Per molti anni, la lucidatura, la rettifica, la levigatura e la sbavatura sono dipese in larga misura da lavoratori qualificati.
Nelle fabbriche di tutto il mondo, gli operatori stanno per molte ore al giorno accanto a nastri abrasivi, mole, macchine per la levigatura e stazioni di lucidatura. Usano la loro esperienza per controllare pressione, angolazione, velocità e movimento.
Questo metodo tradizionale può produrre buoni risultati.
Tuttavia, la produzione sta cambiando.
I costi del lavoro stanno aumentando. I lucidatori qualificati stanno diventando più difficili da trovare. I clienti richiedono una qualità superficiale più stabile. Le scadenze di produzione si stanno facendo più strette. Allo stesso tempo, le fabbriche sono sotto pressione per migliorare la sicurezza, ridurre le rilavorazioni e aumentare l'automazione.
A causa di queste sfide, sempre più produttori stanno iniziando a passare dalla lucidatura manuale all'automazione della lucidatura robotizzata.I sistemi di lucidatura robotizzata vengono ora utilizzati per rubinetti, maniglie delle porte, parti automobilistiche, fusioni di alluminio, prodotti in acciaio inossidabile, sanitari, componenti di mobili, parti di macchinari e molti altri prodotti metallici.L'obiettivo non è semplicemente sostituire i lavoratori con i robot.
L'obiettivo più grande è creare un processo di finitura più stabile, efficiente, sicuro e controllabile.
Allora perché sempre più produttori stanno passando?
La risposta è legata a diversi importanti cambiamenti in atto nell'industria manifatturiera.
La lucidatura manuale è sempre dipesa dall'esperienza
La lucidatura sembra semplice da lontano.
Un operaio tiene un pezzo contro una mola rotante o muove uno strumento di rettifica su una superficie.
Ma in realtà, la finitura superficiale è un processo qualificato.
L'operaio deve capire molte cose contemporaneamente.
Quanta pressione deve essere applicata?
Quale angolazione deve essere utilizzata?
Quanto velocemente deve muoversi il prodotto?
Per quanto tempo ogni superficie deve essere lucidata?
Quale abrasivo deve essere usato per primo?
Quando l'operaio dovrebbe passare a una mola più fine?
Troppa pressione può danneggiare il pezzo.
Troppa poca pressione potrebbe non rimuovere abbastanza materiale.
L'angolazione sbagliata può creare segni visibili.
Lucidare un'area per troppo tempo può alterare la forma del pezzo o creare calore eccessivo.
Gli operatori esperti imparano queste abilità nel tempo.
Ciò significa che le fabbriche di lucidatura tradizionali dipendono spesso in larga misura da un piccolo numero di lavoratori altamente qualificati.
Ciò crea un rischio aziendale importante.
Se quei lavoratori se ne vanno, vanno in pensione o diventano indisponibili, la qualità della produzione può essere immediatamente compromessa.
I lucidatori qualificati stanno diventando più difficili da trovare
Uno dei motivi principali per cui i produttori stanno considerando l'automazione robotizzata è la disponibilità di manodopera.
I lavori di rettifica e lucidatura possono essere fisicamente impegnativi.
I lavoratori potrebbero dover stare in piedi per lunghi periodi, sollevare componenti pesanti, ripetere gli stessi movimenti e lavorare vicino a polvere, rumore, vibrazioni e attrezzature rotanti.
Per i lavoratori più giovani, queste posizioni sono spesso meno attraenti rispetto ai lavori di produzione più puliti e tecnici.
Di conseguenza, molte fabbriche trovano difficile reclutare nuovi operatori di lucidatura.
Anche quando i lavoratori possono essere assunti, la loro formazione richiede tempo.
Un nuovo dipendente può comprendere rapidamente il funzionamento di base di una macchina per la lucidatura, ma imparare a ottenere una finitura superficiale stabile su prodotti complessi può richiedere molto più tempo.
Per i produttori con ordini in crescita, la carenza di manodopera può limitare direttamente la capacità produttiva.
La lucidatura robotizzata offre un altro approccio.
Invece di aggiungere altri operatori di lucidatura manuale, il produttore può utilizzare un robot per ripetere automaticamente il processo di finitura.
Un operatore può quindi supervisionare diverse macchine o celle robotiche.
Ciò cambia il ruolo della manodopera dalla lucidatura ripetitiva all'operazione di attrezzature, ispezione, manutenzione e controllo della produzione.
La coerenza sta diventando più importante
In molte industrie, l'aspetto è parte della qualità del prodotto.
Un rubinetto con una superficie irregolare può essere rifiutato.
Una maniglia della porta con segni di lucidatura visibili potrebbe non superare l'ispezione.
Un componente in alluminio con una rettifica incoerente potrebbe richiedere rilavorazioni.
Una parte decorativa in acciaio inossidabile con una luminosità superficiale diversa da un lato all'altro potrebbe non soddisfare le aspettative del cliente.
La lucidatura manuale può creare variazioni perché ogni operaio lavora in modo leggermente diverso.
Un operaio può usare più pressione.
Un altro può muoversi più velocemente.
Un operatore può preferire una certa angolazione di lucidatura, mentre un altro usa una tecnica diversa.
Anche lo stesso operaio potrebbe non produrre esattamente lo stesso risultato all'inizio e alla fine di un lungo turno.
Anche la fatica può influire sulla qualità.
I robot forniscono un diverso livello di ripetibilità.
Una volta che il processo di finitura è stato programmato correttamente, il robot può ripetere lo stesso movimento ancora e ancora.
Può mantenere simili:
Percorsi del robot
Angoli di contatto
- Velocità di elaborazione
- Tempi di lucidatura
- Pressioni di contatto
- Sequenze di processo
- Ciò aiuta le fabbriche a creare un processo di produzione più standardizzato.
- Per i produttori che forniscono componenti automobilistici, sanitari, ferramenta, prodotti di consumo o componenti di alto valore, una migliore coerenza può essere uno dei motivi più forti per investire nella lucidatura robotizzata.
I robot non si stancano durante il lavoro ripetitivo
La rettifica e la lucidatura sono operazioni ripetitive.
Un operaio potrebbe dover lavorare sulla stessa superficie centinaia di volte per turno.
Con il passare delle ore, la fatica fisica può influire sulle prestazioni.
L'operaio potrebbe rallentare.
La pressione potrebbe diventare meno costante.
Piccole aree potrebbero essere trascurate.
I tempi di ciclo potrebbero cambiare.
I robot non provano la fatica fisica nello stesso modo.
Una volta che il sistema funziona correttamente, può continuare a ripetere il ciclo programmato.
Ciò rende la produzione più prevedibile.
Una fabbrica può stimare con maggiore precisione quante parti possono essere finite in un turno.
Tempi di ciclo stabili rendono anche più facile pianificare la produzione a monte e a valle.
Ad esempio, se una cella robotizzata finisce un componente ogni 80 secondi, la pianificazione della produzione diventa molto più prevedibile rispetto a un processo in cui i tempi di ciclo manuali variano in modo significativo da operaio a operaio.
La sicurezza dei lavoratori è una preoccupazione importante
Gli ambienti di lucidatura e rettifica possono presentare diverse sfide occupazionali.
A seconda del processo, i lavoratori possono essere esposti a:
Polvere metallica
Polvere abrasiva
- Rumore
- Vibrazioni
- Mole rotanti ad alta velocità
- Particelle volanti
- Movimenti ripetitivi delle braccia
- Parti pesanti
- Bordi taglienti
- Composti lucidanti
- Anche con dispositivi di protezione individuale e una corretta raccolta della polvere, la lucidatura rimane un lavoro impegnativo.
- L'automazione robotizzata consente ai lavoratori di stare più lontani dal processo di finitura diretto.
Il robot può operare all'interno di un involucro di sicurezza mentre gli operatori caricano i pezzi da un'area protetta o da un sistema di carico automatico.
Anche l'estrazione della polvere può essere integrata direttamente nella cella robotica.
Ciò può migliorare l'ambiente di lavoro e ridurre l'esposizione umana diretta a condizioni di lucidatura difficili.
Per molti produttori, la sicurezza sta diventando un fattore importante nella valutazione dei progetti di automazione.
Il costo del lavoro è solo una parte del calcolo
Molte aziende considerano i robot innanzitutto perché vogliono ridurre i costi del lavoro.
Il risparmio di manodopera può certamente essere importante.
Tuttavia, il vero valore economico della lucidatura robotizzata è spesso molto più ampio.
I produttori devono anche considerare il costo di:
Rilavorazioni
Scarti
- Formazione
- Turnover dei lavoratori
- Interruzioni della produzione
- Variazioni di qualità
- Straordinari
- Gestione della sicurezza
- Mancate consegne
- Ad esempio, immagina una fabbrica che utilizza sei operai per la lucidatura manuale.
- Se la produzione aumenta, l'azienda potrebbe aver bisogno di otto o dieci operai.
Ma assumere lucidatori qualificati aggiuntivi potrebbe essere difficile.
L'azienda potrebbe pagare straordinari ai lavoratori esistenti.
La qualità potrebbe diminuire durante i periodi di punta.
Più pezzi potrebbero richiedere rilavorazioni.
I tempi di consegna potrebbero allungarsi.
In questa situazione, l'automazione non sta semplicemente sostituendo la manodopera.
Sta aiutando la fabbrica ad aumentare la produzione senza creare la stessa pressione sulla manodopera.
Maggiore capacità produttiva senza aggiungere altri operatori
Un vantaggio importante dell'automazione robotizzata è la scalabilità.
Quando gli ordini aumentano, la produzione manuale richiede normalmente più operai.
Ma aggiungere operai può essere difficile.
I sistemi di lucidatura robotizzata possono aiutare ad aumentare la produzione senza aumentare la forza lavoro di finitura allo stesso ritmo.
A seconda dell'applicazione, i robot possono anche operare per periodi di produzione più lunghi.
Una cella robotizzata può continuare a lavorare sui pezzi durante le pause o tra i normali turni, a condizione che il carico, la manutenzione e le condizioni di sicurezza lo consentano.
Ciò può migliorare l'utilizzo delle attrezzature.
Per le fabbriche con una forte domanda di esportazione o ordini crescenti dei clienti, la capacità di aumentare la produzione senza assumere costantemente più lucidatori può fornire un vantaggio competitivo importante.
La lucidatura robotizzata può supportare la produzione 24 ore su 24
Alcuni produttori operano su due o tre turni.
Altri vogliono aumentare la produzione durante la notte.
La lucidatura manuale rende difficile la produzione continua perché ogni turno richiede lavoratori qualificati.
I sistemi robotizzati possono facilitare la produzione estesa.
Con carico e scarico automatici, un robot di lucidatura può continuare a operare per lunghi periodi con un intervento umano limitato.
Ciò non significa che una fabbrica possa semplicemente accendere il robot e andarsene.
Sono ancora necessarie ispezioni regolari, sostituzione degli abrasivi, manutenzione, controlli di qualità e monitoraggio della sicurezza.
Tuttavia, la quantità di manodopera diretta richiesta può essere significativamente inferiore.
Per i produttori ad alto volume, ciò può contribuire ad aumentare la capacità produttiva giornaliera.
Migliore controllo della pressione di lucidatura
Una delle maggiori sfide tecniche nella lucidatura robotizzata è il controllo della pressione di contatto.
La lucidatura è diversa dalle semplici operazioni di pick-and-place del robot.
Il robot deve entrare fisicamente in contatto con lo strumento abrasivo.
La quantità di forza è importante.
Troppa pressione può danneggiare la superficie.
Troppa poca pressione può produrre una finitura incompleta.
È per questo che i moderni sistemi di lucidatura robotizzata utilizzano sempre più tecnologie di controllo della forza.
A seconda dell'applicazione, il controllo della forza può essere fornito da:
Sensori di forza del robot
Attrezzature di lucidatura conformi
- Compensazione pneumatica
- Stazioni di finitura servo-controllate
- Sistemi di controllo attivo della forza
- Queste tecnologie aiutano il sistema a mantenere un contatto più stabile tra il prodotto e l'abrasivo.
- Ciò è particolarmente importante quando si lucidano prodotti curvi come rubinetti, maniglie delle porte, accessori per il bagno, parti automobilistiche e fusioni irregolari.
Un migliore controllo della forza rende la lucidatura robotizzata più adatta a superfici tridimensionali complesse.
I robot possono gestire forme complesse
In passato, alcuni produttori credevano che i robot fossero adatti solo per pezzi piatti semplici.
I moderni sistemi di finitura robotizzata possono gestire prodotti molto più complessi.
I robot industriali a sei assi possono avvicinarsi al pezzo da molte direzioni.
Il robot può ruotare il prodotto, cambiare angolazione e seguire percorsi curvi.
Ciò consente di utilizzare la lucidatura robotizzata per prodotti come:
Rubinetti
Valvole
- Raccordi in ottone
- Maniglie delle porte
- Fusioni di alluminio
- Parti di motociclette
- Accessori in acciaio inossidabile
- Componenti automobilistici
- Parti di mobili
- Il robot può lavorare diverse superfici in un unico ciclo.
- Ad esempio, potrebbe prima lucidare la superficie anteriore, ruotare il componente, finire l'area laterale e quindi avvicinarsi a un angolo curvo da un'altra angolazione.
Questa flessibilità è uno dei motivi per cui i robot stanno sostituendo sempre più le macchine per la lucidatura tradizionali a scopo singolo.
L'automazione può ridurre le rilavorazioni
Le rilavorazioni sono spesso un costo invisibile nei reparti di lucidatura manuale.
Un prodotto potrebbe apparire accettabile durante la prima ispezione, ma fallire successivamente il controllo qualità finale.
Il pezzo torna quindi alla stazione di lucidatura.
Un operaio deve lavorarlo di nuovo.
Ciò richiede manodopera aggiuntiva, abrasivi, energia e tempo di produzione.
Troppe rilavorazioni possono anche ritardare le spedizioni.
Poiché la lucidatura robotizzata fornisce condizioni di processo più coerenti, può ridurre la variazione.
Quando i percorsi del robot, la forza, la velocità, la selezione degli abrasivi e il tempo di lavorazione sono ottimizzati, ogni prodotto segue la stessa sequenza di finitura.
Ciò può ridurre il numero di pezzi che richiedono lucidatura aggiuntiva.
Per le fabbriche che producono grandi quantità, anche una piccola riduzione delle rilavorazioni può creare significativi risparmi annuali.
Tassi di scarto inferiori
Alcuni errori di finitura non possono essere riparati.
Se viene rimosso troppo materiale, il componente può essere danneggiato in modo permanente.
Se una superficie decorativa si deforma, il prodotto potrebbe dover essere scartato.
Se un bordo tagliente viene lucidato in modo troppo aggressivo, la geometria potrebbe non soddisfare più i requisiti dimensionali.
Gli errori manuali possono diventare costosi quando si lavorano pezzi di alto valore.
I sistemi robotizzati possono aiutare a controllare la rimozione del materiale in modo più attento.
Il movimento stabile e il contatto ripetibile riducono il rischio di sovra-lavorazione di alcune aree.
Ciò è particolarmente prezioso per componenti costosi o prodotti con requisiti dimensionali rigorosi.
Uso più efficiente degli abrasivi
I nastri abrasivi, le mole, le ruote a lamelle, i dischi di levigatura e i composti lucidanti sono importanti costi operativi.
Gli operatori manuali possono utilizzare questi materiali di consumo in modo diverso.
Alcuni operai premono più forte, il che può aumentare l'usura degli abrasivi.
Altri potrebbero sostituire nastri o mole prima del necessario.
I processi robotizzati possono standardizzare l'uso degli abrasivi.
Il robot utilizza pressione controllata e tempi di ciclo.
Ciò può aiutare i produttori a prevedere meglio quando gli utensili devono essere sostituiti.
Celle più avanzate possono anche compensare automaticamente l'usura della mola.
Man mano che la mola si riduce, il sistema può regolare la posizione del robot per mantenere un contatto adeguato.
Ciò consente ai produttori di ottenere una durata più prevedibile dai loro materiali di consumo.
Un processo più stabile per la preparazione della placcatura
Per prodotti come rubinetti, accessori per il bagno, ferramenta e parti metalliche decorative, la lucidatura viene spesso eseguita prima della placcatura.
La qualità della superficie lucidata può influire direttamente sull'aspetto finale placcato.
Graffi, segni di rettifica irregolari o difetti superficiali potrebbero essere ancora visibili dopo la placcatura.
Ciò significa che la preparazione della superficie deve essere coerente.
La lucidatura robotizzata può aiutare a creare una superficie più uniforme prima della cromatura, della nichelatura, del rivestimento PVD o di altri processi di finitura.
Per i produttori di prodotti decorativi di alta gamma, una qualità stabile pre-placcatura può migliorare l'aspetto finale e ridurre i reclami dei clienti.
I robot possono eseguire più di un processo di finitura
Le moderne celle di finitura robotizzata non si limitano alla lucidatura.
Lo stesso robot può eseguire diverse operazioni.
Un sistema tipico può includere:
Rettifica grezza
Rettifica fine
- Levigatura
- Sbavatura
- Lucidatura
- Lucidatura a specchio
- Pulizia
- Ad esempio, un corpo rubinetto in ottone potrebbe prima essere rettificato con un nastro abrasivo grosso.
Quindi il robot lo sposta su un nastro più fine.
Dopo di che, il prodotto potrebbe passare a una mola.
Infine, il robot esegue la lucidatura a specchio per creare una superficie brillante.
Tutti questi passaggi possono avvenire all'interno della stessa cella robotica.
Ciò riduce il trasferimento manuale del prodotto e rende il processo di finitura più integrato.
L'automazione flessibile supporta diversi prodotti
Molte fabbriche non producono un solo componente.
Possono avere diverse famiglie di prodotti.
L'automazione dedicata tradizionale può essere difficile quando i modelli di prodotto cambiano frequentemente.
I robot offrono maggiore flessibilità.
Diversi prodotti possono utilizzare programmi diversi.
Quando si cambia la produzione, gli operatori potrebbero solo dover:
Selezionare un nuovo programma robot.
Sostituire il fissaggio.
- Cambiare l'abrasivo o l'utensile di lucidatura, se necessario.
- Caricare il nuovo prodotto.
- Ciò rende la lucidatura robotizzata sempre più attraente per la produzione ad alto mix.
- Lo stesso robot può essere utilizzato per diversi prodotti nel corso della sua vita.
Ciò contribuisce a migliorare il valore a lungo termine dell'investimento.
La produzione ad alto mix e a basso volume sta diventando più importante
I produttori stanno assistendo a ordini sempre più personalizzati e a lotti più piccoli.
I clienti desiderano sempre più design, dimensioni e specifiche di prodotto diversi.
Ciò crea un problema per l'automazione tradizionale.
Una macchina dedicata a un prodotto potrebbe non essere economica se quel prodotto viene prodotto solo occasionalmente.
I sistemi robotizzati sono più adattabili.
I programmi possono essere memorizzati e riutilizzati.
Se una fabbrica riceve un altro ordine per lo stesso prodotto diversi mesi dopo, il programma di lucidatura precedente può essere ricaricato.
Ciò consente di preservare digitalmente la conoscenza del processo.
Invece di dipendere interamente da un operaio esperto che ricorda come è stato lucidato il prodotto, i parametri di produzione sono memorizzati nel sistema di automazione.
Digitalizzazione dell'esperienza del lavoratore qualificato
La conoscenza della lucidatura manuale esiste solitamente all'interno dell'esperienza del lavoratore.
È difficile da misurare.
Un operaio potrebbe dire:
"Applica un po' più di pressione qui."
"Muoviti più velocemente attorno a questo bordo."
"Lucida quest'area due volte."
Queste istruzioni potrebbero avere senso per un operatore esperto, ma sono difficili da standardizzare.
L'automazione robotizzata converte parte di questa esperienza in dati di processo.
Il sistema può memorizzare:
Percorso del robot
Velocità
- Forza di contatto
- Tipo di utensile
- Stato del robot
- Velocità della mola
- Sequenza di processo
- Ciò crea una ricetta di produzione ripetibile.
- Il controllo digitale del processo diventa particolarmente prezioso quando le fabbriche gestiscono più linee di produzione o diverse sedi produttive.
Gestione della qualità più semplice
La gestione della qualità diventa più difficile quando ogni operaio utilizza un metodo leggermente diverso.
I sistemi robotizzati rendono il processo più facile da documentare.
I produttori possono definire programmi standard per prodotti specifici.
I responsabili della produzione possono confrontare tempi di ciclo e parametri di processo.
Se appare un problema di qualità, gli ingegneri possono indagare sul programma del robot, sulle condizioni dell'utensile, sull'accuratezza del fissaggio e sulla variazione del pezzo in ingresso.
Ciò fornisce un approccio più strutturato al miglioramento del processo.
Per le aziende che lavorano verso la produzione intelligente, questo tipo di dati di produzione può diventare sempre più importante.
Integrazione con altre macchine
La lucidatura robotizzata non deve operare come un processo isolato.
Può essere collegata ad altre attrezzature di produzione.
Una linea di produzione completa può includere:
Lavorazione CNC
Fusione
- Taglio
- Rettifica
- Lucidatura
- Ispezione
- Pulizia
- Imballaggio
- I robot possono trasferire pezzi tra queste fasi.
- Ad esempio, un componente in alluminio potrebbe uscire da un centro di lavorazione e spostarsi automaticamente in una stazione di sbavatura robotizzata.
Dopo la sbavatura, potrebbe entrare in un sistema di ispezione.
Ciò riduce la movimentazione manuale dei materiali.
Man mano che le fabbriche diventano più automatizzate, la finitura superficiale robotizzata può diventare parte di una linea di produzione intelligente più ampia.
Migliore utilizzo dello spazio in fabbrica
I reparti di lucidatura manuale contengono spesso molte postazioni di lavoro individuali.
Ogni operaio necessita di una macchina, uno spazio di lavoro, un'area di stoccaggio dei materiali e una zona di sicurezza.
Una cella robotica può combinare diverse operazioni di finitura in un'unica area controllata.
Un robot può essere circondato da diverse stazioni di rettifica e lucidatura.
Ciò può creare un layout di produzione più compatto.
Per le fabbriche con spazio limitato, un migliore utilizzo dello spazio può essere un beneficio importante.
Può anche facilitare la raccolta della polvere e la gestione della sicurezza poiché le operazioni di finitura sono concentrate all'interno di una cella controllata.
Produzione più pulita e organizzata
I laboratori di lucidatura tradizionali possono diventare difficili da gestire a causa di polvere, particelle abrasive, composti lucidanti e movimentazione manuale dei materiali.
L'automazione incoraggia un design di cella più strutturato.
Il sistema può includere:
Recinzioni di sicurezza
Estrazione della polvere
- Stoccaggio degli utensili
- Erogazione automatica di composti lucidanti
- Carico organizzato dei pezzi
- Raccolta automatica dei rifiuti
- Ciò può migliorare l'organizzazione generale del laboratorio.
- Un ambiente di produzione più pulito e organizzato può anche creare una migliore impressione per i clienti in visita alla fabbrica.
Formazione più rapida per i nuovi dipendenti
Formare un lucidatore qualificato può richiedere molto tempo.
Anche l'utilizzo di una cella robotica richiede formazione, ma la natura della formazione è diversa.
I lavoratori non hanno bisogno di sviluppare manualmente la stessa abilità di lucidatura fisica.
Invece, imparano:
Come caricare i prodotti
Come selezionare i programmi
- Come sostituire gli abrasivi
- Come ispezionare i pezzi finiti
- Come rispondere agli allarmi
- Come eseguire la manutenzione di base
- Una volta che il processo è stato sviluppato dagli ingegneri, l'operazione quotidiana può diventare più standardizzata.
- Ciò può ridurre la dipendenza da pochi operatori manuali esperti.
Miglioramento dell'affidabilità delle consegne
I clienti tengono conto delle date di consegna.
Quando la lucidatura manuale diventa un collo di bottiglia nella produzione, l'intera fabbrica può subire ritardi.
La lavorazione meccanica potrebbe finire in tempo.
La fusione potrebbe finire in tempo.
L'assemblaggio potrebbe essere pronto.
Ma se la capacità di lucidatura è insufficiente, la spedizione finale non può comunque lasciare la fabbrica.
L'automazione robotizzata può rendere la capacità di finitura più prevedibile.
Tempi di ciclo stabili consentono ai manager di calcolare la produzione giornaliera con maggiore precisione.
Ciò aiuta a migliorare la pianificazione della produzione e l'affidabilità delle consegne.
Per i produttori di esportazione con scadenze di spedizione rigorose, ciò può essere particolarmente importante.
I robot stanno diventando più facili da programmare
Un altro motivo per cui la lucidatura robotizzata è in crescita è che la tecnologia di programmazione dei robot continua a migliorare.
La programmazione robotica tradizionale poteva richiedere molto tempo, soprattutto per superfici complesse.
Oggi, i produttori possono utilizzare:
Programmazione offline
Modelli CAD 3D
- Software di simulazione
- Materiale
- Librerie di processi digitali
- Questi strumenti possono facilitare lo sviluppo e l'ottimizzazione dei percorsi di finitura.
- Per nuovi prodotti, gli ingegneri possono spesso iniziare a lavorare da modelli 3D prima che arrivino campioni fisici.
Il test fisico è ancora importante per la validazione finale del processo, ma l'ingegneria digitale può accelerare significativamente la fase di progettazione iniziale.
Il ruolo dei fissaggi
I fissaggi sono una delle parti più importanti di un sistema di lucidatura robotizzata.
Il robot deve sapere esattamente dove si trova il prodotto.
Se il pezzo si muove o viene posizionato in modo diverso ogni volta, la qualità della lucidatura può diventare instabile.
Un buon fissaggio dovrebbe fornire:
Posizionamento accurato
Bloccaggio affidabile
- Carico facile
- Cambio rapido
- Accesso alle superfici importanti
- Per più modelli di prodotto, i produttori possono utilizzare fissaggi a cambio rapido o modulari.
- Ciò consente alla cella robotica di passare più efficientemente tra i prodotti.
Non tutti i processi di lucidatura dovrebbero essere automatizzati
La lucidatura robotizzata offre molti vantaggi, ma l'automazione non è automaticamente la soluzione migliore per ogni applicazione.
Alcuni pezzi potrebbero avere volumi di produzione estremamente bassi.
Alcuni prodotti potrebbero cambiare troppo frequentemente.
Alcune superfici potrebbero richiedere un giudizio manuale speciale.
Anche il costo dei fissaggi e della programmazione deve essere considerato.
I produttori dovrebbero valutare attentamente la loro applicazione.
I fattori importanti includono:
Volume di produzione
Numero di modelli di prodotto
- Costo attuale della manodopera
- Tempo di ciclo manuale
- Requisiti di qualità superficiale
- Materiale del prodotto
- Geometria del prodotto
- Processo di finitura
- Tasso attuale di rilavorazione
- Spazio di fabbrica disponibile
- Il miglior progetto di automazione non è sempre il sistema più complicato.
- È il sistema che fornisce il giusto equilibrio tra investimento, flessibilità, produttività e qualità.
Come i produttori possono avviare il processo di automazione
Un progetto di lucidatura robotizzata inizia normalmente con l'analisi dell'applicazione.
I produttori possono fornire informazioni come:
Foto del prodotto
Disegni 2D
- Modelli CAD 3D
- Dimensioni del prodotto
- Materiale
- Peso del prodotto
- Volume di produzione mensile
- Tempo attuale di lucidatura manuale
- Finitura superficiale richiesta
- Processo di lucidatura attuale
- Video di operai che eseguono il processo
- Queste informazioni aiutano gli ingegneri dell'automazione a comprendere il progetto.
- Un concetto tecnico iniziale può quindi essere sviluppato.
Successivamente, campioni fisici possono essere utilizzati per test di lucidatura, validazione del processo, selezione degli abrasivi e ottimizzazione dei tempi di ciclo.
Questo approccio passo dopo passo aiuta a ridurre il rischio del progetto.
Il ritorno sull'investimento va oltre la sostituzione dei lavoratori
Quando si valuta il ROI, i produttori non dovrebbero concentrarsi solo sul numero di lavoratori sostituiti.
Un calcolo più completo dovrebbe includere:
Risparmio di manodopera
Rilavorazioni ridotte
- Scarti ridotti
- Qualità più coerente
- Costi di formazione inferiori
- Maggiore capacità produttiva
- Migliore utilizzo degli abrasivi
- Straordinari ridotti
- Sicurezza migliorata
- Migliore affidabilità delle consegne
- Aumento delle ore di produzione
- In molti casi, questi benefici combinati sono più importanti del solo risparmio diretto di manodopera.
- L'automazione può anche fornire valore a lungo termine perché il robot può essere riprogrammato per prodotti futuri.
La lucidatura robotizzata sta diventando parte della produzione intelligente
Le fabbriche si stanno muovendo verso sistemi di produzione più digitali e connessi.
La lucidatura robotizzata sta diventando parte di questa trasformazione.
Le future celle di finitura utilizzeranno sempre più sensori e dati di produzione.
I sistemi monitoreranno automaticamente:
Usura degli utensili
Forza di contatto
- Tempo di ciclo
- Stato del robot
- Modello del prodotto
- Quantità di produzione
- Requisiti di manutenzione
- I sistemi di visione possono aiutare a identificare i prodotti.
- I cambi utensile automatici possono consentire a un robot di eseguire più processi.
Il software di gestione della produzione registrerà i dati di ogni pezzo finito.
Ciò renderà la finitura superficiale più intelligente e più facile da controllare.
Il ruolo umano sta cambiando
L'automazione non significa che le persone scompaiano dalla produzione.
Invece, i loro ruoli cambiano.
I lucidatori manuali eseguono direttamente la finitura fisica.
Nelle fabbriche automatizzate, i dipendenti potrebbero concentrarsi maggiormente su:
Ottimizzazione del processo
Programmazione robotica
- Ispezione di qualità
- Manutenzione delle attrezzature
- Pianificazione della produzione
- Analisi dei dati
- Ciò può creare lavori più tecnici e meno fisicamente impegnativi.
- Gli esperti lucidatori possono anche svolgere un ruolo importante nello sviluppo di processi robotizzati perché comprendono come si comportano materiali e abrasivi.
La loro conoscenza può aiutare gli ingegneri a creare migliori programmi robotici.
Perché il passaggio sta avvenendo ora
La tecnologia di lucidatura robotizzata esiste da molti anni.
Allora perché sempre più produttori sono interessati ora?
Diverse tendenze si stanno verificando contemporaneamente.
La carenza di manodopera sta diventando più grave.
I costi del lavoro stanno aumentando.
I clienti si aspettano una qualità migliore.
Le fabbriche necessitano di maggiore flessibilità produttiva.
La tecnologia robotica sta migliorando.
Gli strumenti di programmazione stanno diventando più pratici.
I sistemi di controllo della forza stanno diventando più avanzati.
Anche i produttori stanno diventando più a loro agio con l'automazione.
Insieme, queste tendenze stanno accelerando il passaggio dalla finitura manuale alla produzione robotizzata.
Dalla postazione di lavoro manuale alla cella di finitura automatizzata
La differenza tra una postazione di lucidatura tradizionale e una cella robotica è significativa.
In una postazione manuale, la produzione dipende in larga misura dall'operatore.
In una cella robotica, il processo è controllato da programmi, fissaggi, utensili e parametri di automazione.
L'obiettivo è trasformare la lucidatura da un'abilità individuale a un processo di produzione ripetibile.
Ciò non significa che la lucidatura diventi facile.
La finitura superficiale richiede ancora una forte conoscenza del processo.
Tuttavia, una volta sviluppato il processo corretto, i robot possono ripeterlo in modo coerente.
Questo è il vero valore dell'automazione.
Conclusione
Il passaggio dalla lucidatura manuale all'automazione robotizzata non è semplicemente una tendenza tecnologica.
Riflette cambiamenti più profondi nella produzione moderna.
Le fabbriche stanno affrontando carenze di manodopera.
I clienti si aspettano una migliore qualità.
I volumi di produzione devono aumentare.
I modelli di prodotto cambiano più frequentemente.
I produttori necessitano di processi produttivi più sicuri e prevedibili.
La lucidatura robotizzata può aiutare a risolvere molte di queste sfide.
Può migliorare la coerenza, ridurre le rilavorazioni, aumentare la capacità produttiva, ridurre la dipendenza dalla manodopera manuale qualificata, migliorare la sicurezza sul lavoro e supportare una produzione più flessibile.
La lucidatura manuale continuerà ad esistere, soprattutto per lavori specializzati e a basso volume.
Ma per la produzione ripetitiva in cui contano qualità, produttività e stabilità, l'automazione robotizzata sta diventando una scelta sempre più pratica.
La domanda per molti produttori sta quindi cambiando.
Non è più semplicemente:
"Un robot può lucidare i nostri prodotti?"
Invece, le aziende stanno iniziando a chiedere:
"Quanto potrebbe migliorare la nostra produzione se la lucidatura fosse automatizzata?"
Poiché la tecnologia robotica, il controllo della forza, la programmazione digitale e i sistemi di produzione flessibile continuano a svilupparsi, è probabile che sempre più fabbriche effettueranno la transizione.
Dai rubinetti e maniglie delle porte ai componenti automobilistici e alle fusioni metalliche, il futuro della finitura superficiale sta diventando più automatizzato, più coerente e più intelligente.
Per molti produttori, il viaggio dalla lucidatura manuale all'automazione robotizzata è già iniziato.
