Przez wiele lat polerowanie, szlifowanie, piaskowanie i polerowanie w dużym stopniu zależało od wykwalifikowanych pracowników.
W fabrykach na całym świecie operatorzy przez wiele godzin każdego dnia stoją przy taśmach szlifierskich, tarczach polerskich, szlifierkach i stacjach polerskich. Wykorzystują swoje doświadczenie do kontrolowania ciśnienia, kąta, prędkości i ruchu.
Ta tradycyjna metoda może dać dobre rezultaty.
Jednak produkcja się zmienia.
Rosną koszty pracy. Coraz trudniej znaleźć wykwalifikowanych pracowników zajmujących się polerowaniem. Klienci wymagają bardziej stabilnej jakości powierzchni. Harmonogramy produkcji stają się coraz bardziej napięte. Jednocześnie fabryki znajdują się pod presją poprawy bezpieczeństwa, ograniczenia przeróbek i zwiększenia automatyzacji.
Ze względu na te wyzwania coraz więcej producentów zaczyna odchodzić od polerowania ręcznego na rzecz polerowania ręcznegozrobotyzowana automatyzacja polerowania.
Zrobotyzowane systemy polerskie są obecnie stosowane do kranów, klamek do drzwi, części samochodowych, odlewów aluminiowych, wyrobów ze stali nierdzewnej, wyrobów sanitarnych, elementów mebli, części maszyn i wielu innych produktów metalowych.
Celem nie jest po prostu zastąpienie pracowników robotami.
Większym celem jest stworzenie bardziej stabilnego, wydajnego, bezpiecznego i kontrolowanego procesu wykańczania.
Dlaczego więc coraz więcej producentów decyduje się na zmianę?
Odpowiedź wiąże się z kilkoma ważnymi zmianami zachodzącymi w całej branży produkcyjnej.
Ręczne polerowanie zawsze zależało od doświadczenia
Polerowanie z daleka wygląda na proste.
Pracownik przykłada część do obracającej się tarczy polerskiej lub przesuwa narzędzie szlifierskie po powierzchni.
Ale w rzeczywistości wykańczanie powierzchni jest procesem wymagającym umiejętności.
Pracownik musi rozumieć wiele rzeczy na raz.
Jak duży nacisk należy zastosować?
Jaki kąt zastosować?
Jak szybko powinien poruszać się produkt?
Jak długo należy polerować każdą powierzchnię?
Którego ścierniwa należy użyć jako pierwszego?
Kiedy pracownik powinien zmienić tarczę polerską na drobniejszą?
Zbyt duży nacisk może uszkodzić część.
Zbyt mały nacisk może nie usunąć wystarczającej ilości materiału.
Niewłaściwy kąt może spowodować widoczne ślady.
Zbyt długie polerowanie jednego obszaru może zmienić kształt części lub wytworzyć nadmierne ciepło.
Doświadczeni operatorzy nabywają te umiejętności z biegiem czasu.
Oznacza to, że tradycyjne fabryki polerskie często w dużym stopniu zależą od niewielkiej liczby wysoko wykwalifikowanych pracowników.
Stwarza to duże ryzyko biznesowe.
Jeśli ci pracownicy odejdą, przejdą na emeryturę lub staną się niedostępni, może to natychmiast wpłynąć na jakość produkcji.
Coraz trudniej znaleźć wykwalifikowanych pracowników do polerowania
Jednym z najważniejszych powodów, dla których producenci rozważają automatyzację robotyczną, jest dostępność siły roboczej.
Prace szlifierskie i polerskie mogą wymagać wysiłku fizycznego.
Być może pracownicy będą musieli długo stać, podnosić ciężkie elementy, powtarzać te same ruchy i pracować w pobliżu kurzu, hałasu, wibracji i obracającego się sprzętu.
Dla młodszych pracowników stanowiska te są często mniej atrakcyjne niż czystsze i bardziej techniczne stanowiska produkcyjne.
W efekcie wiele fabryk ma trudności z rekrutacją nowych operatorów zajmujących się polerowaniem.
Nawet jeśli można zatrudnić pracowników, ich przeszkolenie wymaga czasu.
Nowy pracownik może szybko zrozumieć podstawową obsługę polerki, ale nauczenie się, jak uzyskać stabilne wykończenie powierzchni na skomplikowanych produktach, może zająć znacznie więcej czasu.
W przypadku producentów z rosnącymi zamówieniami niedobory siły roboczej mogą bezpośrednio ograniczać moce produkcyjne.
Polerowanie robotyczne oferuje inne podejście.
Zamiast dodawać kolejnych operatorów do ręcznego polerowania, producent może zastosować robota, który automatycznie powtórzy proces wykańczania.
Jeden operator może wówczas nadzorować kilka maszyn lub stanowisk robotycznych.
Zmienia to rolę siły roboczej z powtarzalnego polerowania na obsługę sprzętu, kontrolę, konserwację i kontrolę produkcji.
Spójność staje się coraz ważniejsza
W wielu branżach wygląd jest częścią jakości produktu.
Bateria o nierównej powierzchni może zostać odrzucona.
Klamka z widocznymi śladami polerowania może nie przejść kontroli.
Element aluminiowy o nierównym szlifowaniu może wymagać dodatkowej obróbki.
Element dekoracyjny ze stali nierdzewnej o różnej jasności powierzchni w zależności od strony może nie spełniać oczekiwań klienta.
Ręczne polerowanie może powodować różnice, ponieważ każdy pracownik pracuje nieco inaczej.
Jeden pracownik może zastosować większy nacisk.
Inny może poruszać się szybciej.
Jeden operator może preferować określony kąt polerowania, podczas gdy inny stosuje inną technikę.
Nawet ten sam pracownik może nie osiągać dokładnie takich samych rezultatów na początku i na końcu długiej zmiany.
Zmęczenie może również wpływać na jakość.
Roboty zapewniają różny poziom powtarzalności.
Po odpowiednim zaprogramowaniu procesu wykańczania robot może wielokrotnie powtarzać ten sam ruch.
Może utrzymać podobne:
- Ścieżki robota
- Kąty zwilżania
- Prędkości przetwarzania
- Czasy polerowania
- Naciski kontaktowe
- Sekwencje procesów
Pomaga to fabrykom w stworzeniu bardziej ujednoliconego procesu produkcyjnego.
Dla producentów dostarczających artykuły motoryzacyjne, wyroby sanitarne, sprzęt, produkty konsumenckie lub komponenty o wysokiej wartości, lepsza spójność może być jednym z najważniejszych powodów do inwestowania w polerowanie zrobotyzowane.
Roboty nie męczą się podczas powtarzalnej pracy
Szlifowanie i polerowanie to operacje powtarzalne.
Może się zdarzyć, że pracownik będzie musiał obrabiać tę samą powierzchnię setki razy podczas każdej zmiany.
W miarę upływu godzin zmęczenie fizyczne może wpływać na wydajność.
Pracownik może zwolnić.
Ciśnienie może stać się mniej spójne.
Małe obszary mogą zostać pominięte.
Czasy cykli mogą ulec zmianie.
Roboty nie odczuwają zmęczenia fizycznego w ten sam sposób.
Gdy system działa prawidłowo, może kontynuować powtarzanie zaprogramowanego cyklu.
Dzięki temu produkcja jest bardziej przewidywalna.
Fabryka może dokładniej oszacować, ile części można wykończyć w ciągu jednej zmiany.
Stabilne czasy cykli ułatwiają także planowanie produkcji na wcześniejszych i późniejszych etapach produkcji.
Na przykład, jeśli zrobotyzowane gniazdo kończy jeden komponent co 80 sekund, planowanie produkcji staje się znacznie bardziej przewidywalne niż proces, w którym czasy cykli ręcznych znacznie różnią się w zależności od pracownika.
Bezpieczeństwo pracowników jest przedmiotem poważnej troski
Środowiska polerowania i szlifowania mogą wiązać się z kilkoma wyzwaniami zawodowymi.
W zależności od procesu pracownicy mogą być narażeni na:
- Pył metalowy
- Pył ścierny
- Hałas
- Wibracja
- Koła obrotowe o dużej prędkości
- Latające cząstki
- Powtarzające się ruchy ramion
- Ciężkie części
- Ostre krawędzie
- Mieszanki polerskie
Nawet przy zastosowaniu środków ochrony osobistej i prawidłowego zbierania pyłu polerowanie pozostaje wymagającym zadaniem.
Automatyzacja robotyczna pozwala pracownikom przebywać dalej od bezpośredniego procesu wykańczania.
Robot może pracować wewnątrz obudowy bezpieczeństwa, podczas gdy operatorzy ładują części z obszaru chronionego lub z automatycznego systemu ładowania.
Odsysanie pyłu można również zintegrować bezpośrednio w celi robota.
Może to poprawić środowisko pracy i zmniejszyć bezpośrednie narażenie ludzi na trudne warunki polerowania.
Dla wielu producentów bezpieczeństwo staje się ważnym czynnikiem przy ocenie projektów automatyzacji.
Koszt pracy to tylko część obliczeń
Wiele firm najpierw rozważa roboty, ponieważ chcą obniżyć koszty pracy.
Oszczędności w pracy z pewnością mogą być ważne.
Jednak rzeczywista wartość ekonomiczna polerowania zrobotyzowanego jest często znacznie szersza.
Producenci muszą również wziąć pod uwagę koszt:
- Przeróbka
- Skrawek
- Szkolenie
- Rotacja pracowników
- Przerwy w produkcji
- Zróżnicowanie jakości
- Nadgodziny
- Zarządzanie bezpieczeństwem
- Przegapione harmonogramy dostaw
Wyobraźmy sobie na przykład, że fabryka zatrudnia sześciu pracowników do ręcznego polerowania.
Jeśli produkcja wzrośnie, firma może potrzebować ośmiu lub dziesięciu pracowników.
Jednak zatrudnienie dodatkowych wykwalifikowanych polerek może być trudne.
Firma może płacić obecnym pracownikom wynagrodzenie za nadgodziny.
Jakość może ulec pogorszeniu w okresach wzmożonego ruchu.
Więcej części może wymagać przeróbki.
Czas dostawy może się wydłużyć.
W tej sytuacji automatyzacja nie zastępuje po prostu siły roboczej.
Pomaga fabryce zwiększyć produkcję bez powodowania takiej samej presji siły roboczej.
Większa zdolność produkcyjna bez konieczności dodawania większej liczby operatorów
Jedną z głównych zalet automatyzacji robotycznej jest skalowalność.
Gdy zamówienia rosną, produkcja ręczna zwykle wymaga większej liczby pracowników.
Jednak dodawanie pracowników może być trudne.
Zrobotyzowane systemy polerskie mogą pomóc zwiększyć wydajność bez zwiększania siły roboczej wykańczającej w tym samym tempie.
W zależności od zastosowania roboty mogą pracować również przez dłuższe okresy produkcyjne.
Zrobotyzowane stanowisko może kontynuować przetwarzanie części podczas przerw lub pomiędzy normalnymi zmianami, pod warunkiem, że pozwalają na to warunki załadunku, konserwacji i bezpieczeństwa.
Może to poprawić wykorzystanie sprzętu.
W przypadku fabryk o dużym popycie eksportowym lub rosnących zamówieniach klientów możliwość zwiększenia produkcji bez ciągłego zatrudniania większej liczby pracowników polerskich może zapewnić ważną przewagę konkurencyjną.
Zrobotyzowane polerowanie może wspierać produkcję 24-godzinną
Niektórzy producenci pracują na dwie lub trzy zmiany.
Inni chcą zwiększyć produkcję z dnia na dzień.
Ręczne polerowanie utrudnia ciągłą produkcję, ponieważ każda zmiana wymaga przeszkolonych pracowników.
Systemy robotyczne mogą ułatwić rozszerzoną produkcję.
Dzięki automatycznemu załadunkowi i rozładunkowi robot polerski może pracować przez długi czas przy ograniczonej interwencji człowieka.
Nie oznacza to, że fabryka może po prostu włączyć robota i wyjść.
Regularne przeglądy, wymiana ścierniwa, konserwacja, kontrola jakości i monitorowanie bezpieczeństwa są nadal konieczne.
Jednakże ilość wymaganej bezpośredniej siły roboczej może być znacznie niższa.
W przypadku producentów produkujących na dużą skalę może to pomóc w zwiększeniu dziennej zdolności produkcyjnej.
Lepsza kontrola nacisku polerowania
Jednym z największych wyzwań technicznych w polerowaniu zrobotyzowanym jest kontrolowanie nacisku kontaktowego.
Polerowanie różni się od prostych operacji podnoszenia i umieszczania za pomocą robota.
Robot musi fizycznie stykać się z narzędziem ściernym.
Ilość siły ma znaczenie.
Zbyt duży nacisk może uszkodzić powierzchnię.
Zbyt mały nacisk może spowodować niekompletne wykończenie.
Właśnie dlatego nowoczesne zrobotyzowane systemy polerskie coraz częściej wykorzystują technologie kontroli siły.
W zależności od zastosowania kontrolę siły można zapewnić poprzez:
- Czujniki siły robota
- Zgodny sprzęt do polerowania
- Kompensacja pneumatyczna
- Stacje wykańczające sterowane serwo
- Aktywne systemy kontroli siły
Technologie te pomagają systemowi utrzymać bardziej stabilny kontakt pomiędzy produktem a materiałem ściernym.
Jest to szczególnie ważne podczas polerowania zakrzywionych produktów, takich jak krany, klamki, armatura łazienkowa, części samochodowe i nieregularne odlewy.
Lepsza kontrola siły sprawia, że polerowanie zrobotyzowane jest bardziej odpowiednie w przypadku skomplikowanych powierzchni trójwymiarowych.
Roboty radzą sobie ze złożonymi kształtami
W przeszłości niektórzy producenci uważali, że roboty nadają się tylko do obróbki prostych, płaskich części.
Nowoczesne zrobotyzowane systemy wykańczające radzą sobie ze znacznie bardziej złożonymi produktami.
Sześcioosiowe roboty przemysłowe mogą zbliżać się do przedmiotu obrabianego z wielu kierunków.
Robot może obracać produkt, zmieniać kąty i podążać za zakrzywionymi ścieżkami.
Dzięki temu możliwe jest zastosowanie zrobotyzowanego polerowania takich produktów jak:
- Krany
- Zawory
- Okucia mosiężne
- Klamki do drzwi
- Odlewy aluminiowe
- Części motocyklowe
- Akcesoria ze stali nierdzewnej
- Komponenty samochodowe
- Części mebli
Robot może obrabiać różne powierzchnie w jednym cyklu.
Na przykład może najpierw wypolerować powierzchnię przednią, obrócić element, wykończyć obszar boczny, a następnie podejść do zakrzywionego narożnika pod innym kątem.
Ta elastyczność jest jednym z powodów, dla których roboty coraz częściej zastępują tradycyjne, jednofunkcyjne maszyny polerskie.
Automatyzacja może ograniczyć liczbę przeróbek
Na wydziałach polerowania ręcznego poprawki często stanowią niewidoczny koszt.
Produkt może wyglądać akceptowalnie podczas pierwszej kontroli, ale później nie przejdzie końcowej kontroli jakości.
Następnie część wraca do stacji polerskiej.
Pracownik musi go przetworzyć ponownie.
Wymaga to dodatkowej pracy, materiałów ściernych, energii i czasu produkcji.
Zbyt wiele poprawek może również opóźnić wysyłki.
Ponieważ polerowanie zrobotyzowane zapewnia bardziej spójne warunki procesu, może zmniejszyć zmienność.
Gdy ścieżki robota, siła, prędkość, dobór ścierniwa i czas przetwarzania są zoptymalizowane, każdy produkt przebiega według tej samej sekwencji wykańczania.
Może to zmniejszyć liczbę części wymagających dodatkowego polerowania.
W przypadku fabryk produkujących duże ilości nawet niewielkie ograniczenie poprawek może zapewnić znaczne roczne oszczędności.
Niższe stawki złomu
Niektórych błędów wykończeniowych nie da się naprawić.
Jeśli usunie się zbyt dużo materiału, element może zostać trwale uszkodzony.
Jeśli powierzchnia dekoracyjna ulegnie zniekształceniu, produkt może wymagać złomowania.
Jeśli ostra krawędź zostanie polerowana zbyt agresywnie, geometria może nie spełniać już wymagań wymiarowych.
Błędy ręczne mogą być kosztowne podczas przetwarzania części o dużej wartości.
Systemy robotyczne mogą pomóc w dokładniejszej kontroli usuwania materiału.
Stabilny ruch i powtarzalny kontakt zmniejszają ryzyko nadmiernej obróbki niektórych obszarów.
Jest to szczególnie cenne w przypadku drogich komponentów lub produktów o rygorystycznych wymaganiach wymiarowych.
Bardziej efektywne wykorzystanie materiałów ściernych
Pasy ścierne, tarcze polerskie, ściernice listkowe, tarcze szlifierskie i pasty polerskie stanowią ważne koszty operacyjne.
Operatorzy ręczni mogą używać tych materiałów eksploatacyjnych w inny sposób.
Niektórzy pracownicy naciskają mocniej, co może zwiększyć zużycie ścierne.
Inni mogą wymieniać paski lub koła wcześniej niż to konieczne.
Procesy zrobotyzowane mogą ujednolicić zużycie ścierniwa.
Robot wykorzystuje kontrolowane ciśnienie i czasy cykli.
Może to pomóc producentom lepiej przewidzieć, kiedy należy wymienić narzędzia.
Bardziej zaawansowane ogniwa mogą również automatycznie kompensować zużycie kół.
W miarę jak tarcza polerska staje się mniejsza, system może dostosować pozycję robota, aby zachować właściwy kontakt.
Dzięki temu producenci mogą uzyskać bardziej przewidywalną żywotność swoich materiałów eksploatacyjnych.
Bardziej stabilny proces przygotowania do powlekania
W przypadku produktów takich jak krany, akcesoria łazienkowe, sprzęt i dekoracyjne części metalowe, przed powlekaniem często przeprowadza się polerowanie.
Jakość polerowanej powierzchni może bezpośrednio wpływać na ostateczny wygląd powłoki.
Zarysowania, ślady nierównego szlifowania lub wady powierzchni mogą być nadal widoczne po pokryciu galwanicznym.
Oznacza to, że przygotowanie powierzchni musi być spójne.
Polerowanie zrobotyzowane może pomóc w stworzeniu bardziej jednolitej powierzchni przed chromowaniem, niklowaniem, powlekaniem PVD lub innymi procesami wykończeniowymi.
Dla producentów wytwarzających wysokiej jakości produkty dekoracyjne stabilna jakość wstępnego powlekania może poprawić ostateczny wygląd i zmniejszyć liczbę skarg klientów.
Roboty mogą wykonywać więcej niż jeden proces wykańczania
Nowoczesne zrobotyzowane stanowiska wykańczające nie ograniczają się do polerowania.
Ten sam robot może wykonywać kilka operacji.
Typowy system może obejmować:
- Zgrubne szlifowanie
- Drobne szlifowanie
- Szlifowanie
- Gratowanie
- Polerowanie
- Polerowanie
Robot przemieszcza obrabiany przedmiot pomiędzy różnymi stanowiskami.
Na przykład mosiężny korpus kranu można najpierw przeszlifować grubym pasem ściernym.
Następnie robot przesuwa go na cieńszy pas.
Następnie produkt może trafić na tarczę polerską.
Na koniec robot wykonuje polerowanie, aby uzyskać jasną powierzchnię.
Wszystkie te etapy mogą odbywać się w tej samej celi robota.
Ogranicza to ręczne przenoszenie produktu i sprawia, że proces wykańczania jest bardziej zintegrowany.
Elastyczna automatyzacja obsługuje różne produkty
Wiele fabryk nie produkuje tylko jednego komponentu.
Mogą mieć kilka rodzin produktów.
Tradycyjna dedykowana automatyzacja może być trudna, gdy modele produktów często się zmieniają.
Roboty oferują większą elastyczność.
Różne produkty mogą korzystać z różnych programów.
W przypadku zmiany produkcji operatorzy mogą jedynie potrzebować:
- Wybierz nowy program robota.
- Wymień oprawę.
- W razie potrzeby zmień narzędzie ścierne lub polerskie.
- Załaduj nowy produkt.
To sprawia, że polerowanie zrobotyzowane staje się coraz bardziej atrakcyjne w przypadku produkcji o dużym mieszaniu.
Ten sam robot może być używany do różnych produktów przez cały okres jego użytkowania.
Pomaga to zwiększyć długoterminową wartość inwestycji.
Coraz ważniejsza staje się produkcja wielkoseryjna i niskonakładowa
Producenci obserwują bardziej spersonalizowane zamówienia i mniejsze rozmiary partii.
Klienci coraz częściej oczekują różnych wzorów, rozmiarów i specyfikacji produktów.
Stwarza to problem dla tradycyjnej automatyzacji.
Maszyna dedykowana do jednego produktu może nie być ekonomiczna, jeśli produkt ten jest produkowany sporadycznie.
Systemy robotyczne są bardziej elastyczne.
Programy można przechowywać i ponownie wykorzystywać.
Jeśli kilka miesięcy później fabryka otrzyma kolejne zamówienie na ten sam produkt, można ponownie załadować poprzedni program polerski.
Pozwala to na cyfrowe przechowywanie wiedzy o procesie.
Zamiast całkowicie polegać na doświadczonym pracowniku pamiętającym, jak wypolerowano produkt, parametry produkcji zapisywane są w systemie automatyki.
Cyfryzacja doświadczenia wykwalifikowanych pracowników
Wiedza na temat ręcznego polerowania zwykle opiera się na doświadczeniu pracownika.
Trudno to zmierzyć.
Pracownik może powiedzieć:
„Zastosuj tutaj trochę większy nacisk”.
„Poruszaj się szybciej wokół tej krawędzi”.
„Wypoleruj ten obszar dwa razy”.
Instrukcje te mogą mieć sens dla doświadczonego operatora, ale trudno je ujednolicić.
Automatyzacja robotyczna przekształca część tego doświadczenia w dane procesowe.
System może przechowywać:
- Ścieżka robota
- Prędkość
- Siła kontaktu
- Typ narzędzia
- Czas przetwarzania
- Prędkość koła
- Sekwencja procesu
Tworzy to powtarzalną recepturę produkcyjną.
Cyfrowa kontrola procesów staje się szczególnie cenna, gdy fabryki obsługują wiele linii produkcyjnych lub kilka lokalizacji produkcyjnych.
Łatwiejsze zarządzanie jakością
Zarządzanie jakością staje się trudniejsze, gdy każdy pracownik stosuje nieco inną metodę.
Systemy robotyczne ułatwiają dokumentowanie procesu.
Producenci mogą definiować standardowe programy dla konkretnych produktów.
Kierownicy produkcji mogą porównywać czasy cykli i parametry procesów.
Jeśli pojawi się problem z jakością, inżynierowie mogą zbadać program robota, stan narzędzia, dokładność mocowania i zmienność przychodzących części.
Zapewnia to bardziej uporządkowane podejście do doskonalenia procesów.
Dla firm pracujących nad inteligentną produkcją tego rodzaju dane produkcyjne mogą stać się coraz ważniejsze.
Integracja z innymi maszynami
Zrobotyzowane polerowanie nie musi działać jako izolowany proces.
Można go podłączyć do innego sprzętu produkcyjnego.
Kompletna linia produkcyjna może obejmować:
- Obróbka CNC
- Odlew
- Cięcie
- Szlifowanie
- Polerowanie
- Kontrola
- Czyszczenie
- Opakowanie
Roboty mogą przenosić części pomiędzy tymi etapami.
Na przykład element aluminiowy może opuścić centrum obróbcze i automatycznie przejść do zrobotyzowanej stacji gratującej.
Po oczyszczeniu może przedostać się do systemu kontroli.
Ogranicza to ręczną obsługę materiałów.
W miarę jak fabryki stają się coraz bardziej zautomatyzowane, zrobotyzowane wykańczanie powierzchni może stać się częścią większej inteligentnej linii produkcyjnej.
Lepsze wykorzystanie przestrzeni fabrycznej
Działy polerowania ręcznego często zawierają wiele pojedynczych stanowisk pracy.
Każdy pracownik potrzebuje maszyny, przestrzeni roboczej, miejsca do przechowywania materiałów i strefy bezpieczeństwa.
Zrobotyzowane stanowisko może łączyć kilka operacji wykańczających w jednym kontrolowanym obszarze.
Jeden robot może być otoczony kilkoma stanowiskami szlifiersko-polerskimi.
Może to stworzyć bardziej zwarty układ produkcyjny.
W przypadku fabryk o ograniczonej powierzchni użytkowej lepsze wykorzystanie przestrzeni może być ważną korzyścią.
Może również ułatwić zbieranie pyłu i zarządzanie bezpieczeństwem, ponieważ operacje wykańczające są skoncentrowane w kontrolowanej celi.
Czystsza i bardziej zorganizowana produkcja
Tradycyjne warsztaty polerskie mogą być trudne w prowadzeniu ze względu na kurz, cząstki ścierne, środki polerskie i ręczne przemieszczanie materiału.
Automatyzacja zachęca do bardziej zorganizowanego projektowania ogniw.
System może obejmować:
- Ogrodzenie zabezpieczające
- Odsysanie pyłu
- Przechowywanie narzędzi
- Automatyczne dostarczanie pasty polerskiej
- Zorganizowany załadunek detali
- Automatyczny odbiór odpadów
Może to poprawić ogólną organizację warsztatu.
Czystsze i lepiej zorganizowane środowisko produkcyjne może również wywrzeć lepsze wrażenie na klientach odwiedzających fabrykę.
Szybsze szkolenie nowych pracowników
Wyszkolenie wykwalifikowanego pracownika polerskiego może zająć dużo czasu.
Obsługa celi robotycznej również wymaga szkolenia, ale jego charakter jest inny.
Pracownicy nie muszą ręcznie rozwijać tych samych umiejętności polerowania fizycznego.
Zamiast tego uczą się:
- Jak załadować produkty
- Jak wybierać programy
- Jak wymienić materiały ścierne
- Jak sprawdzać gotowe części
- Jak reagować na alarmy
- Jak przeprowadzić podstawową konserwację
Po opracowaniu procesu przez inżynierów codzienna obsługa może stać się bardziej ujednolicona.
Może to zmniejszyć zależność od kilku doświadczonych operatorów ręcznych.
Poprawa niezawodności dostaw
Klientom zależy na terminach dostaw.
Kiedy ręczne polerowanie stanie się wąskim gardłem w produkcji, cała fabryka może zostać opóźniona.
Obróbka może zakończyć się na czas.
Casting może zakończyć się terminowo.
Montaż może być gotowy.
Jeśli jednak zdolność polerowania jest niewystarczająca, ostateczna dostawa nadal nie może opuścić fabryki.
Automatyzacja robotyczna może sprawić, że wydajność wykańczania będzie bardziej przewidywalna.
Stabilne czasy cykli pozwalają menedżerom dokładniej obliczać dzienną produkcję.
Pomaga to poprawić planowanie produkcji i niezawodność dostaw.
Może to być szczególnie ważne dla producentów eksportowych mających rygorystyczne harmonogramy wysyłek.
Programowanie robotów staje się coraz łatwiejsze
Innym powodem wzrostu liczby robotów polerskich jest ciągłe doskonalenie technologii programowania robotów.
Tradycyjne programowanie robotów może być czasochłonne, szczególnie w przypadku skomplikowanych powierzchni.
Dziś producenci mogą używać:
- Programowanie offline
- Modele CAD 3D
- Oprogramowanie symulacyjne
- Systemy kontroli siły
- Cyfrowe biblioteki procesów
Narzędzia te mogą ułatwić opracowywanie i optymalizację ścieżek wykończeniowych.
W przypadku nowych produktów inżynierowie często rozpoczynają pracę od modeli 3D przed otrzymaniem próbek fizycznych.
Testy fizyczne są nadal ważne dla ostatecznej walidacji procesu, ale inżynieria cyfrowa może znacznie przyspieszyć wczesny etap projektowania.
Rola urządzeń
Uchwyty są jedną z najważniejszych części zrobotyzowanego systemu polerskiego.
Robot musi dokładnie wiedzieć, gdzie znajduje się produkt.
Jeśli przedmiot obrabiany za każdym razem porusza się lub jest ustawiany w inny sposób, jakość polerowania może stać się niestabilna.
Dobra oprawa powinna zapewniać:
- Dokładne pozycjonowanie
- Niezawodne mocowanie
- Łatwe ładowanie
- Szybka zmiana
- Dostęp do ważnych powierzchni
W przypadku wielu modeli produktów producenci mogą stosować mocowania szybkowymienne lub modułowe.
Dzięki temu stanowisko robotyczne może efektywniej przełączać się między produktami.
Nie każdy proces polerowania powinien być zautomatyzowany
Zrobotyzowane polerowanie oferuje wiele korzyści, ale automatyzacja nie jest automatycznie najlepszym rozwiązaniem dla każdego zastosowania.
Niektóre części mogą mieć wyjątkowo niskie wielkości produkcji.
Niektóre produkty mogą zmieniać się zbyt często.
Niektóre powierzchnie mogą wymagać specjalnej oceny ręcznej.
Należy również wziąć pod uwagę koszt wyposażenia i programowania.
Producenci powinni dokładnie ocenić swoje zastosowanie.
Ważne czynniki obejmują:
- Wielkość produkcji
- Liczba modeli produktów
- Aktualny koszt pracy
- Czas cyklu ręcznego
- Wymagania dotyczące jakości powierzchni
- Materiał produktu
- Geometria produktu
- Proces wykańczania
- Aktualne tempo przeróbek
- Dostępna powierzchnia fabryki
Najlepszy projekt automatyki nie zawsze jest najbardziej skomplikowanym systemem.
Jest to system zapewniający właściwą równowagę pomiędzy inwestycją, elastycznością, produktywnością i jakością.
Jak producenci mogą rozpocząć proces automatyzacji
Projekt zrobotyzowanego polerowania zwykle rozpoczyna się od analizy zastosowania.
Producenci mogą udostępniać takie informacje, jak:
- Zdjęcia produktów
- Rysunki 2D
- Modele CAD 3D
- Wymiary produktu
- Tworzywo
- Waga produktu
- Miesięczna wielkość produkcji
- Aktualny czas polerowania ręcznego
- Wymagane wykończenie powierzchni
- Aktualny proces polerowania
- Filmy przedstawiające pracowników wykonujących proces
Informacje te pomagają inżynierom automatykom zrozumieć projekt.
Następnie można opracować wstępną koncepcję techniczną.
Później próbki fizyczne można wykorzystać do testów polerowania, walidacji procesu, doboru ścierniwa i optymalizacji czasu cyklu.
To podejście krok po kroku pomaga zmniejszyć ryzyko projektu.
Zwrot z inwestycji wykracza poza wymianę pracowników
Oceniając zwrot z inwestycji, producenci nie powinni skupiać się wyłącznie na liczbie zastąpionych pracowników.
Pełniejsze obliczenia powinny obejmować:
- Oszczędności pracy
- Zredukowane przeróbki
- Zmniejszona ilość złomu
- Bardziej spójna jakość
- Niższe koszty szkoleń
- Większa zdolność produkcyjna
- Lepsze wykorzystanie ścierniwa
- Zmniejszone nadgodziny
- Większe bezpieczeństwo
- Większa niezawodność dostaw
- Zwiększone godziny produkcji
W wielu przypadkach te połączone korzyści są ważniejsze niż same bezpośrednie oszczędności pracy.
Automatyzacja może również zapewnić długoterminową wartość, ponieważ robota można przeprogramować pod kątem przyszłych produktów.
Zrobotyzowane polerowanie staje się częścią inteligentnej produkcji
Fabryki zmierzają w kierunku bardziej cyfrowych i połączonych systemów produkcyjnych.
Polerowanie robotyczne staje się częścią tej transformacji.
Przyszłe komórki wykańczające będą w coraz większym stopniu wykorzystywać czujniki i dane produkcyjne.
Systemy mogą automatycznie monitorować:
- Zużycie narzędzia
- Siła kontaktu
- Czas cyklu
- Stan robota
- Model produktu
- Ilość produkcyjna
- Wymagania konserwacyjne
Systemy wizyjne mogą pomóc w identyfikacji produktów.
Automatyczne zmieniacze narzędzi mogą pozwolić jednemu robotowi na wykonanie większej liczby procesów.
Oprogramowanie do zarządzania produkcją może rejestrować dane z każdej gotowej części.
Dzięki temu wykańczanie powierzchni będzie bardziej inteligentne i łatwiejsze do kontrolowania.
Rola człowieka się zmienia
Automatyzacja nie oznacza, że ludzie znikają z produkcji.
Zamiast tego zmieniają się ich role.
Pracownicy zajmujący się polerowaniem ręcznym bezpośrednio wykonują obróbkę fizyczną.
W zautomatyzowanych fabrykach pracownicy mogą bardziej skupić się na:
- Optymalizacja procesów
- Programowanie robota
- Kontrola jakości
- Konserwacja sprzętu
- Planowanie produkcji
- Analiza danych
Może to spowodować utworzenie bardziej technicznych i mniej wymagających fizycznie stanowisk pracy.
Doświadczeni pracownicy zajmujący się polerowaniem mogą również odegrać ważną rolę w opracowywaniu procesów zrobotyzowanych, ponieważ rozumieją, jak zachowują się materiały i materiały ścierne.
Ich wiedza może pomóc inżynierom w tworzeniu lepszych programów robotów.
Dlaczego zmiana następuje teraz
Technologia polerowania robotycznego istnieje od wielu lat.
Dlaczego więc teraz interesuje się nim więcej producentów?
Jednocześnie występuje kilka trendów.
Niedobory siły roboczej stają się coraz poważniejsze.
Rosną koszty pracy.
Klienci oczekują wyższej jakości.
Fabryki potrzebują większej elastyczności produkcji.
Technologia robotów jest udoskonalana.
Narzędzia programistyczne stają się coraz bardziej praktyczne.
Systemy kontroli siły stają się coraz bardziej zaawansowane.
Producenci również coraz chętniej korzystają z automatyzacji.
Łącznie te trendy przyspieszają przejście od ręcznego wykańczania do produkcji zrobotyzowanej.
Od ręcznej stacji roboczej po zautomatyzowaną komórkę wykańczającą
Różnica pomiędzy tradycyjną stacją polerską a stanowiskiem zrobotyzowanym jest znacząca.
Na ręcznym stanowisku pracy produkcja zależy w dużej mierze od operatora.
W celi zrobotyzowanej procesem sterują programy, osprzęt, narzędzia i parametry automatyzacji.
Celem jest przekształcenie polerowania z indywidualnej umiejętności w powtarzalny proces produkcyjny.
Nie oznacza to, że polerowanie staje się łatwe.
Wykańczanie powierzchni nadal wymaga dużej wiedzy na temat procesów.
Jednak po opracowaniu prawidłowego procesu roboty mogą go konsekwentnie powtarzać.
Na tym polega prawdziwa wartość automatyzacji.
Wniosek
Przejście od ręcznego polerowania do zrobotyzowanej automatyzacji to nie tylko trend technologiczny.
Odzwierciedla głębsze zmiany we współczesnej produkcji.
Fabryki borykają się z niedoborami rąk do pracy.
Klienci oczekują lepszej jakości.
Wielkość produkcji musi wzrosnąć.
Modele produktów zmieniają się coraz częściej.
Producenci potrzebują bezpieczniejszych i bardziej przewidywalnych procesów produkcyjnych.
Zrobotyzowane polerowanie może pomóc w rozwiązaniu wielu z tych problemów.
Może poprawić spójność, zmniejszyć liczbę poprawek, zwiększyć moce produkcyjne, zmniejszyć zależność od wykwalifikowanej siły roboczej, poprawić bezpieczeństwo w miejscu pracy i wspierać bardziej elastyczną produkcję.
Ręczne polerowanie będzie nadal stosowane, szczególnie w przypadku prac specjalistycznych i małych nakładów.
Jednak w przypadku powtarzalnej produkcji, gdzie liczy się jakość, produktywność i stabilność, automatyzacja robotyczna staje się coraz bardziej praktycznym wyborem.
Zmienia się zatem pytanie dla wielu producentów.
To już nie jest proste:
„Czy robot może polerować nasze produkty?”
Zamiast tego firmy zaczynają pytać:
„Jak bardzo mogłaby ulepszyć się nasza produkcja, gdyby polerowanie zostało zautomatyzowane?”
W miarę ciągłego rozwoju technologii robotyki, kontroli siły, programowania cyfrowego i elastycznych systemów produkcyjnych, coraz więcej fabryk prawdopodobnie dokona przejścia.
Od kranów i klamek do drzwi po komponenty samochodowe i odlewy metalowe – przyszłość wykańczania powierzchni staje się coraz bardziej zautomatyzowana, spójna i inteligentna.
Dla wielu producentów podróż od ręcznego polerowania do zrobotyzowanej automatyzacji już się rozpoczęła.
