urutan proses yang berbeda. Beberapa suku cadang mungkin memerlukan penggilingan sabuk, sementara yang lain memerlukan pemolesan, penghalusan, penyelesaian satin, atau pemolesan cermin.
Mencoba menggabungkan semua proses ini ke dalam satu sel dapat meningkatkan biaya peralatan dan membuat pemrograman, perkakas, pengumpulan debu, dan pemeliharaan menjadi lebih sulit.
Strategi yang lebih baik seringkali adalah mendefinisikan jangkauan operasi yang realistis.
Misalnya, sel robotik dapat dirancang untuk memproses suku cadang dengan berat antara 0,5 hingga 15 kilogram, dalam rentang ukuran tertentu, dan termasuk dalam tiga keluarga produk terkait. Sistem dapat melakukan dua tahap penggilingan dan satu tahap pemolesan.
Produk di luar jangkauan ini dapat terus diproses secara manual atau ditugaskan ke mesin lain.
Sistem yang terfokus seringkali lebih produktif dan lebih mudah dioperasikan daripada sistem yang dirancang untuk menangani setiap kemungkinan situasi.
Ukuran Batch Berapa yang Cocok untuk Pemolesan Robotik?
Tidak ada satu ukuran batch minimum yang berlaku untuk setiap pabrik.
Kuantitas yang sesuai bergantung pada beberapa faktor:
- Waktu pemrograman produk.
- Waktu pergantian perlengkapan.
- Waktu pergantian perkakas.
- Waktu siklus pemolesan manual.
- Waktu siklus pemolesan robot.
- Biaya tenaga kerja.
- Persyaratan kualitas permukaan.
- Tingkat pengerjaan ulang dan penolakan.
- Frekuensi pesanan berulang.
- Nilai peningkatan keselamatan.
- Jumlah shift per hari.
Jika suku cadang baru memerlukan delapan jam pemrograman dan tidak akan pernah diproduksi lagi, pemolesan robotik mungkin tidak ekonomis.
Jika batch hanya berisi 50 buah tetapi pesanan yang sama kembali setiap bulan, otomatisasi mungkin masih masuk akal karena program yang disetujui dapat digunakan kembali.
Demikian pula, jika setiap suku cadang memerlukan 30 menit penggilingan manual yang sulit, bahkan batch yang relatif kecil pun dapat mewakili banyak jam kerja. Mengotomatiskan proses dapat memberikan pengembalian yang berguna.
Oleh karena itu, pabrik harus mengevaluasi total permintaan tahunan dan frekuensi pengulangan, bukan hanya kuantitas satu pesanan.
Peran Operator Manusia Berubah
Pemolesan robotik tidak menghilangkan kebutuhan akan orang. Ini mengubah jenis pekerjaan yang dilakukan orang.
Alih-alih memegang suku cadang berat di roda pemoles sepanjang shift, operator dapat memuat dan membongkar perlengkapan, memilih resep, memeriksa suku cadang jadi, mengganti abrasif, dan memantau produksi.
Pekerja pemolesan berpengalaman tetap sangat berharga selama pengembangan proses. Mereka memahami area mana yang memerlukan tekanan lebih, permukaan mana yang sensitif, dan bagaimana bahan yang berbeda bereaksi terhadap abrasif.
Pengalaman mereka dapat membantu insinyur membuat jalur robot dan pengaturan proses yang lebih baik.
Dalam proyek otomatisasi yang sukses, pengetahuan produksi dan teknologi robotik bekerja sama. Tujuannya adalah untuk menangkap pengalaman proses manusia dan mengubahnya menjadi resep produksi yang dapat diulang.
Pelatihan operator dasar harus mencakup:
- Operasi mesin yang aman.
- Pemilihan resep produk.
- Pergantian perlengkapan.
- Penggantian perkakas dan abrasif.
- Inspeksi kualitas.
- Penanganan alarm umum.
- Penyesuaian parameter dasar.
- Pemeliharaan dan pembersihan harian.
Antarmuka pengguna harus cukup sederhana bagi karyawan produksi untuk dioperasikan tanpa memerlukan pengetahuan pemrograman robot tingkat lanjut.
Kontrol Kualitas dalam Produksi High-Mix
Mempertahankan kualitas yang konsisten di berbagai produk adalah salah satu alasan terkuat untuk mempertimbangkan pemolesan robotik.
Setelah proses dikembangkan dengan benar, robot dapat mengulang jalur, kecepatan, sudut, tekanan, dan jumlah lintasan yang sama. Ini mengurangi variasi yang disebabkan oleh kelelahan atau perbedaan antar pekerja.
Namun, pengulangan robotik saja tidak menjamin kualitas yang baik. Jika suku cadang yang masuk sangat bervariasi atau abrasifnya aus, robot dapat mengulang proses yang salah secara konsisten.
Strategi kualitas yang lengkap harus mencakup:
- Pemeriksaan suku cadang masuk.
- Verifikasi posisi perlengkapan.
- Pemantauan kondisi perkakas.
- Inspeksi suku cadang pertama setelah pergantian.
- Standar kualitas permukaan yang jelas.
- Inspeksi sampel rutin.
- Kontrol versi resep.
- Catatan pemeliharaan.
- Data produksi yang dapat dilacak.
Inspeksi suku cadang pertama sangat penting. Setelah memuat resep baru atau mengganti perlengkapan, operator harus memeriksa suku cadang pertama yang selesai sebelum merilis batch untuk produksi penuh.
Jika penyesuaian kecil diperlukan, mereka harus disimpan dengan benar sehingga resep yang disetujui terbaru digunakan di lain waktu.
Menghitung Pengembalian Investasi
Nilai pemolesan robotik tidak boleh hanya diukur dengan membandingkan waktu siklus robot dengan waktu siklus pekerja.
Perhitungan juga harus mempertimbangkan:
- Penghematan tenaga kerja.
- Biaya pengerjaan ulang dan penolakan yang lebih rendah.
- Berkurangnya cedera di tempat kerja.
- Peningkatan konsistensi produksi.
- Jam operasi yang lebih lama.
- Keandalan pengiriman yang lebih baik.
- Berkurangnya ketergantungan pada tenaga kerja terampil yang langka.
- Persyaratan pelatihan yang lebih rendah.
- Peningkatan data produksi.
- Pemanfaatan ruang pabrik yang lebih baik.
- Penyiapan pesanan berulang yang lebih cepat.
Untuk produksi high-mix, biaya rekayasa dan pergantian juga harus disertakan.
Sistem mungkin memoles setiap suku cadang dengan cepat, tetapi jika operator menghabiskan terlalu banyak waktu untuk menyiapkan setiap batch, tingkat pemanfaatan sebenarnya akan tetap rendah.
Produsen harus menghitung berapa banyak waktu yang akan dihabiskan robot untuk memproduksi suku cadang yang disetujui dibandingkan dengan pemrograman, pengujian, pergantian perlengkapan, penggantian perkakas, dan menunggu material.
Tujuannya tidak harus mencapai utilisasi robot 100%. Dalam lingkungan produksi yang fleksibel, beberapa waktu persiapan diharapkan. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa total sistem memberikan biaya, kualitas, keselamatan, dan kinerja pengiriman yang lebih baik daripada metode saat ini.
Cara Praktis untuk Memulai
Pabrik tidak perlu mengotomatiskan seluruh jangkauan produk mereka segera.
Pendekatan berisiko lebih rendah adalah memulai dengan sekelompok produk perwakilan yang dipilih. Suku cadang ini harus memberikan variasi yang cukup untuk menguji fleksibilitas sistem sambil tetap berbagi beberapa fitur umum.
Proses implementasi praktis mungkin mencakup tahap-tahap berikut:
1. Kumpulkan Informasi Produk
Siapkan gambar 2D, model 3D, foto, bahan, dimensi, berat, kuantitas produksi, waktu pemrosesan manual, dan persyaratan kualitas permukaan.
2. Klasifikasikan Produk
Kelompokkan suku cadang berdasarkan bentuk, bahan, proses, metode perlengkapan, dan hasil akhir yang diperlukan.
3. Pilih Suku Cadang Uji Coba
Pilih beberapa produk perwakilan, termasuk suku cadang sederhana, suku cadang tipikal, dan suku cadang yang lebih sulit.
4. Kembangkan Konsep Awal
Tentukan ukuran robot, stasiun pemolesan, strategi perlengkapan, metode pemuatan, metode kontrol gaya, sistem keselamatan, dan persyaratan pengumpulan debu.
5. Lakukan Pengujian Proses
Pengujian sampel fisik biasanya diperlukan sebelum proses akhir disetujui. Ini mengonfirmasi pemilihan abrasif, waktu siklus, kualitas yang dapat dicapai, masa pakai perkakas, dan desain perlengkapan.
6. Bangun dan Simpan Resep
Buat resep digital yang disetujui untuk setiap produk dan tetapkan aturan penamaan dan kontrol versi yang jelas.
7. Latih Operator
Ajari karyawan cara mengganti produk, memilih resep, memeriksa kualitas, dan menangani pemeliharaan rutin.
8. Perluas Secara Bertahap
Setelah keluarga produk pertama stabil, tambahkan lebih banyak produk berdasarkan kebutuhan produksi aktual.
Pendekatan bertahap ini memungkinkan pabrik untuk belajar dari produksi aktual tanpa membuat proyek awal menjadi rumit.
Kapan Pemolesan Robotik Mungkin Bukan Pilihan Terbaik
Meskipun pemolesan robotik menjadi lebih fleksibel, ini tidak cocok untuk setiap aplikasi high-mix, low-volume.
Pemolesan manual mungkin tetap lebih praktis ketika:
- Setiap suku cadang unik.
- Informasi produk digital tidak tersedia.
- Area pemolesan yang diperlukan berubah secara tidak terduga.
- Kuantitas produksi sangat kecil.
- Suku cadang tidak dapat dipegang dengan aman atau konsisten.
- Persyaratan permukaan terutama bergantung pada penilaian artistik subjektif.
- Desain produk berubah sebelum program dapat digunakan kembali.
- Biaya perlengkapan dan pemrograman lebih tinggi daripada manfaat potensial.
Dalam beberapa kasus, solusi semi-otomatis mungkin merupakan langkah pertama yang lebih baik. Pabrik dapat menggunakan mesin penggilingan yang patuh, mesin pemoles yang dapat diprogram, atau robot hanya untuk tahap proses yang paling berulang.
Otomatisasi tidak perlu mencakup seluruh proses untuk menciptakan nilai.
Misalnya, robot dapat melakukan penggilingan awal yang berat sementara pekerja terampil menyelesaikan pemolesan kosmetik akhir. Ini mengurangi tenaga kerja fisik sambil mempertahankan fleksibilitas manusia di mana itu paling berguna.
Masa Depan Pemolesan Robotik Fleksibel
Teknologi pemolesan robotik akan terus menjadi lebih mudah diprogram dan lebih mudah beradaptasi.
Peningkatan dalam visi 3D, pembuatan jalur otomatis, penginderaan gaya, inspeksi permukaan, simulasi, dan kecerdasan buatan diharapkan dapat lebih mengurangi waktu penyiapan.
Sistem masa depan mungkin dapat mengimpor model 3D, mengidentifikasi permukaan yang perlu dipoles, merekomendasikan jenis perkakas, menghasilkan jalur robot awal, dan menyesuaikan parameter proses berdasarkan umpan balik sensor.
Insinyur manusia masih akan mendefinisikan tujuan kualitas dan menyetujui proses, tetapi sebagian besar pekerjaan pemrograman yang berulang mungkin menjadi lebih cepat.
Perkembangan ini penting karena manufaktur bergerak menuju keragaman produk yang lebih besar. Perusahaan membutuhkan otomatisasi yang dapat merespons perubahan permintaan pelanggan daripada otomatisasi yang hanya berfungsi ketika produk tetap tidak berubah selama bertahun-tahun.
Oleh karena itu, sistem pemolesan robotik yang paling sukses adalah yang dirancang sebagai platform produksi yang fleksibel.
Kesimpulan
Pemolesan robotik dapat menangani produksi high-mix, low-volume, tetapi fleksibilitas harus dibangun ke dalam sistem yang lengkap.
Robot itu sendiri hanyalah salah satu bagian dari solusi. Pergantian produk yang cepat, resep digital, kontrol gaya, perlengkapan modular, perkakas yang sesuai, pemrograman offline, operator terlatih, dan klasifikasi produk yang jelas sama pentingnya.
Produsen tidak boleh memulai dengan menanyakan apakah setiap produk dapat diotomatisasi. Pertanyaan yang lebih berguna adalah: keluarga produk mana yang dapat berbagi proses robotik yang sama, dan seberapa cepat sistem dapat beralih dari satu ke yang lain?
Ketika keluarga produk dipilih dengan cermat dan proses pemolesan distandarisasi, bahkan batch yang relatif kecil pun dapat cocok untuk otomatisasi. Pesanan berulang dapat dimulai kembali dengan cepat, kualitas permukaan dapat menjadi lebih konsisten, dan pabrik dapat mengurangi ketergantungannya pada pekerjaan manual yang sulit.
Pemolesan robotik tidak lagi terbatas pada pabrik yang memproduksi satu model dalam jumlah yang sangat besar. Ini semakin menjadi alat manufaktur yang fleksibel untuk perusahaan yang perlu memproduksi lebih banyak varietas, merespons pesanan pelanggan lebih cepat, dan mempertahankan kualitas yang stabil di pasar yang berubah.
Bagi produsen high-mix, low-volume, pertanyaannya bukan lagi sekadar apakah pemolesan robotik itu mungkin. Pertanyaan sebenarnya adalah bagaimana merancang sistem, perlengkapan, perkakas, dan data produksi sehingga fleksibilitas menjadi bagian dari operasi pabrik sehari-hari.
