หลายปีที่ผ่านมา การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรงงานขนาดใหญ่ที่ผลิตชิ้นส่วนที่เหมือนกันหลายพันชิ้น แนวคิดดั้งเดิมนั้นเรียบง่าย: หากผู้ผลิตมีผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพ ระยะการผลิตที่ยาวนาน และมีปริมาณเพียงพอ การลงทุนในระบบการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ก็สมเหตุสมผล หากการออกแบบผลิตภัณฑ์มีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งหรือปริมาณการสั่งซื้อมีน้อย การขัดด้วยมือจะดูมีประโยชน์มากกว่า
มุมมองนั้นกำลังเปลี่ยนไป
ผู้ผลิตในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องสุขภัณฑ์ ชิ้นส่วนยานยนต์ เฟอร์นิเจอร์โลหะ อุปกรณ์ประตู เครื่องครัว การบินและอวกาศ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และงานโลหะทั่วไป กำลังเผชิญกับสภาพแวดล้อมการผลิตใหม่ ลูกค้าต้องการตัวเลือกผลิตภัณฑ์มากขึ้น เวลาจัดส่งที่สั้นลง ปริมาณการสั่งซื้อน้อยลง และการออกแบบที่ปรับแต่งได้มากขึ้น เป็นผลให้โรงงานต้องดำเนินการกับชิ้นส่วนต่างๆ มากมายในขณะที่ผลิตชิ้นส่วนแต่ละรุ่นน้อยลง
สิ่งนี้เรียกว่าการผลิตแบบผสมสูงและมีปริมาณน้อย
การขัดด้วยหุ่นยนต์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมนี้หรือไม่? คำตอบสั้นๆ คือ ใช่ แต่เมื่อระบบได้รับการออกแบบให้มีความยืดหยุ่นเท่านั้น
ระบบการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์สมัยใหม่ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการเคลื่อนไหวคงที่เพียงครั้งเดียวในผลิตภัณฑ์เดียวอีกต่อไป ด้วยการควบคุมแรง เครื่องมือที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ฟิกซ์เจอร์ที่ยืดหยุ่น สูตรกระบวนการดิจิทัล โปรแกรม 3D และการตรวจจับอัจฉริยะ หุ่นยนต์สามารถสลับระหว่างส่วนต่างๆ ได้เร็วกว่าที่เคยมาก
อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จของระบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับมากกว่าเพียงแค่การติดตั้งหุ่นยนต์ ผู้ผลิตจำเป็นต้องเข้าใจส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ ข้อกำหนดในการขัดเงา ความถี่ในการเปลี่ยน ความต้องการเครื่องมือ และเป้าหมายการผลิต เมื่อพิจารณาปัจจัยเหล่านี้อย่างรอบคอบ การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์อาจกลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริง แม้แต่กับผลิตภัณฑ์จำนวนน้อยและมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการผลิตที่มีส่วนผสมสูงแต่ปริมาณน้อย
การผลิตที่มีการผสมผสานสูงและมีปริมาณน้อยหมายความว่าโรงงานจะผลิตผลิตภัณฑ์รุ่นต่างๆ มากมาย แต่ปริมาณของผลิตภัณฑ์แต่ละรายการนั้นค่อนข้างน้อย
ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ในห้องน้ำอาจผลิตตัวก๊อกน้ำ ที่จับ วาล์ว และอุปกรณ์เสริมหลายสิบชิ้น คำสั่งซื้อหนึ่งอาจต้องใช้ faucet รุ่นใดรุ่นหนึ่งจำนวน 200 ชิ้น ในขณะที่คำสั่งซื้ออื่นอาจต้องใช้ที่จับพิเศษเพียง 50 ชิ้นเท่านั้น วัสดุ ขนาด รูปร่าง และการตกแต่งพื้นผิวที่ต้องการอาจเปลี่ยนแปลงจากลำดับหนึ่งไปอีกลำดับหนึ่ง
ซัพพลายเออร์เฟอร์นิเจอร์โลหะอาจเผชิญกับสถานการณ์ที่คล้ายกัน อาจจำเป็นต้องขัดขาเก้าอี้สแตนเลสในตอนเช้า โต๊ะอะลูมิเนียมในช่วงบ่าย และชิ้นส่วนตกแต่งตามสั่งชุดเล็กๆ ในวันรุ่งขึ้น
โมเดลการผลิตนี้สร้างความท้าทายหลายประการ:
- รูปร่างของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง
- ขนาดแบทช์มีขนาดเล็ก
- ตารางการผลิตคาดเดาได้ยาก
- ต้องปรับเส้นทางการขัดตามส่วนต่างๆ
- อุปกรณ์ติดตั้งและเครื่องมืออาจจำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยๆ
- คุณภาพพื้นผิวจะต้องสม่ำเสมอ
- ผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะจำเป็นสำหรับกระบวนการต่างๆ มากมาย
- เวลาในการติดตั้งอาจใช้เวลาส่วนใหญ่ในการผลิตทั้งหมด
ระบบอัตโนมัติแบบเดิมมักได้รับการออกแบบสำหรับผลิตภัณฑ์เดียวและรอบการผลิตที่ยาวนาน เซลล์หุ่นยนต์แบบอยู่กับที่สามารถส่งมอบความเร็วสูงและคุณภาพที่มั่นคง แต่การเปลี่ยนระบบเพื่อจัดการกับผลิตภัณฑ์ใหม่อาจต้องใช้การตั้งโปรแกรมที่กว้างขวาง การติดตั้งใหม่ และระยะเวลาการทดสอบที่ยาวนาน
สำหรับการผลิตที่มีส่วนผสมสูง ระบบอัตโนมัติที่ไม่ยืดหยุ่นแบบนั้นยังไม่เพียงพอ ระบบจะต้องสามารถเปลี่ยนสินค้าได้อย่างรวดเร็วและประหยัด
เหตุใดการขัดด้วยมือจึงยังเป็นเรื่องธรรมดา
การขัดด้วยมือยังคงเป็นเรื่องปกติเนื่องจากคนงานที่เป็นมนุษย์มีความยืดหยุ่นตามธรรมชาติ ผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์สามารถดูชิ้นส่วนใหม่ ทำความเข้าใจรูปร่าง เลือกสารขัดถู และปรับแรงกดในการขัดตามความรู้สึก
ความสามารถนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อมีปริมาณการสั่งซื้อน้อยหรือประเภทผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงเป็นประจำ
อย่างไรก็ตาม การขัดด้วยมือยังก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงอีกด้วย
ประการแรก คุณภาพขึ้นอยู่กับประสบการณ์และสภาพร่างกายของผู้ปฏิบัติงานเป็นอย่างมาก คนงานสองคนอาจขัดชิ้นส่วนเดียวกันแตกต่างกัน แม้แต่พนักงานคนเดียวกันก็อาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในตอนเช้าและหลังเลิกกะอันยาวนาน
ประการที่สอง การขัดเงาต้องใช้แรงกายมาก ผู้ปฏิบัติงานต้องเผชิญกับการสั่นสะเทือน เสียง ฝุ่น ความร้อน และการเคลื่อนไหวของแขนซ้ำๆ ชิ้นส่วนที่หนักหรือผิดปกติอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บได้เช่นกัน
ประการที่สาม พนักงานขัดเงาที่มีทักษะเริ่มรับสมัครและรักษาไว้ในภูมิภาคการผลิตหลายแห่งได้ยากขึ้น การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานรายใหม่อาจใช้เวลาหลายเดือนหรือหลายปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีความโค้งที่ซับซ้อนหรือข้อกำหนดด้านรูปลักษณ์ที่เข้มงวด
สุดท้ายนี้ การผลิตแบบแมนนวลเป็นเรื่องยากที่จะวัดผล โรงงานอาจทราบจำนวนชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์ แต่มักมีข้อมูลที่จำกัดเกี่ยวกับแรงกดในการขัด การสึกหรอของเครื่องมือ รอบเวลา หรือความเสถียรของกระบวนการ
การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์สามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้หลายอย่าง ความท้าทายคือการทำให้หุ่นยนต์มีความยืดหยุ่นเพียงพอในการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลง
ความท้าทายหลัก: การเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็ว
ในการผลิตในปริมาณมาก การใช้เวลาหลายชั่วโมงในการตั้งค่าโปรแกรมหุ่นยนต์อาจเป็นที่ยอมรับได้ เนื่องจากระบบจะผลิตชิ้นส่วนที่เหมือนกันหลายพันชิ้นในภายหลัง
ในการผลิตในปริมาณน้อย สถานการณ์จะแตกต่างออกไป หากโรงงานต้องการขัดเงาเพียง 50 ชิ้น การตั้งค่าที่ยาวนานสามารถลดมูลค่าทางเศรษฐกิจของระบบอัตโนมัติได้
ด้วยเหตุนี้ เวลาเปลี่ยนจึงเป็นหนึ่งในการวัดที่สำคัญที่สุดสำหรับระบบการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ที่มีส่วนผสมสูง
การเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์อาจรวมถึง:
- กำลังโหลดโปรแกรมโรบอตใหม่
- การเปลี่ยนหรือปรับฟิกซ์เจอร์
- การเลือกเครื่องมือขัดที่ถูกต้อง
- การตั้งค่าความเร็วในการขัดและแรงกดสัมผัส
- การตรวจสอบตำแหน่งชิ้นงาน
- ดำเนินการส่วนทดลอง
- การตรวจสอบคุณภาพพื้นผิว
- ทำการปรับเปลี่ยนกระบวนการขั้นสุดท้าย
ระบบที่ยืดหยุ่นควรลดเวลาที่ต้องใช้ในแต่ละขั้นตอนเหล่านี้ ตามหลักการแล้ว ผู้ปฏิบัติงานควรสามารถเลือกสูตรผลิตภัณฑ์ที่เก็บไว้ ติดตั้งอุปกรณ์จับยึดที่ถูกต้อง ยืนยันเครื่องมือ และเริ่มการผลิตด้วยการปรับเปลี่ยนด้วยตนเองอย่างจำกัด
ยิ่งกระบวนการเปลี่ยนแปลงง่ายขึ้น ขนาดแบทช์ที่สามารถทำให้เป็นอัตโนมัติในเชิงเศรษฐกิจก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
สูตรอาหารดิจิทัลทำให้การผลิตในปริมาณน้อยง่ายขึ้น
คุณสมบัติที่มีประโยชน์ที่สุดอย่างหนึ่งของการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์สมัยใหม่คือสูตรกระบวนการดิจิทัล
สูตรอาหารจะจัดเก็บการตั้งค่าการผลิตสำหรับชิ้นส่วนเฉพาะ อาจรวมถึง:
- เส้นทางการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์
- ขัดมุม.
- แรงดันสัมผัส
- ความเร็วในการหมุนเครื่องมือ
- ความเร็วการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์
- จำนวนรอบการขัดเงา
- ชนิดมีฤทธิ์กัดกร่อน
- ค่าชดเชย
- ตำแหน่งการโหลดชิ้นงาน
- ข้อกำหนดในการตรวจสอบ
เมื่อกระบวนการได้รับการทดสอบและอนุมัติแล้ว สูตรอาหารก็สามารถบันทึกลงในระบบได้ เมื่อผลิตภัณฑ์เดิมส่งคืนในสัปดาห์หรือเดือนต่อมา ผู้ปฏิบัติงานสามารถโหลดสูตรใหม่แทนที่จะพัฒนากระบวนการอีกครั้ง
สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตที่ได้รับคำสั่งซื้อซ้ำในปริมาณน้อย
ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิต faucet อาจผลิตรุ่นหนึ่งได้ 300 หน่วยในเดือนนี้ และได้รับคำสั่งซื้ออีกครั้งจำนวน 150 หน่วยในสามเดือนต่อมา หากจัดเก็บสูตรการขัดอย่างถูกต้อง โรงงานสามารถเริ่มการผลิตใหม่ได้อย่างรวดเร็วโดยยังคงรักษาคุณภาพพื้นผิวที่ใกล้เคียงกัน
สูตรอาหารดิจิทัลยังช่วยปกป้องความรู้เกี่ยวกับกระบวนการอีกด้วย แทนที่จะอาศัยหน่วยความจำของผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์โดยสิ้นเชิง โรงงานสามารถจัดเก็บพารามิเตอร์การผลิตที่สำคัญไว้ในเครื่องจักรได้
ความรู้ของผู้ปฏิบัติงานจะไม่ถูกลบออกจากกระบวนการ มันถูกแปลงเป็นวิธีการผลิตที่ทำซ้ำและจัดการได้
การควบคุมแรงถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการขัดแบบยืดหยุ่น
การขัดแตกต่างจากระบบอัตโนมัติในการหยิบและวางแบบธรรมดา หุ่นยนต์จะต้องสัมผัสกับชิ้นงานในขณะที่ใช้แรงกดที่เหมาะสม
หากแรงดันต่ำเกินไป เครื่องมืออาจดึงวัสดุออกได้ไม่เพียงพอ หากแรงดันสูงเกินไป ระบบอาจทำให้พื้นผิวเสียหาย เกิดรอยขัดเงา เปลี่ยนรูปทรงของชิ้นส่วน หรือทำให้สารขัดถูสึกหรอเร็วเกินไป
สิ่งนี้กลายเป็นเรื่องที่ท้าทายมากขึ้นเมื่อประมวลผลชิ้นส่วนที่มีความโค้ง ขอบ รูปแบบการหล่อ รอยเชื่อม หรือความแตกต่างด้านมิติเล็กน้อย
ระบบการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์สมัยใหม่มักใช้อุปกรณ์ควบคุมแรงหรือการปฏิบัติตามข้อกำหนดเพื่อจัดการปัญหานี้
การควบคุมแรงช่วยให้ระบบสามารถรักษาแรงสัมผัสที่เสถียรยิ่งขึ้น แม้ว่าตำแหน่งพื้นผิวจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยก็ตาม หน่วยขัดเงาที่ตรงตามมาตรฐานสามารถดูดซับความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมไว้กับชิ้นงานจริงได้
นี่เป็นสิ่งสำคัญในการผลิตที่มีส่วนผสมสูง เนื่องจากชิ้นส่วนทุกตระกูลไม่ได้มีรูปร่างหรือความแม่นยำด้านขนาดเหมือนกัน
ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบการหล่ออาจมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจากชิ้นหนึ่งไปยังอีกชิ้นหนึ่ง ระบบที่เข้มงวดโดยสิ้นเชิงอาจต้องดิ้นรนเพื่อรักษาการสัมผัสที่สม่ำเสมอ ระบบควบคุมด้วยแรงสามารถปรับให้เข้ากับความแตกต่างเหล่านี้ได้ดีขึ้น
การควบคุมแรงไม่ได้หมายความว่าหุ่นยนต์สามารถจัดการชิ้นส่วนที่ไม่รู้จักได้โดยอัตโนมัติ การเขียนโปรแกรมและการพัฒนากระบวนการยังคงเป็นสิ่งจำเป็น อย่างไรก็ตาม มันทำให้ระบบมีความทนทานมากขึ้น และลดความจำเป็นในการวางตำแหน่งชิ้นส่วนที่สมบูรณ์แบบ
อุปกรณ์จับยึดที่ยืดหยุ่นช่วยลดเวลาในการติดตั้ง
อุปกรณ์จับยึดมักถูกมองข้ามเมื่อบริษัทต่างๆ ประเมินการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ ในความเป็นจริง การออกแบบฟิกซ์เจอร์สามารถระบุได้ว่าระบบอัตโนมัติแบบผสมผสานสูงจะสำเร็จหรือล้มเหลว
ฟิกซ์เจอร์จะต้องยึดชิ้นส่วนไว้อย่างแน่นหนาระหว่างการขัดเงา นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องวางตำแหน่งชิ้นงานให้แม่นยำและปล่อยให้หุ่นยนต์เข้าถึงพื้นผิวที่ต้องการ
สำหรับโรงงานที่มีผลิตภัณฑ์จำนวนมาก การสร้างอุปกรณ์ติดตั้งที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงสำหรับทุกชิ้นส่วนอาจมีราคาแพงและไม่สะดวก นอกจากนี้ยังสามารถสร้างปัญหาการจัดเก็บข้อมูลและการเปลี่ยนแปลงได้
กลยุทธ์การติดตั้งที่ยืดหยุ่นอาจรวมถึง:
- จุดหนีบปรับได้
- แผ่นติดตั้งแบบโมดูลาร์
- บล็อกตำแหน่งที่เปลี่ยนได้
- ฐานติดตั้งทั่วไป
- กลไกการล็อคอย่างรวดเร็ว
- ที่หนีบนิวแมติกหรือไฮดรอลิก
- การออกแบบอุปกรณ์ติดตั้งในตระกูลผลิตภัณฑ์
- การระบุอุปกรณ์ติดตั้งอัตโนมัติ
แทนที่จะสร้างฟิกซ์เจอร์เดียวสำหรับแต่ละผลิตภัณฑ์ บางครั้งผู้ผลิตสามารถจัดกลุ่มชิ้นส่วนที่คล้ายกันเป็นตระกูลผลิตภัณฑ์ได้
ตัวอย่างเช่น ตัวก๊อกน้ำหลายตัวอาจมีการออกแบบภายนอกที่แตกต่างกัน แต่มีตำแหน่งการเชื่อมต่อหรือจุดยึดภายในเดียวกัน แพลตฟอร์มฟิกซ์เจอร์ทั่วไปสามารถยึดทั้งหมดได้โดยการเปลี่ยนส่วนประกอบการระบุตำแหน่งขนาดเล็กเท่านั้น
ฟิกซ์เจอร์ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีสามารถลดเวลาการเปลี่ยน ปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่ง และทำให้การทำงานของผู้ปฏิบัติงานง่ายขึ้นมาก
เครื่องมือเปลี่ยนด่วนเพิ่มความยืดหยุ่น
งานขัดที่แตกต่างกันต้องใช้เครื่องมือที่แตกต่างกัน
ส่วนหนึ่งอาจต้องใช้สายพานขัดหยาบสำหรับการเจียรเบื้องต้น ตามด้วยสายพานที่ละเอียดกว่าและล้อขัด อีกส่วนหนึ่งอาจต้องการเพียงการตกแต่งพื้นผิวที่บางเบาเท่านั้น ส่วนประกอบที่ซับซ้อนอาจต้องใช้ล้อหลายขนาดเพื่อเข้าถึงพื้นที่ต่างๆ
เซลล์หุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่นอาจใช้สถานีขัดเงาหลายสถานีหรือระบบเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ
หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนย้ายชิ้นงานระหว่างเครื่องมือต่างๆ ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ในระบบอื่น หุ่นยนต์จะจับเครื่องมือขัดและเปลี่ยนอุปกรณ์ปลายแขนโดยอัตโนมัติ
เทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วช่วยลดการแทรกแซงด้วยตนเอง และทำให้ง่ายต่อการประมวลผลผลิตภัณฑ์ต่างๆ ในเซลล์เดียวกัน
การจัดการเครื่องมือก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ระบบควรทราบว่าเครื่องมือใดติดตั้งอยู่ ใช้งานมานานแค่ไหน และจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือไม่
สารขัดถูที่สึกหรอจะไม่ทำงานเหมือนสารขัดถูใหม่ หากพารามิเตอร์กระบวนการยังคงไม่เปลี่ยนแปลง คุณภาพพื้นผิวและรอบเวลาอาจไม่เสถียร การชดเชยการสึกหรอของเครื่องมือสามารถช่วยให้หุ่นยนต์ปรับการเคลื่อนไหวได้ เนื่องจากล้อขัดมีขนาดเล็กลง หรือสายพานขัดสูญเสียประสิทธิภาพการตัด
สำหรับการผลิตที่มีส่วนผสมสูง ควรรวมข้อมูลนี้ไว้ในสูตรผลิตภัณฑ์ทุกครั้งที่เป็นไปได้
การเขียนโปรแกรมแบบออฟไลน์สามารถลดระยะเวลาการเตรียมการได้
การเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์แบบดั้งเดิมมักต้องใช้วิศวกรในการเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์ทีละจุดภายในเซลล์การผลิต วิธีนี้อาจได้ผลแต่อาจใช้เวลานานสำหรับส่วนที่ซับซ้อน
นอกจากนี้ยังหมายความว่าเครื่องอาจต้องหยุดทำงานในขณะที่กำลังตั้งโปรแกรมผลิตภัณฑ์ใหม่
การเขียนโปรแกรมออฟไลน์เสนอแนวทางอื่น
การใช้โมเดล 3 มิติของชิ้นส่วน อุปกรณ์จับยึด หุ่นยนต์ และอุปกรณ์ขัดเงา วิศวกรสามารถสร้างและทดสอบเส้นทางของหุ่นยนต์บนคอมพิวเตอร์ได้ พวกเขาสามารถตรวจสอบความสามารถในการเข้าถึง ท่าทางของหุ่นยนต์ การชนที่อาจเกิดขึ้น และเวลารอบโดยประมาณก่อนที่จะถ่ายโอนโปรแกรมไปยังระบบจริง
ซึ่งมีข้อดีหลายประการสำหรับการผลิตแบบผสมสูง:
- สามารถเตรียมโปรแกรมใหม่ได้ในขณะที่หุ่นยนต์ยังคงผลิตต่อไป
- เส้นทางที่ซับซ้อนสามารถพัฒนาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ความเสี่ยงจากการชนสามารถระบุได้ล่วงหน้า
- สามารถประมาณรอบเวลาได้ก่อนการทดสอบทางกายภาพ
- โปรแกรมที่คล้ายกันสามารถคัดลอกและปรับเปลี่ยนสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องได้
- การวางแผนการผลิตจะง่ายขึ้น
การเขียนโปรแกรมแบบออฟไลน์ไม่ได้ขจัดความจำเป็นในการทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริงโดยสิ้นเชิง ผลการขัดเงาจริงขึ้นอยู่กับแรงกด สภาพการเสียดสี คุณสมบัติของวัสดุ และความแปรผันของชิ้นส่วน โดยปกติแล้วจะต้องมีการปรับเปลี่ยนขั้นสุดท้ายในเครื่อง
อย่างไรก็ตาม มันสามารถลดระยะเวลาที่ใช้ในการพัฒนาเส้นทางพื้นฐานของหุ่นยนต์ได้อย่างมาก
คุณภาพของข้อมูลดิจิทัลของลูกค้าก็มีความสำคัญเช่นกัน โมเดล 3 มิติที่แม่นยำ ภาพวาด 2 มิติ รายละเอียดวัสดุ ข้อกำหนดพื้นผิว และรูปถ่ายผลิตภัณฑ์ที่ชัดเจน ช่วยให้เตรียมแนวคิดการขัดเบื้องต้นได้ง่ายขึ้น
วิชันซิสเต็มสามารถช่วยในเรื่องการแปรผันของชิ้นส่วนได้
วิชันซิสเต็มกำลังแพร่หลายมากขึ้นในการผลิตหุ่นยนต์ กล้องและเซ็นเซอร์ 3 มิติสามารถช่วยค้นหาชิ้นส่วน ระบุรุ่นผลิตภัณฑ์ และตรวจจับความแตกต่างในตำแหน่งชิ้นงาน
ในการใช้งานบางอย่าง ระบบวิชันซิสเต็มสามารถตรวจสอบวิธีการวางส่วนประกอบและปรับเส้นทางของหุ่นยนต์ให้สอดคล้องกัน ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการโหลดด้วยมือที่มีความแม่นยำสูง
การมองเห็นอาจช่วยระบุได้ว่าผลิตภัณฑ์ใดเข้าสู่เซลล์หุ่นยนต์ จากนั้นระบบจะสามารถโหลดสูตรการขัดที่ถูกต้องได้โดยอัตโนมัติ
ระบบการตรวจสอบขั้นสูงอาจตรวจสอบพื้นผิวก่อนหรือหลังการขัดเงา อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบพื้นผิวโลหะขัดมันไม่ใช่เรื่องง่าย แสงสะท้อน สภาพแสงที่แตกต่างกัน รอยขีดข่วนเล็กๆ น้อยๆ และมุมพื้นผิวที่เปลี่ยนแปลง อาจทำให้การตรวจสอบอัตโนมัติทำได้ยาก
สำหรับโรงงานหลายแห่ง ควรนำเสนอวิสัยทัศน์ทีละขั้นตอน การระบุชิ้นส่วนพื้นฐานและการแก้ไขตำแหน่งอาจให้คุณค่าได้ทันทีมากกว่าการพยายามทำให้การตรวจสอบคุณภาพทุกด้านเป็นไปโดยอัตโนมัติในคราวเดียว
การจัดกลุ่มผลิตภัณฑ์เป็นครอบครัว
ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการปฏิบัติต่อทุกผลิตภัณฑ์เสมือนเป็นโครงการระบบอัตโนมัติที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง
ในโรงงานหลายแห่ง ผลิตภัณฑ์สามารถจัดกลุ่มเป็นกลุ่มตามวัสดุ รูปร่าง ขนาด วิธีการจับยึด ผิวสำเร็จ หรือกระบวนการขัดเงา
ตัวอย่างเช่น โรงงานสุขภัณฑ์อาจสร้างกลุ่มต่างๆ เช่น
- ตัวก๊อกน้ำทองเหลือง
- ที่จับก๊อกน้ำ.
- ตัววาล์ว
- อุปกรณ์ห้องน้ำ.
- อุปกรณ์สแตนเลส
ผลิตภัณฑ์ในตระกูลเดียวกันอาจใช้อุปกรณ์จับยึด สารขัดถู แรงกดในการขัดเงา และการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ที่คล้ายกัน แบบจำลองใหม่มักจะสามารถสร้างขึ้นได้โดยการคัดลอกโปรแกรมที่มีอยู่และแก้ไขจุดเส้นทางบางอย่าง
ซึ่งจะช่วยลดเวลาด้านวิศวกรรมและทำให้ระบบจัดการได้ง่ายขึ้น
ก่อนที่จะซื้อระบบขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ ผู้ผลิตควรศึกษาคำสั่งซื้อในอดีตและสร้างเมทริกซ์ผลิตภัณฑ์ เมทริกซ์สามารถแสดง:
- ชื่อผลิตภัณฑ์และรุ่น
- วัสดุ.
- ขนาดและน้ำหนัก
- ปริมาณรายปีหรือรายเดือน
- ขนาดชุด
- เวลาในการขัดด้วยมือในปัจจุบัน
- คุณภาพพื้นผิวที่ต้องการ
- อัตราข้อบกพร่องหรือการทำงานซ้ำในปัจจุบัน
- เครื่องมือและสารกัดกร่อนที่จำเป็น
- กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน
- ความต้องการในอนาคตที่คาดหวัง
การวิเคราะห์นี้ช่วยพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์ใดควรเป็นระบบอัตโนมัติก่อน
ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นที่ดีที่สุดไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณสูงสุดเสมอไป ผู้สมัครที่ดีอาจเป็นส่วนที่ยาก อันตราย ซ้ำซาก หรือขึ้นอยู่กับแรงงานที่มีทักษะสูง
หุ่นยนต์ตัวเดียวสามารถจัดการทุกผลิตภัณฑ์ได้หรือไม่?
ในทางเทคนิคแล้ว หุ่นยนต์สามารถตั้งโปรแกรมให้กับชิ้นส่วนต่างๆ ได้มากมาย ในทางปฏิบัติ การคาดหวังว่าระบบเดียวจะจัดการกับทุกผลิตภัณฑ์ในโรงงานอาจสร้างความซับซ้อนโดยไม่จำเป็น
กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่มากอาจรวมถึงวัสดุ ขนาด มาตรฐานการขัดเงา และลำดับกระบวนการที่แตกต่างกัน บางส่วนอาจต้องใช้การเจียรด้วยสายพาน ในขณะที่บางส่วนจำเป็นต้องขัดเงา ลบคม ผิวซาติน หรือการขัดกระจก
การพยายามรวมกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ไว้ในเซลล์เดียวอาจทำให้ต้นทุนอุปกรณ์เพิ่มขึ้น และทำให้การเขียนโปรแกรม เครื่องมือ การรวบรวมฝุ่น และการบำรุงรักษายากขึ้น
กลยุทธ์ที่ดีกว่ามักจะกำหนดระยะการทำงานที่สมจริง
ตัวอย่างเช่น เซลล์หุ่นยนต์อาจได้รับการออกแบบให้ประมวลผลชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักระหว่าง 0.5 ถึง 15 กิโลกรัม ภายในช่วงขนาดที่กำหนด และเป็นของตระกูลผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องสามตระกูล ระบบอาจดำเนินการสองขั้นตอนการเจียรและขั้นตอนการขัดหนึ่งขั้นตอน
ผลิตภัณฑ์ที่อยู่นอกช่วงนี้สามารถดำเนินการดำเนินการด้วยตนเองต่อไปหรือมอบหมายให้กับเครื่องอื่นได้
ระบบที่มุ่งเน้นมักมีประสิทธิผลมากกว่าและใช้งานง่ายกว่าระบบที่ออกแบบมาเพื่อรับมือกับทุกสถานการณ์ที่เป็นไปได้
ขนาดชุดใดที่เหมาะกับการขัดด้วยหุ่นยนต์
ไม่มีขนาดการผลิตขั้นต่ำสำหรับโรงงานทุกแห่ง
ปริมาณที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
- เวลาตั้งโปรแกรมผลิตภัณฑ์
- เวลาเปลี่ยนอุปกรณ์ติดตั้ง
- เวลาเปลี่ยนเครื่องมือ
- รอบเวลาการขัดด้วยมือ
- รอบเวลาการขัดเงาของหุ่นยนต์
- ค่าแรง.
- ข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิว
- อัตราการทำซ้ำและการปฏิเสธ
- ความถี่ของการสั่งซื้อซ้ำ
- คุณค่าของความปลอดภัยที่ดีขึ้น
- จำนวนกะต่อวัน
หากชิ้นส่วนใหม่ต้องใช้เวลาในการเขียนโปรแกรมแปดชั่วโมงและจะไม่มีการผลิตซ้ำอีก การขัดด้วยหุ่นยนต์อาจไม่ประหยัด
หากชุดงานมีเพียง 50 ชิ้นแต่มีการส่งคืนคำสั่งซื้อเดิมทุกเดือน ระบบอัตโนมัติอาจยังสมเหตุสมผลอยู่ เนื่องจากโปรแกรมที่ได้รับอนุมัติสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ในทำนองเดียวกัน หากแต่ละชิ้นส่วนต้องใช้เวลาในการเจียรด้วยมือที่ยากลำบากถึง 30 นาที แม้ว่าการเจียรในปริมาณน้อยก็อาจหมายถึงการทำงานที่ใช้เวลานานหลายชั่วโมง การทำให้กระบวนการเป็นแบบอัตโนมัติสามารถให้ผลตอบแทนที่เป็นประโยชน์
โรงงานจึงควรประเมินความต้องการรวมต่อปีและความถี่ในการทำซ้ำ ไม่ใช่เพียงปริมาณของคำสั่งซื้อเดียวเท่านั้น
บทบาทของผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์กำลังเปลี่ยนไป
การขัดเงาด้วยหุ่นยนต์ไม่ได้ขจัดความจำเป็นของมนุษย์ มันเปลี่ยนประเภทของงานที่ผู้คนทำ
แทนที่จะจับชิ้นส่วนที่หนักไว้กับล้อขัดตลอดทั้งกะ ผู้ปฏิบัติงานอาจขนถ่ายอุปกรณ์จับยึด เลือกสูตร ตรวจสอบชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว เปลี่ยนสารขัดถู และตรวจสอบการผลิต
พนักงานขัดเงาที่มีประสบการณ์ยังคงมีคุณค่าเป็นพิเศษในระหว่างการพัฒนากระบวนการ พวกเขาเข้าใจว่าบริเวณใดที่ต้องการแรงกดมากขึ้น พื้นผิวใดมีความละเอียดอ่อน และวิธีที่วัสดุต่างๆ ทำปฏิกิริยากับสารกัดกร่อน
ประสบการณ์ของพวกเขาสามารถช่วยให้วิศวกรสร้างเส้นทางหุ่นยนต์และการตั้งค่ากระบวนการได้ดีขึ้น
ในโครงการระบบอัตโนมัติที่ประสบความสำเร็จ ความรู้ด้านการผลิตและเทคโนโลยีหุ่นยนต์จะทำงานร่วมกัน เป้าหมายคือการเก็บประสบการณ์กระบวนการของมนุษย์และเปลี่ยนให้เป็นสูตรการผลิตที่ทำซ้ำได้
การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานขั้นพื้นฐานควรครอบคลุมถึง:
- การทำงานของเครื่องจักรอย่างปลอดภัย
- การเลือกสูตรผลิตภัณฑ์
- การเปลี่ยนแปลงการติดตั้ง
- การเปลี่ยนเครื่องมือและสารขัดถู
- การตรวจสอบคุณภาพ
- การจัดการสัญญาณเตือนทั่วไป
- การปรับพารามิเตอร์พื้นฐาน
- การบำรุงรักษาและการทำความสะอาดรายวัน
อินเทอร์เฟซผู้ใช้ควรเรียบง่ายเพียงพอสำหรับพนักงานฝ่ายผลิตเพื่อดำเนินการโดยไม่จำเป็นต้องมีความรู้การเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ขั้นสูง
การควบคุมคุณภาพในการผลิตแบบผสมสูง
การรักษาคุณภาพที่สม่ำเสมอในผลิตภัณฑ์จำนวนมากเป็นหนึ่งในเหตุผลที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์
เมื่อกระบวนการได้รับการพัฒนาอย่างเหมาะสม หุ่นยนต์สามารถทำซ้ำเส้นทาง ความเร็ว มุม แรงกด และจำนวนรอบเดียวกันได้ ซึ่งจะช่วยลดความแปรปรวนที่เกิดจากความเหนื่อยล้าหรือความแตกต่างระหว่างคนงาน
อย่างไรก็ตาม การทำซ้ำด้วยหุ่นยนต์เพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันคุณภาพที่ดี หากชิ้นส่วนที่เข้ามามีความแตกต่างกันมากหรือมีการสึกหรอ หุ่นยนต์อาจทำซ้ำขั้นตอนที่ไม่ถูกต้องอย่างสม่ำเสมอ
กลยุทธ์ด้านคุณภาพที่สมบูรณ์ควรประกอบด้วย:
- การตรวจสอบชิ้นส่วนขาเข้า
- การตรวจสอบตำแหน่งฟิกซ์เจอร์
- การตรวจสอบสภาพเครื่องมือ
- การตรวจสอบชิ้นแรกหลังการเปลี่ยนแปลง
- มาตรฐานคุณภาพพื้นผิวที่ชัดเจน
- การตรวจสอบตัวอย่างเป็นประจำ
- การควบคุมเวอร์ชันของสูตร
- บันทึกการบำรุงรักษา
- ข้อมูลการผลิตที่ตรวจสอบย้อนกลับได้
การตรวจสอบชิ้นแรกมีความสำคัญอย่างยิ่ง หลังจากโหลดสูตรใหม่หรือเปลี่ยนอุปกรณ์ติดตั้งแล้ว ผู้ปฏิบัติงานควรตรวจสอบชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์ในชิ้นแรกก่อนที่จะปล่อยแบทช์เพื่อการผลิตเต็มรูปแบบ
หากจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนเล็กน้อย ควรบันทึกอย่างถูกต้องเพื่อใช้สูตรที่ได้รับอนุมัติล่าสุดในครั้งต่อไป
การคำนวณผลตอบแทนจากการลงทุน
ไม่ควรวัดมูลค่าของการขัดเงาด้วยหุ่นยนต์โดยการเปรียบเทียบรอบเวลาของหุ่นยนต์กับรอบเวลาของผู้ปฏิบัติงานเท่านั้น
การคำนวณควรคำนึงถึง:
- ประหยัดแรงงาน
- ลดต้นทุนการทำงานซ้ำและการปฏิเสธ
- ลดการบาดเจ็บจากการทำงาน
- ปรับปรุงความสม่ำเสมอในการผลิต
- ชั่วโมงการทำงานที่ยาวนานขึ้น
- ความน่าเชื่อถือในการจัดส่งที่ดีขึ้น
- ลดการพึ่งพาแรงงานมีฝีมือที่ขาดแคลน
- ข้อกำหนดการฝึกอบรมที่ต่ำกว่า
- ปรับปรุงข้อมูลการผลิต
- ใช้พื้นที่โรงงานได้ดีขึ้น
- การตั้งค่าการสั่งซื้อซ้ำที่รวดเร็วยิ่งขึ้น
สำหรับการผลิตที่มีส่วนผสมสูง จะต้องรวมต้นทุนด้านวิศวกรรมและการเปลี่ยนแปลงด้วย
ระบบอาจขัดแต่ละชิ้นส่วนอย่างรวดเร็ว แต่หากผู้ปฏิบัติงานใช้เวลาในการเตรียมทุกชุดมากเกินไป อัตราการใช้งานจริงจะยังคงต่ำอยู่
ผู้ผลิตควรคำนวณว่าหุ่นยนต์จะใช้เวลาเท่าไรในการผลิตชิ้นส่วนที่ได้รับอนุมัติ เมื่อเทียบกับการตั้งโปรแกรม การทดสอบ การเปลี่ยนอุปกรณ์ติดตั้ง การเปลี่ยนเครื่องมือ และการรอวัสดุ
เป้าหมายไม่จำเป็นต้องบรรลุการใช้งานหุ่นยนต์ 100% ในสภาพแวดล้อมการผลิตที่ยืดหยุ่น คาดว่าจะต้องใช้เวลาในการเตรียมการบ้าง เป้าหมายคือเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทั้งหมดให้ต้นทุน คุณภาพ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพการจัดส่งที่ดีกว่าวิธีการปัจจุบัน
วิธีเริ่มต้นที่เป็นประโยชน์
โรงงานไม่จำเป็นต้องทำให้กลุ่มผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของตนเป็นอัตโนมัติทันที
แนวทางที่มีความเสี่ยงต่ำกว่าคือเริ่มต้นด้วยกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทนที่เลือกไว้ ชิ้นส่วนเหล่านี้ควรมีรูปแบบที่เพียงพอในการทดสอบความยืดหยุ่นของระบบในขณะที่ยังคงใช้คุณสมบัติทั่วไปบางอย่างร่วมกัน
กระบวนการนำไปปฏิบัติจริงอาจรวมถึงขั้นตอนต่อไปนี้:
1. รวบรวมข้อมูลผลิตภัณฑ์
เตรียมภาพวาด 2 มิติ แบบจำลอง 3 มิติ ภาพถ่าย วัสดุ ขนาด น้ำหนัก ปริมาณการผลิต เวลาดำเนินการด้วยตนเอง และข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิว
2. จำแนกประเภทผลิตภัณฑ์
จัดกลุ่มชิ้นส่วนตามรูปร่าง วัสดุ กระบวนการ วิธีการติดตั้ง และการตกแต่งที่ต้องการ
3. เลือกชิ้นส่วนทดลอง
เลือกผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทนหลายรายการ รวมถึงชิ้นส่วนที่เรียบง่าย ชิ้นส่วนทั่วไป และชิ้นส่วนที่ยากขึ้น
4. พัฒนาแนวคิดเบื้องต้น
กำหนดขนาดหุ่นยนต์ สถานีขัดเงา กลยุทธ์ฟิกซ์เจอร์ วิธีการโหลด วิธีการควบคุมแรง ระบบความปลอดภัย และข้อกำหนดในการเก็บฝุ่น
5. ดำเนินการทดสอบกระบวนการ
โดยปกติแล้ว การทดสอบตัวอย่างทางกายภาพเป็นสิ่งจำเป็นก่อนที่กระบวนการขั้นสุดท้ายจะได้รับการอนุมัติ โดยจะยืนยันการเลือกวัสดุขัด รอบเวลา คุณภาพที่ทำได้ อายุการใช้งานของเครื่องมือ และการออกแบบฟิกซ์เจอร์
6. สร้างและจัดเก็บสูตรอาหาร
สร้างสูตรดิจิทัลที่ได้รับอนุมัติสำหรับแต่ละผลิตภัณฑ์ และสร้างกฎการตั้งชื่อและการควบคุมเวอร์ชันที่ชัดเจน
7. ผู้ประกอบการรถไฟ
สอนพนักงานถึงวิธีการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ เลือกสูตรอาหาร ตรวจสอบคุณภาพ และจัดการการบำรุงร
