برای سالهای متمادی، پرداخت رباتیک عمدتاً با کارخانههای بزرگی که هزاران قطعه یکسان تولید میکردند مرتبط بود. ایده سنتی ساده بود: اگر یک تولیدکننده محصول پایدار، دوره تولید طولانی و حجم کافی داشته باشد، سرمایه گذاری در یک سیستم پولیش روباتیک منطقی است. اگر طرح های محصول به طور مکرر تغییر می کرد یا تعداد سفارشات کم بود، پرداخت دستی عملی تر به نظر می رسید.
این دیدگاه اکنون در حال تغییر است.
تولیدکنندگان در صنایعی مانند لوازم بهداشتی، قطعات خودرو، مبلمان فلزی، سخت افزار درب، ظروف پخت و پز، هوافضا، تجهیزات پزشکی و فلزکاری عمومی با محیط تولید جدیدی روبرو هستند. مشتریان انتخاب های بیشتر محصول، زمان تحویل کوتاه تر، مقادیر سفارش کمتر و طرح های سفارشی تر می خواهند. در نتیجه، کارخانه ها باید قطعات مختلف زیادی را پردازش کنند و در عین حال قطعات کمتری از هر مدل تولید کنند.
این به عنوان تولید با ترکیب بالا و کم حجم شناخته می شود.
آیا پولیش رباتیک می تواند به طور موثر در این محیط کار کند؟ پاسخ کوتاه بله است، اما فقط زمانی که سیستم برای انعطافپذیری طراحی شده باشد.
سیستم های پولیش رباتیک مدرن دیگر محدود به تکرار یک حرکت ثابت روی یک محصول نیستند. با کنترل نیرو، ابزارهای تغییر سریع، وسایل انعطاف پذیر، دستور العمل های فرآیند دیجیتال، برنامه نویسی سه بعدی و سنجش هوشمند، یک ربات می تواند بسیار سریعتر از قبل بین قسمت های مختلف جابجا شود.
با این حال، موفقیت چنین سیستمی به چیزی بیش از نصب یک ربات بستگی دارد. تولیدکنندگان باید ترکیب محصول، الزامات پرداخت، فرکانس تغییر، نیازهای ابزارآلات و اهداف تولید را درک کنند. هنگامی که این عوامل به دقت در نظر گرفته شوند، پولیش رباتیک می تواند به یک راه حل عملی حتی برای دسته های کوچک و محصولاتی که اغلب تغییر می کنند تبدیل شود.
درک تولید ترکیبی بالا و کم حجم
تولید با ترکیب بالا و حجم کم به این معنی است که یک کارخانه مدل های مختلف محصول را تولید می کند، اما مقدار هر محصول نسبتاً کم است.
به عنوان مثال، یک تولید کننده سخت افزار حمام ممکن است ده ها بدنه، دستگیره، شیرآلات و لوازم جانبی شیر آب تولید کند. یک سفارش ممکن است به 200 قطعه از یک مدل شیر آب خاص نیاز داشته باشد، در حالی که سفارش دیگر ممکن است فقط به 50 قطعه از یک دسته خاص نیاز داشته باشد. جنس، اندازه، شکل و سطح مورد نیاز ممکن است از یک سفارش به ترتیب دیگر تغییر کند.
یک تامین کننده مبلمان فلزی ممکن است با وضعیت مشابهی روبرو شود. ممکن است لازم باشد پایههای صندلی از جنس استنلس استیل در صبح، تکیهگاههای میز آلومینیومی در بعدازظهر و یک دسته کوچک از قطعات تزئینی سفارشیشده در روز بعد صیقل داده شود.
این مدل تولید چندین چالش ایجاد می کند:
- شکل محصول اغلب تغییر می کند.
- اندازه دسته کوچک است.
- پیش بینی برنامه های تولید دشوار است.
- مسیرهای پولیش باید برای قسمت های مختلف تنظیم شود.
- وسایل و ابزار ممکن است نیاز به تعویض داشته باشند.
- کیفیت سطح باید ثابت بماند.
- اپراتورهای ماهر برای بسیاری از فرآیندهای مختلف مورد نیاز هستند.
- زمان راه اندازی می تواند نشان دهنده بخش بزرگی از کل زمان تولید باشد.
اتوماسیون سنتی اغلب برای یک محصول واحد و یک چرخه تولید طولانی طراحی می شد. یک سلول رباتیک ثابت می تواند سرعت بالا و کیفیت پایداری را ارائه دهد، اما تغییر سیستم برای مدیریت یک محصول جدید ممکن است به برنامه ریزی گسترده، وسایل جدید و دوره های آزمایش طولانی نیاز داشته باشد.
برای تولید با مخلوط بالا، آن نوع اتوماسیون غیر قابل انعطاف کافی نیست. سیستم باید بتواند محصولات را سریع و اقتصادی تغییر دهد.
چرا پرداخت دستی هنوز رایج است؟
پرداخت دستی رایج است زیرا کارگران انسانی به طور طبیعی انعطاف پذیر هستند. یک اپراتور باتجربه می تواند به یک قطعه جدید نگاه کند، شکل آن را درک کند، یک ماده ساینده را انتخاب کند و فشار پولیش را با احساس تنظیم کند.
این توانایی به ویژه زمانی مفید است که مقادیر سفارش کم باشد یا نوع محصول به طور مرتب تغییر کند.
با این حال، پرداخت دستی نیز مشکلات جدی ایجاد می کند.
اولاً، کیفیت به شدت به تجربه و شرایط فیزیکی اپراتور بستگی دارد. دو کارگر ممکن است یک قسمت را به طور متفاوتی صیقل دهند. حتی یک کارگر ممکن است نتایج متفاوتی در صبح و در پایان یک شیفت طولانی داشته باشد.
دوم، پولیش از نظر فیزیکی سخت است. کارگران در معرض لرزش، صدا، گرد و غبار، گرما و حرکات مکرر بازو قرار دارند. قطعات سنگین یا نامنظم نیز می توانند خطر آسیب را افزایش دهند.
سوم، استخدام و نگهداری کارگران ماهر پولیش در بسیاری از مناطق تولیدی دشوارتر می شود. آموزش یک اپراتور جدید می تواند ماه ها یا حتی سال ها طول بکشد، به خصوص برای قطعاتی با منحنی های پیچیده یا الزامات ظاهری سخت.
در نهایت، اندازه گیری تولید دستی دشوار است. کارخانه ها ممکن است بدانند که چند قطعه تکمیل شده است، اما اغلب اطلاعات محدودی در مورد فشار پرداخت، سایش ابزار، زمان چرخه یا پایداری فرآیند دارند.
پولیش رباتیک می تواند بسیاری از این مسائل را برطرف کند. چالش این است که به ربات انعطاف کافی برای رویارویی با محصولات در حال تغییر بدهد.
چالش اصلی: تغییر سریع محصول
در تولید با حجم بالا، صرف چندین ساعت برای تنظیم یک برنامه روباتیک ممکن است قابل قبول باشد زیرا این سیستم پس از آن هزاران قطعه یکسان را تولید خواهد کرد.
در تولیدات کم حجم اوضاع فرق می کند. اگر یک کارخانه فقط 50 قطعه را پولیش کند، زمان راه اندازی طولانی می تواند ارزش اقتصادی اتوماسیون را از بین ببرد.
به همین دلیل، زمان تغییر یکی از مهم ترین اندازه گیری ها برای یک سیستم پولیش رباتیک با مخلوط بالا است.
تغییر کامل ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- در حال بارگیری یک برنامه ربات جدید
- تعویض یا تنظیم فیکسچر.
- انتخاب ابزار ساینده صحیح
- تنظیم سرعت پرداخت و فشار تماس.
- بررسی موقعیت قطعه کار
- اجرای یک قسمت آزمایشی
- بازرسی کیفیت سطح
- انجام تنظیمات نهایی فرآیند
یک سیستم انعطاف پذیر باید زمان لازم برای هر یک از این مراحل را کاهش دهد. در حالت ایدهآل، اپراتورها باید بتوانند دستور پخت محصول ذخیره شده را انتخاب کنند، وسایل صحیح را نصب کنند، ابزار را تأیید کنند، و تولید را با تنظیم دستی محدود آغاز کنند.
هرچه فرآیند تغییر آسانتر شود، اندازه دسته کوچکتر میشود که از نظر اقتصادی خودکار شود.
دستور العمل های دیجیتال تولید دسته ای کوچک را آسان تر می کند
یکی از مفیدترین ویژگی های پولیش رباتیک مدرن، دستور فرآیند دیجیتال است.
یک دستور غذا تنظیمات تولید را برای یک قسمت خاص ذخیره می کند. ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- مسیرهای حرکت ربات
- زوایای پرداخت.
- فشار تماسی
- سرعت چرخش ابزار
- سرعت حرکت ربات
- تعداد پاس های پولیش.
- نوع ساینده.
- ارزش های جبرانی
- موقعیت بارگذاری قطعه کار
- الزامات بازرسی
پس از آزمایش و تایید یک فرآیند، دستور غذا را می توان در سیستم ذخیره کرد. هنگامی که همان محصول هفته ها یا ماه ها بعد برمی گردد، اپراتور می تواند به جای توسعه مجدد فرآیند، دستور غذا را دوباره بارگیری کند.
این امر به ویژه برای تولید کنندگانی که سفارشات تکراری را در مقادیر کم دریافت می کنند بسیار ارزشمند است.
به عنوان مثال، یک تولید کننده شیر ممکن است در این ماه 300 دستگاه از یک مدل بسازد و سه ماه بعد سفارش دیگری برای 150 دستگاه دریافت کند. اگر دستور صیقل به درستی ذخیره شود، کارخانه می تواند با حفظ کیفیت سطح مشابه، تولید را به سرعت شروع کند.
دستور العمل های دیجیتال همچنین از دانش فرآیند محافظت می کنند. به جای تکیه کامل به حافظه یک کارگر باتجربه، کارخانه می تواند پارامترهای مهم تولید را در دستگاه ذخیره کند.
دانش کارگر از فرآیند حذف نمی شود. به یک روش تولید تکرارپذیر و قابل مدیریت تبدیل می شود.
کنترل نیرو برای پرداخت انعطاف پذیر ضروری است
پولیش با اتوماسیون ساده انتخاب و مکان متفاوت است. ربات باید ضمن اعمال فشار مناسب با قطعه کار در تماس باقی بماند.
اگر فشار خیلی کم باشد، ممکن است ابزار به اندازه کافی مواد را حذف نکند. اگر فشار خیلی زیاد باشد، سیستم ممکن است به سطح آسیب برساند، علائم پولیش ایجاد کند، هندسه قطعه را تغییر دهد یا ساینده را خیلی سریع فرسوده کند.
این هنگام پردازش قطعات با منحنی ها، لبه ها، تغییرات ریخته گری، درزهای جوش یا تفاوت های ابعادی کمی چالش برانگیزتر می شود.
سیستم های پولیش رباتیک مدرن اغلب از دستگاه های کنترل نیرو یا انطباق برای مدیریت این مشکل استفاده می کنند.
کنترل نیرو به سیستم اجازه می دهد حتی زمانی که موقعیت سطح کمی تغییر می کند، نیروی تماس پایدارتری را حفظ کند. یک واحد پولیش سازگار می تواند تفاوت های کوچک بین مسیر برنامه ریزی شده و قطعه کار واقعی را جذب کند.
این در تولید با اختلاط بالا مهم است زیرا همه اعضای خانواده دارای شکل یا دقت ابعادی یکسان نیستند.
برای مثال، اجزای ریخته گری ممکن است از یک قطعه به قطعه دیگر تغییرات کوچکی داشته باشند. یک سیستم کاملاً سفت و سخت ممکن است برای حفظ تماس ثابت تلاش کند. یک سیستم کنترل شده با نیرو می تواند بهتر با این تفاوت ها سازگار شود.
کنترل نیرو به این معنی نیست که ربات می تواند به طور خودکار هر قسمت ناشناخته را کنترل کند. برنامه نویسی و توسعه فرآیند هنوز ضروری است. با این حال، سیستم را متحمل تر می کند و نیاز به موقعیت یابی کامل قطعه را کاهش می دهد.
فیکسچرهای انعطاف پذیر زمان راه اندازی را کاهش می دهند
هنگامی که شرکتها پولیش رباتیک را ارزیابی میکنند، معمولاً لامپها نادیده گرفته میشوند. در واقعیت، طراحی فیکسچر می تواند تعیین کند که آیا اتوماسیون با ترکیب بالا موفق است یا شکست.
یک فیکسچر باید قطعه را در حین پرداخت محکم نگه دارد. همچنین باید قطعه کار را به طور دقیق قرار دهد و به ربات اجازه دهد تا به سطوح مورد نیاز برسد.
برای یک کارخانه با محصولات زیاد، ساختن یک وسیله کاملاً متفاوت برای هر قطعه می تواند گران و ناخوشایند باشد. همچنین می تواند مشکلات ذخیره سازی و تغییر را ایجاد کند.
استراتژی های فیکسچر انعطاف پذیر ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- نقاط گیره قابل تنظیم
- صفحات ثابت مدولار.
- بلوک های مکان یابی قابل تعویض
- پایه های ثابت ثابت.
- مکانیسم های قفل سریع
- گیره های پنوماتیک یا هیدرولیک.
- طرح های یراق آلات محصول-خانواده.
- شناسایی خودکار وسایل
تولیدکنندگان به جای ایجاد یک فیکسچر برای هر محصول، گاهی اوقات می توانند قطعات مشابه را در خانواده های محصول گروه بندی کنند.
برای مثال، چندین بدنه شیر ممکن است طراحی بیرونی متفاوتی داشته باشند اما موقعیت اتصال یا نقطه نصب داخلی یکسانی داشته باشند. یک پلت فرم ثابت ثابت می تواند همه آنها را تنها با تغییر یک جزء کوچک مکان نگه دارد.
یک دستگاه به خوبی طراحی شده می تواند زمان تعویض را کاهش دهد، دقت موقعیت یابی را بهبود بخشد و کار اپراتور را بسیار آسان کند.
ابزارهای تغییر سریع انعطاف پذیری را افزایش می دهند
کارهای مختلف پولیش به ابزارهای متفاوتی نیاز دارند.
یک قسمت ممکن است به یک تسمه ساینده درشت برای آسیاب اولیه نیاز داشته باشد و به دنبال آن یک تسمه ریزتر و یک چرخ کوبنده وجود دارد. قسمت دیگری ممکن است فقط به پرداخت سبک سطح نیاز داشته باشد. اجزای پیچیده ممکن است به چندین اندازه چرخ برای رسیدن به مناطق مختلف نیاز داشته باشند.
یک سلول رباتیک منعطف ممکن است از چندین ایستگاه پولیش یا یک سیستم تعویض خودکار ابزار استفاده کند.
بسته به کاربرد، ربات می تواند قطعه کار را بین ابزارهای مختلف جابجا کند. در سیستم های دیگر، ربات ابزار پولیش را نگه می دارد و تجهیزات انتهای بازو را به طور خودکار تغییر می دهد.
فناوری تغییر سریع به کاهش مداخلات دستی کمک می کند و پردازش محصولات مختلف را در یک سلول آسان تر می کند.
مدیریت ابزار به همان اندازه مهم است. سیستم باید بداند که کدام ابزار نصب شده است، چه مدت از آن استفاده شده است و آیا نیاز به تعویض دارد یا خیر.
یک ساینده فرسوده مانند یک ساینده جدید عمل نمی کند. اگر پارامترهای فرآیند بدون تغییر باقی بمانند، کیفیت سطح و زمان چرخه ممکن است ناپایدار شوند. جبران سایش ابزار می تواند به ربات کمک کند تا حرکت خود را با کوچکتر شدن چرخ پولیش یا از دست دادن عملکرد برش تسمه ساینده تنظیم کند.
برای تولید با مخلوط بالا، این اطلاعات باید در صورت امکان در دستور العمل محصول گنجانده شود.
برنامه نویسی آفلاین می تواند زمان آماده سازی را کوتاه کند
برنامه نویسی ربات سنتی اغلب به یک مهندس نیاز دارد تا ربات را نقطه به نقطه در داخل سلول تولید حرکت دهد. این روش می تواند موثر باشد، اما ممکن است برای قطعات پیچیده زمان زیادی ببرد.
همچنین به این معنی است که ممکن است دستگاه نیاز به توقف در هنگام برنامه ریزی محصول جدید داشته باشد.
برنامه نویسی آفلاین روش دیگری را ارائه می دهد.
مهندسان با استفاده از مدل سه بعدی قطعه، فیکسچر، ربات و تجهیزات پولیش، می توانند مسیرهای روبات را روی کامپیوتر ایجاد و آزمایش کنند. آنها می توانند قبل از انتقال برنامه به سیستم واقعی، دسترسی، وضعیت ربات، برخوردهای احتمالی و زمان چرخه تخمینی را بررسی کنند.
این چندین مزیت را برای تولید با مخلوط بالا ارائه می دهد:
- در حالی که ربات به تولید خود ادامه می دهد، می توان برنامه های جدیدی تهیه کرد.
- مسیرهای پیچیده را می توان با کارایی بیشتری توسعه داد.
- خطرات برخورد را می توان زودتر شناسایی کرد.
- زمان چرخه را می توان قبل از آزمایش فیزیکی تخمین زد.
- برنامه های مشابه را می توان برای محصولات مرتبط کپی و تنظیم کرد.
- برنامه ریزی تولید آسان تر می شود.
برنامه نویسی آفلاین به طور کامل نیاز به آزمایش در دنیای واقعی را برطرف نمی کند. نتایج واقعی پرداخت به فشار، شرایط ساینده، خواص مواد و تغییرات قطعه بستگی دارد. تنظیمات نهایی معمولاً در دستگاه مورد نیاز است.
با این حال، می تواند تا حد زیادی مقدار زمان صرف شده برای توسعه مسیر اصلی ربات را کاهش دهد.
کیفیت اطلاعات دیجیتال مشتری نیز مهم است. مدلهای سهبعدی دقیق، نقشههای دوبعدی، جزئیات مواد، الزامات سطح و عکسهای واضح محصول، آمادهسازی مفهوم پولیش اولیه را آسانتر میکند.
سیستمهای ویژن میتوانند به تغییر قسمت کمک کنند
سیستم های بینایی در تولید رباتیک رایج تر می شوند. دوربین ها و حسگرهای سه بعدی می توانند به مکان یابی قطعات، شناسایی مدل های محصول و تشخیص تفاوت ها در موقعیت قطعه کار کمک کنند.
در برخی از برنامه ها، یک سیستم بینایی می تواند نحوه قرارگیری یک جزء را بررسی کند و مسیر ربات را بر اساس آن تنظیم کند. این می تواند نیاز به بارگیری دستی بسیار دقیق را کاهش دهد.
Vision همچنین ممکن است به شناسایی محصولی که وارد سلول رباتیک شده است کمک کند. سپس سیستم می تواند دستور صیقل صحیح را به صورت خودکار بارگیری کند.
سیستم های بازرسی پیشرفته تر ممکن است سطح را قبل یا بعد از پرداخت بررسی کنند. با این حال، بازرسی سطوح فلزی صیقلی کار آسانی نیست. انعکاس ها، شرایط مختلف نور، خراش های ریز و تغییر زوایای سطح می تواند بازرسی خودکار را دشوار کند.
برای بسیاری از کارخانه ها، چشم انداز باید مرحله به مرحله معرفی شود. شناسایی پایه و تصحیح موقعیت ممکن است ارزش فوری بیشتری نسبت به تلاش برای خودکار کردن هر جنبه از بازرسی کیفیت به یکباره ارائه دهد.
گروه بندی محصولات به خانواده ها
یک اشتباه رایج این است که هر محصول را به عنوان یک پروژه اتوماسیون کاملا مجزا در نظر می گیریم.
در بسیاری از کارخانه ها، محصولات را می توان بر اساس جنس، شکل، اندازه، روش نگهداری، پرداخت سطح یا فرآیند پرداخت به خانواده ها دسته بندی کرد.
به عنوان مثال، یک کارخانه لوازم بهداشتی ممکن است گروه هایی مانند:
- بدنه شیر آب برنجی.
- دستگیره های شیر آب.
- بدنه دریچه ها
- لوازم حمام.
- اتصالات فولادی ضد زنگ.
محصولات یک خانواده ممکن است از وسایل مشابه، ساینده ها، فشارهای پرداخت و حرکات ربات استفاده کنند. یک مدل جدید اغلب می تواند با کپی کردن یک برنامه موجود و اصلاح نقاط مسیر مشخص ایجاد شود.
این امر زمان مهندسی را کاهش می دهد و مدیریت سیستم را آسان تر می کند.
قبل از خرید یک سیستم پولیش روباتیک، تولیدکنندگان باید سفارشات تاریخی خود را مطالعه کرده و یک ماتریس محصول ایجاد کنند. ماتریس می تواند نشان دهد:
- نام و مدل محصول
- مواد.
- ابعاد و وزن.
- مقدار سالانه یا ماهانه.
- اندازه دسته.
- زمان فعلی پرداخت دستی.
- کیفیت سطح مورد نیاز
- میزان نقص فعلی یا دوباره کاری
- ابزار و ساینده های مورد نیاز
- خانواده محصولات مشابه
- تقاضای آینده مورد انتظار
این تجزیه و تحلیل به تعیین اینکه کدام محصولات باید ابتدا خودکار شوند کمک می کند.
بهترین محصولات اولیه همیشه با بالاترین حجم نیستند. یک کاندیدای خوب ممکن است بخشی دشوار، خطرناک، تکراری یا بسیار وابسته به نیروی کار ماهر باشد.
آیا یک ربات می تواند هر محصولی را مدیریت کند؟
از نظر فنی، یک ربات را می توان برای بخش های مختلف برنامه ریزی کرد. در عمل، انتظار از یک سیستم برای مدیریت هر محصول در یک کارخانه ممکن است پیچیدگی غیر ضروری ایجاد کند.
طیف وسیعی از محصولات ممکن است شامل مواد، اندازهها، استانداردهای پرداخت و توالی فرآیند باشد. برخی از قطعات ممکن است نیاز به سنگ زنی با تسمه داشته باشند، در حالی که برخی دیگر نیاز به صاف کردن، برش دادن، پرداخت ساتن یا پرداخت آینه ای دارند.
تلاش برای ترکیب همه این فرآیندها در یک سلول می تواند هزینه تجهیزات را افزایش دهد و برنامه نویسی، ابزار، جمع آوری گرد و غبار و نگهداری را دشوارتر کند.
یک استراتژی بهتر اغلب تعریف یک محدوده عملیاتی واقعی است.
به عنوان مثال، یک سلول رباتیک ممکن است برای پردازش قطعاتی با وزن بین 0.5 تا 15 کیلوگرم، در محدوده اندازه معین و متعلق به سه خانواده محصول مرتبط طراحی شود. این سیستم ممکن است دو مرحله سنگ زنی و یک مرحله پرداخت را انجام دهد.
محصولات خارج از این محدوده می توانند به صورت دستی پردازش شوند یا به دستگاه دیگری اختصاص داده شوند.
یک سیستم متمرکز اغلب مولدتر و کارآمدتر از سیستمی است که برای مدیریت هر موقعیت ممکن طراحی شده است.
چه اندازه دسته ای برای پولیش رباتیک مناسب است؟
هیچ حداقل اندازه دسته ای وجود ندارد که برای هر کارخانه اعمال شود.
مقدار مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد:
- زمان برنامه نویسی محصول
- زمان تعویض فیکسچر
- زمان تعویض ابزار
- زمان چرخه پرداخت دستی
- زمان چرخه پولیش ربات
- هزینه نیروی کار
- الزامات کیفیت سطح
- میزان دوباره کاری و رد شدن
- دفعات تکرار سفارشات
- ارزش ایمنی بهبود یافته
- تعداد نوبت در روز.
اگر یک قطعه جدید به هشت ساعت برنامه ریزی نیاز داشته باشد و دیگر هرگز تولید نشود، پولیش رباتیک ممکن است مقرون به صرفه نباشد.
اگر یک دسته فقط شامل 50 قطعه باشد اما همان سفارش هر ماه برگردد، ممکن است اتوماسیون همچنان منطقی باشد زیرا برنامه تایید شده را می توان مجددا استفاده کرد.
به طور مشابه، اگر هر قطعه به 30 دقیقه سنگ زنی دستی دشوار نیاز داشته باشد، حتی یک دسته نسبتاً کوچک ممکن است نشان دهنده ساعات زیادی کار باشد. خودکار کردن فرآیند می تواند بازده مفیدی را ارائه دهد.
بنابراین کارخانه ها باید تقاضای کل سالانه و دفعات تکرار را ارزیابی کنند، نه فقط مقدار یک سفارش را.
نقش اپراتورهای انسانی در حال تغییر است
پولیش رباتیک نیازی به افراد ندارد. نوع کار افراد را تغییر می دهد.
به جای نگه داشتن یک قطعه سنگین در برابر چرخ پولیش برای یک شیفت کامل، یک اپراتور ممکن است وسایل را بارگیری و تخلیه کند، دستور العمل ها را انتخاب کند، قطعات تمام شده را بازرسی کند، مواد ساینده را جایگزین کند، و تولید را نظارت کند.
کارگران باتجربه پرداخت به ویژه در طول توسعه فرآیند ارزشمند باقی می مانند. آنها درک می کنند که کدام مناطق به فشار بیشتری نیاز دارند، کدام سطوح حساس هستند و چگونه مواد مختلف به مواد ساینده واکنش نشان می دهند.
تجربه آنها می تواند به مهندسان کمک کند تا مسیرهای ربات و تنظیمات پردازش بهتری ایجاد کنند.
در یک پروژه اتوماسیون موفق، دانش تولید و فناوری رباتیک با هم کار می کنند. هدف این است که تجربه فرآیند انسانی را به تصویر بکشیم و آن را به یک دستورالعمل تولید تکرار شونده تبدیل کنیم.
آموزش پایه اپراتور باید شامل موارد زیر باشد:
- عملکرد ایمن دستگاه
- انتخاب دستور پخت محصول
- تعویض فیکسچر
- جایگزینی ابزار و ساینده.
- بازرسی کیفیت.
- کنترل زنگ هشدار رایج
- تنظیم پارامتر اصلی
- نگهداری و نظافت روزانه.
رابط کاربری باید به اندازه کافی ساده باشد تا کارمندان تولید بتوانند بدون نیاز به دانش برنامه نویسی پیشرفته ربات کار کنند.
کنترل کیفیت در تولید با ترکیب بالا
حفظ کیفیت ثابت در بسیاری از محصولات یکی از قوی ترین دلایل برای پرداختن به پولیش رباتیک است.
هنگامی که یک فرآیند به درستی توسعه یافت، ربات می تواند همان مسیر، سرعت، زاویه، فشار و تعداد پاس ها را تکرار کند. این باعث کاهش تنوع ناشی از خستگی یا تفاوت بین کارگران می شود.
با این حال، تکرار رباتیک به تنهایی کیفیت خوب را تضمین نمی کند. اگر قطعات ورودی بسیار متفاوت باشند یا مواد ساینده فرسوده شوند، ربات ممکن است روند اشتباه را به طور مداوم تکرار کند.
یک استراتژی کیفیت کامل باید شامل موارد زیر باشد:
- چک های قسمت ورودی
- تأیید موقعیت ثابت
- نظارت بر وضعیت ابزار
- بازرسی قطعه اول پس از تعویض.
- استانداردهای کیفیت سطحی شفاف
- بازرسی نمونه منظم
- کنترل نسخه دستور غذا.
- سوابق تعمیر و نگهداری
- داده های تولید قابل ردیابی
بازرسی قطعه اول از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پس از بارگیری یک دستور العمل جدید یا تغییر یک دستگاه، اپراتور باید اولین قطعه کامل شده را قبل از رهاسازی دسته برای تولید کامل بازرسی کند.
در صورت نیاز به تنظیمات کوچک، آنها باید به درستی ذخیره شوند تا دفعه بعد از آخرین دستور پخت تایید شده استفاده شود.
محاسبه بازده سرمایه گذاری
ارزش پولیش رباتیک را نباید تنها با مقایسه زمان چرخه ربات با زمان چرخه کارگر اندازه گیری کرد.
محاسبه همچنین باید در نظر گرفته شود:
- پس انداز نیروی کار
- هزینه های دوباره کاری و رد کردن کمتر.
- کاهش آسیب های محل کار.
- سازگاری تولید بهبود یافته است.
- ساعات کار طولانی تر
- قابلیت اطمینان تحویل بهتر
- کاهش وابستگی به نیروی کار ماهر کمیاب.
- نیازهای آموزشی کمتر
- داده های تولید بهبود یافته
- استفاده بهتر از فضای کارخانه
- راه اندازی سریعتر سفارش تکرار.
برای تولید با مخلوط بالا، هزینه های مهندسی و تغییر نیز باید لحاظ شود.
یک سیستم ممکن است هر قسمت را به سرعت صیقل دهد، اما اگر اپراتورها زمان زیادی را برای آماده کردن هر دسته صرف کنند، میزان استفاده واقعی پایین خواهد ماند.
تولیدکنندگان باید محاسبه کنند که ربات چقدر زمان صرف تولید قطعات تایید شده در مقایسه با برنامه نویسی، آزمایش، تعویض وسایل، جایگزینی ابزارها و انتظار برای مواد می کند.
هدف لزوماً دستیابی به استفاده 100٪ از ربات نیست. در یک محیط تولید انعطاف پذیر، مقداری زمان آماده سازی انتظار می رود. هدف این است که اطمینان حاصل شود که کل سیستم هزینه، کیفیت، ایمنی و عملکرد بهتری را نسبت به روش فعلی ارائه می دهد.
یک راه عملی برای شروع
کارخانه ها نیازی به خودکارسازی کل محدوده محصولات خود بلافاصله ندارند.
یک رویکرد کم خطر این است که با یک گروه منتخب از محصولات نماینده شروع شود. این بخشها باید تنوع کافی برای آزمایش انعطافپذیری سیستم را فراهم کنند و در عین حال برخی ویژگیهای مشترک را به اشتراک بگذارند.
فرآیند اجرای عملی ممکن است شامل مراحل زیر باشد:
1. اطلاعات محصول را جمع آوری کنید
نقشه های دو بعدی، مدل های سه بعدی، عکس ها، مواد، ابعاد، وزن ها، مقادیر تولید، زمان های پردازش دستی و الزامات کیفیت سطح را آماده کنید.
2. طبقه بندی محصولات
قطعات را بر اساس شکل، جنس، فرآیند، روش اتصال و پرداخت مورد نیاز گروه بندی کنید.
3. Trial Parts را انتخاب کنید
چندین محصول معرف را انتخاب کنید، از جمله یک بخش ساده، یک بخش معمولی و یک بخش دشوارتر.
4. یک مفهوم مقدماتی ایجاد کنید
اندازه ربات، ایستگاه های پولیش، استراتژی نصب، روش بارگذاری، روش کنترل نیرو، سیستم ایمنی و الزامات جمع آوری گرد و غبار را تعریف کنید.
5. انجام تست فرآیند
آزمایش نمونه فیزیکی معمولاً قبل از تأیید فرآیند نهایی مورد نیاز است. این انتخاب ساینده، زمان چرخه، کیفیت قابل دستیابی، عمر ابزار و طراحی فیکسچر را تایید می کند.
6. ساخت و ذخیره دستور غذاها
برای هر محصول یک دستور دیجیتال تایید شده ایجاد کنید و قوانین نامگذاری و کنترل نسخه را مشخص کنید.
7. اپراتورهای قطار
به کارمندان آموزش دهید که چگونه محصولات را تغییر دهند، دستور العمل ها را انتخاب کنند، کیفیت را بررسی کنند و تعمیر و نگهداری معمول را انجام دهند.
8. به تدریج گسترش دهید
پس از پایداری اولین خانواده محصول، محصولات بیشتری را بر اساس نیازهای واقعی تولید اضافه کنید.
این رویکرد مرحلهای به کارخانه اجازه میدهد تا از تولید واقعی بیاموزد بدون اینکه پروژه اولیه را به طور غیرضروری پیچیده کند.
وقتی پولیش رباتیک ممکن است بهترین انتخاب نباشد
اگرچه پرداخت روباتیک انعطاف پذیرتر می شود، اما برای هر کاربرد با مخلوط بالا و حجم کم مناسب نیست.
پولیش دستی ممکن است در موارد زیر عملی تر باقی بماند:
- هر قسمت منحصر به فرد است.
- اطلاعات دیجیتال محصول در دسترس نیست.
- ناحیه پولیش مورد نیاز به طور غیرقابل پیش بینی تغییر می کند.
- مقدار تولید بسیار کم است.
- قطعات را نمی توان به طور ایمن یا ثابت نگه داشت.
- الزامات سطح عمدتاً به قضاوت هنری ذهنی بستگی دارد.
- طراحی محصول قبل از استفاده مجدد از یک برنامه تغییر می کند.
- هزینه وسایل و برنامه نویسی بالاتر از سود بالقوه است.
در برخی موارد، یک راه حل نیمه اتوماتیک ممکن است اولین قدم بهتر باشد. یک کارخانه می تواند از یک ماشین سنگ زنی سازگار، یک ماشین پولیش قابل برنامه ریزی، یا یک ربات فقط برای تکراری ترین مرحله فرآیند استفاده کند.
اتوماسیون برای ایجاد ارزش نیازی به پوشش کل فرآیند ندارد.
به عنوان مثال، یک ربات ممکن است آسیاب اولیه سنگین را انجام دهد در حالی که کارگران ماهر صیقل دادن نهایی آرایشی را تکمیل می کنند. این کار فیزیکی را کاهش می دهد و در عین حال انعطاف پذیری انسان را در جایی که بیشتر مفید است حفظ می کند.
آینده پولیش رباتیک انعطاف پذیر
فناوری پولیش رباتیک به برنامه ریزی آسان تر و سازگارتر ادامه خواهد داد.
انتظار می رود بهبود در دید سه بعدی، تولید مسیر خودکار، سنجش نیرو، بازرسی سطح، شبیه سازی و هوش مصنوعی زمان راه اندازی را بیشتر کاهش دهد.
سیستمهای آینده ممکن است بتوانند یک مدل سهبعدی وارد کنند، سطوحی را که نیاز به پرداخت دارند شناسایی کنند، انواع ابزار را توصیه کنند، مسیر ربات اولیه ایجاد کنند و پارامترهای فرآیند را بر اساس بازخورد حسگر تنظیم کنند.
مهندسان انسانی همچنان اهداف کیفی را تعریف میکنند و فرآیند را تأیید میکنند، اما بسیاری از کارهای برنامهنویسی تکراری ممکن است سریعتر شوند.
این پیشرفت مهم است زیرا تولید به سمت تنوع بیشتر محصول در حال حرکت است. شرکت ها به اتوماسیونی نیاز دارند که بتواند به تغییرات تقاضای مشتری پاسخ دهد تا اتوماسیونی که فقط زمانی کار می کند که محصولات برای سال ها بدون تغییر باقی بمانند.
بنابراین موفق ترین سیستم های پرداخت روباتیک آنهایی هستند که به عنوان پلت فرم های تولید انعطاف پذیر طراحی شده اند.
نتیجه گیری
پولیش رباتیک می تواند تولید با مخلوط بالا و حجم کم را انجام دهد، اما انعطاف پذیری باید در سیستم کامل ایجاد شود.
خود ربات تنها بخشی از راه حل است. تغییر سریع محصول، دستور العمل های دیجیتال، کنترل نیرو، وسایل مدولار، ابزار مناسب، برنامه نویسی آفلاین، اپراتورهای آموزش دیده و طبقه بندی واضح محصولات به همان اندازه مهم هستند.
تولیدکنندگان نباید با این سوال شروع کنند که آیا هر محصولی میتواند خودکار شود یا خیر. یک سوال مفیدتر این است: کدام خانواده محصول می تواند یک فرآیند روباتیک مشترک را به اشتراک بگذارد و چقدر سریع می تواند سیستم از یکی به دیگری تغییر کند؟
هنگامی که خانواده محصولات با دقت انتخاب می شوند و فرآیند پرداخت استاندارد می شود، حتی دسته های نسبتا کوچک می توانند برای اتوماسیون مناسب شوند. سفارشات تکراری را می توان به سرعت دوباره راه اندازی کرد، کیفیت سطح می تواند سازگارتر شود و کارخانه می تواند وابستگی خود را به کار دستی دشوار کاهش دهد.
پولیش رباتیک دیگر محدود به کارخانه هایی نیست که یک مدل را در مقادیر بسیار زیاد تولید می کنند. این به طور فزاینده ای در حال تبدیل شدن به یک ابزار تولید انعطاف پذیر برای شرکت هایی است که نیاز به تولید انواع بیشتر، پاسخ سریعتر به سفارشات مشتری و حفظ کیفیت پایدار در بازار در حال تغییر دارند.
برای تولیدکنندگان با ترکیب بالا و حجم کم، این سوال دیگر به سادگی این نیست که آیا پرداخت روباتیک امکان پذیر است یا خیر. سوال واقعی این است که چگونه سیستم، وسایل، ابزار و داده های تولید را طراحی کنیم تا انعطاف پذیری بخشی از عملیات روزمره کارخانه شود.
