Trong nhiều năm, việc đánh bóng, mài, chà nhám và đánh bóng phụ thuộc rất nhiều vào những người thợ lành nghề.
Tại các nhà máy trên khắp thế giới, người vận hành đứng bên cạnh băng mài, bánh xe đánh bóng, máy chà nhám và trạm đánh bóng nhiều giờ mỗi ngày. Họ sử dụng kinh nghiệm của mình để kiểm soát áp lực, góc độ, tốc độ và chuyển động.
Phương pháp truyền thống này có thể mang lại kết quả tốt.
Tuy nhiên, hoạt động sản xuất đang thay đổi.
Chi phí lao động đang tăng lên. Công nhân đánh bóng có tay nghề ngày càng khó tìm. Khách hàng đang yêu cầu chất lượng bề mặt ổn định hơn. Lịch trình sản xuất ngày càng chặt chẽ hơn. Đồng thời, các nhà máy chịu áp lực phải cải thiện độ an toàn, giảm việc làm lại và tăng cường tự động hóa.
Vì những thách thức này, ngày càng có nhiều nhà sản xuất bắt đầu chuyển từ đánh bóng thủ công sang đánh bóng thủ công.tự động hóa đánh bóng bằng robot.
Hệ thống đánh bóng robot hiện đang được sử dụng cho vòi, tay nắm cửa, phụ tùng ô tô, đúc nhôm, sản phẩm thép không gỉ, thiết bị vệ sinh, linh kiện nội thất, phụ tùng máy móc và nhiều sản phẩm kim loại khác.
Mục tiêu không chỉ đơn giản là thay thế công nhân bằng robot.
Mục tiêu lớn hơn là tạo ra một quy trình hoàn thiện ổn định, hiệu quả, an toàn và dễ kiểm soát hơn.
Vậy tại sao ngày càng có nhiều nhà sản xuất thực hiện chuyển đổi?
Câu trả lời có liên quan đến một số thay đổi quan trọng đang diễn ra trong ngành sản xuất.
Đánh bóng thủ công luôn phụ thuộc vào kinh nghiệm
Đánh bóng trông đơn giản từ xa.
Một công nhân giữ một bộ phận dựa vào bánh xe đánh bóng đang quay hoặc di chuyển dụng cụ mài trên bề mặt.
Nhưng trên thực tế, hoàn thiện bề mặt là một quá trình đòi hỏi sự khéo léo.
Người công nhân phải hiểu nhiều thứ cùng một lúc.
Nên áp dụng bao nhiêu áp lực?
Nên sử dụng góc nào?
Sản phẩm nên di chuyển nhanh như thế nào?
Mỗi bề mặt nên được đánh bóng trong bao lâu?
Chất mài mòn nào nên được sử dụng đầu tiên?
Khi nào người thợ nên đổi sang bánh xe đánh bóng mịn hơn?
Quá nhiều áp lực có thể làm hỏng bộ phận.
Áp lực quá nhỏ có thể không loại bỏ đủ vật liệu.
Góc sai có thể tạo ra dấu vết rõ ràng.
Đánh bóng một khu vực quá lâu có thể làm thay đổi hình dạng của bộ phận đó hoặc tạo ra nhiệt quá mức.
Những người vận hành có kinh nghiệm sẽ học những kỹ năng này theo thời gian.
Điều đó có nghĩa là các nhà máy đánh bóng truyền thống thường phụ thuộc nhiều vào một số ít công nhân có tay nghề cao.
Điều này tạo ra rủi ro kinh doanh lớn.
Nếu những công nhân đó nghỉ việc, nghỉ hưu hoặc không còn việc làm, chất lượng sản xuất có thể bị ảnh hưởng ngay lập tức.
Công nhân đánh bóng có tay nghề ngày càng khó tìm
Một trong những lý do lớn nhất khiến các nhà sản xuất cân nhắc việc tự động hóa bằng robot là do nguồn lao động sẵn có.
Công việc mài và đánh bóng có thể đòi hỏi thể chất.
Người lao động có thể phải đứng trong thời gian dài, nâng các bộ phận nặng, lặp lại các chuyển động tương tự và làm việc gần bụi, tiếng ồn, độ rung và thiết bị quay.
Đối với những người lao động trẻ, những vị trí này thường kém hấp dẫn hơn những công việc sản xuất sạch sẽ và mang tính kỹ thuật hơn.
Kết quả là nhiều nhà máy gặp khó khăn trong việc tuyển dụng nhân viên đánh bóng mới.
Ngay cả khi có thể thuê công nhân thì việc đào tạo họ cũng cần có thời gian.
Một nhân viên mới có thể nhanh chóng hiểu được hoạt động cơ bản của máy đánh bóng, nhưng việc học cách đạt được bề mặt ổn định trên các sản phẩm phức tạp có thể mất nhiều thời gian hơn.
Đối với các nhà sản xuất có đơn đặt hàng ngày càng tăng, tình trạng thiếu lao động có thể trực tiếp hạn chế năng lực sản xuất.
Đánh bóng bằng robot cung cấp một cách tiếp cận khác.
Thay vì thêm nhiều người vận hành đánh bóng thủ công, nhà sản xuất có thể sử dụng robot để tự động lặp lại quá trình hoàn thiện.
Sau đó, một người vận hành có thể giám sát một số máy hoặc các ô robot.
Điều này làm thay đổi vai trò của lao động từ việc đánh bóng lặp đi lặp lại đến vận hành thiết bị, kiểm tra, bảo trì và kiểm soát sản xuất.
Tính nhất quán đang trở nên quan trọng hơn
Trong nhiều ngành công nghiệp, hình thức bên ngoài là một phần của chất lượng sản phẩm.
Vòi có bề mặt không bằng phẳng có thể bị từ chối.
Tay nắm cửa có vết đánh bóng nhìn thấy được có thể không qua được quá trình kiểm tra.
Một bộ phận bằng nhôm có độ mài không đều có thể cần phải làm lại.
Một bộ phận trang trí bằng thép không gỉ có độ sáng bề mặt khác nhau từ bên này sang bên kia có thể không đáp ứng được mong đợi của khách hàng.
Đánh bóng thủ công có thể tạo ra sự khác biệt vì mỗi công nhân làm việc hơi khác nhau.
Một công nhân có thể sử dụng nhiều áp lực hơn.
Người khác có thể di chuyển nhanh hơn.
Một người vận hành có thể thích một góc đánh bóng nhất định, trong khi người khác sử dụng một kỹ thuật khác.
Ngay cả cùng một công nhân cũng có thể không tạo ra kết quả giống hệt nhau khi bắt đầu và kết thúc một ca làm việc dài.
Mệt mỏi cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng.
Robot cung cấp mức độ lặp lại khác nhau.
Sau khi quá trình hoàn thiện được lập trình chính xác, robot có thể lặp đi lặp lại cùng một chuyển động.
Nó có thể duy trì tương tự:
- Đường dẫn robot
- Góc tiếp xúc
- Tốc độ xử lý
- lần đánh bóng
- Áp lực tiếp xúc
- Trình tự quy trình
Điều này giúp các nhà máy tạo ra một quy trình sản xuất chuẩn hóa hơn.
Đối với các nhà sản xuất cung cấp ô tô, thiết bị vệ sinh, phần cứng, sản phẩm tiêu dùng hoặc linh kiện có giá trị cao, tính nhất quán tốt hơn có thể là một trong những lý do mạnh mẽ nhất để đầu tư vào đánh bóng bằng robot.
Robot không trở nên mệt mỏi khi làm việc lặp đi lặp lại
Mài và đánh bóng là những hoạt động lặp đi lặp lại.
Một công nhân có thể cần phải xử lý cùng một bề mặt hàng trăm lần mỗi ca.
Khi thời gian trôi qua, sự mệt mỏi về thể chất có thể ảnh hưởng đến hiệu suất.
Người công nhân có thể chậm lại.
Áp lực có thể trở nên kém ổn định hơn.
Các khu vực nhỏ có thể bị bỏ qua.
Thời gian chu kỳ có thể thay đổi.
Robot không bị mệt mỏi về thể chất theo cách tương tự.
Khi hệ thống hoạt động chính xác, nó có thể tiếp tục lặp lại chu trình đã được lập trình.
Điều này làm cho việc sản xuất trở nên dễ dự đoán hơn.
Một nhà máy có thể ước tính chính xác hơn số lượng bộ phận có thể hoàn thành trong một ca.
Thời gian chu kỳ ổn định cũng giúp việc lập kế hoạch sản xuất thượng nguồn và hạ nguồn dễ dàng hơn.
Ví dụ: nếu một tế bào robot hoàn thành một bộ phận cứ sau 80 giây thì việc lập kế hoạch sản xuất sẽ trở nên dễ dự đoán hơn nhiều so với một quy trình trong đó thời gian chu kỳ thủ công thay đổi đáng kể tùy theo từng công nhân.
An toàn lao động là mối quan tâm lớn
Môi trường đánh bóng và mài có thể gây ra một số thách thức nghề nghiệp.
Tùy thuộc vào quy trình, người lao động có thể tiếp xúc với:
- Bụi kim loại
- Bụi mài mòn
- Tiếng ồn
- Rung
- Bánh xe quay tốc độ cao
- Hạt bay
- Chuyển động cánh tay lặp đi lặp lại
- Phần nặng
- Các cạnh sắc nét
- Hợp chất đánh bóng
Ngay cả với thiết bị bảo hộ cá nhân và khả năng thu bụi thích hợp, việc đánh bóng vẫn là một công việc đòi hỏi khắt khe.
Tự động hóa bằng robot cho phép công nhân tránh xa quá trình hoàn thiện trực tiếp.
Robot có thể hoạt động bên trong khu vực an toàn trong khi người vận hành tải các bộ phận từ khu vực được bảo vệ hoặc hệ thống tải tự động.
Việc hút bụi cũng có thể được tích hợp trực tiếp vào buồng robot.
Điều này có thể cải thiện môi trường làm việc và giảm sự tiếp xúc trực tiếp của con người với các điều kiện đánh bóng khó khăn.
Đối với nhiều nhà sản xuất, an toàn đang trở thành yếu tố quan trọng khi đánh giá các dự án tự động hóa.
Chi phí lao động chỉ là một phần của tính toán
Nhiều công ty lần đầu tiên cân nhắc sử dụng robot vì họ muốn giảm chi phí lao động.
Tiết kiệm lao động chắc chắn có thể quan trọng.
Tuy nhiên, giá trị kinh tế thực sự của việc đánh bóng bằng robot thường rộng hơn nhiều.
Các nhà sản xuất cũng cần xem xét chi phí của:
- Làm lại
- phế liệu
- Đào tạo
- Doanh thu công nhân
- Gián đoạn sản xuất
- Sự thay đổi chất lượng
- Làm thêm giờ
- Quản lý an toàn
- Lịch giao hàng bị lỡ
Ví dụ, hãy tưởng tượng một nhà máy sử dụng sáu công nhân để đánh bóng thủ công.
Nếu sản xuất tăng, công ty có thể cần tám hoặc mười công nhân.
Nhưng việc thuê thêm thợ đánh bóng có tay nghề cao có thể khó khăn.
Công ty có thể trả lương làm thêm giờ cho những người lao động hiện tại.
Chất lượng có thể giảm trong thời gian bận rộn.
Nhiều bộ phận có thể yêu cầu làm lại.
Thời gian giao hàng có thể kéo dài hơn.
Trong tình huống này, tự động hóa không chỉ đơn giản là thay thế lao động.
Nó đang giúp nhà máy tăng sản lượng mà không tạo ra áp lực lao động tương tự.
Năng lực sản xuất cao hơn mà không cần thêm người vận hành
Một lợi thế lớn của tự động hóa robot là khả năng mở rộng.
Khi đơn đặt hàng tăng lên, sản xuất thủ công thường đòi hỏi nhiều công nhân hơn.
Nhưng việc thêm công nhân có thể khó khăn.
Hệ thống đánh bóng bằng robot có thể giúp tăng sản lượng mà không cần tăng lực lượng lao động hoàn thiện ở mức tương tự.
Tùy thuộc vào ứng dụng, robot cũng có thể hoạt động trong thời gian sản xuất dài hơn.
Một tế bào robot có thể tiếp tục xử lý các bộ phận trong thời gian nghỉ hoặc giữa các ca làm việc bình thường, miễn là các điều kiện tải, bảo trì và an toàn cho phép.
Điều này có thể cải thiện việc sử dụng thiết bị.
Đối với các nhà máy có nhu cầu xuất khẩu mạnh hoặc đơn đặt hàng của khách hàng ngày càng tăng, khả năng tăng sản lượng mà không cần liên tục thuê thêm công nhân đánh bóng có thể mang lại lợi thế cạnh tranh quan trọng.
Đánh bóng bằng robot có thể hỗ trợ sản xuất 24 giờ
Một số nhà sản xuất vận hành hai hoặc ba ca.
Những người khác muốn tăng sản lượng chỉ sau một đêm.
Đánh bóng thủ công gây khó khăn cho việc sản xuất liên tục vì mỗi ca đều yêu cầu công nhân được đào tạo.
Hệ thống robot có thể giúp việc sản xuất mở rộng trở nên dễ dàng hơn.
Với tính năng tải và dỡ tải tự động, robot đánh bóng có thể tiếp tục hoạt động trong thời gian dài với sự can thiệp hạn chế của con người.
Điều này không có nghĩa là nhà máy có thể chỉ cần bật robot và rời đi.
Việc kiểm tra thường xuyên, thay thế mài mòn, bảo trì, kiểm tra chất lượng và giám sát an toàn vẫn cần thiết.
Tuy nhiên, số lượng lao động trực tiếp cần thiết có thể thấp hơn đáng kể.
Đối với các nhà sản xuất số lượng lớn, điều này có thể giúp tăng năng lực sản xuất hàng ngày.
Kiểm soát áp suất đánh bóng tốt hơn
Một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất trong việc đánh bóng bằng robot là kiểm soát áp lực tiếp xúc.
Đánh bóng khác với các thao tác gắp và đặt robot đơn giản.
Robot phải tiếp xúc vật lý với dụng cụ mài mòn.
Số lượng lực quan trọng.
Quá nhiều áp lực có thể làm hỏng bề mặt.
Quá ít áp lực có thể tạo ra một kết thúc không hoàn chỉnh.
Đây là lý do tại sao các hệ thống đánh bóng robot hiện đại ngày càng sử dụng công nghệ kiểm soát lực.
Tùy thuộc vào ứng dụng, việc kiểm soát lực có thể được cung cấp bởi:
- Cảm biến lực robot
- Thiết bị đánh bóng phù hợp
- Bù khí nén
- Trạm hoàn thiện điều khiển bằng servo
- Hệ thống kiểm soát lực chủ động
Những công nghệ này giúp hệ thống duy trì sự tiếp xúc ổn định hơn giữa sản phẩm và vật liệu mài mòn.
Điều này đặc biệt quan trọng khi đánh bóng các sản phẩm cong như vòi, tay nắm cửa, phụ kiện phòng tắm, phụ tùng ô tô và vật đúc không đều.
Kiểm soát lực tốt hơn giúp việc đánh bóng bằng robot phù hợp hơn với các bề mặt ba chiều phức tạp.
Robot có thể xử lý các hình dạng phức tạp
Trước đây, một số nhà sản xuất cho rằng robot chỉ phù hợp với những bộ phận phẳng đơn giản.
Hệ thống hoàn thiện bằng robot hiện đại có thể xử lý các sản phẩm phức tạp hơn nhiều.
Robot công nghiệp sáu trục có thể tiếp cận phôi từ nhiều hướng.
Robot có thể xoay sản phẩm, thay đổi góc và đi theo những đường cong.
Điều này cho phép sử dụng robot đánh bóng cho các sản phẩm như:
- Vòi
- Van
- Phụ kiện đồng thau
- Tay nắm cửa
- Đúc nhôm
- Phụ tùng xe máy
- Phụ kiện thép không gỉ
- Linh kiện ô tô
- Bộ phận nội thất
Robot có thể xử lý các bề mặt khác nhau trong một chu kỳ.
Ví dụ, nó có thể đánh bóng bề mặt phía trước trước, xoay bộ phận, hoàn thiện khu vực bên cạnh, sau đó tiếp cận một góc cong từ một góc khác.
Tính linh hoạt này là một lý do khiến robot ngày càng thay thế các máy đánh bóng đơn dụng truyền thống.
Tự động hóa có thể giảm việc làm lại
Việc làm lại thường là một chi phí vô hình ở các bộ phận đánh bóng thủ công.
Một sản phẩm có thể trông có thể chấp nhận được trong lần kiểm tra đầu tiên nhưng sau đó lại không đạt được bước kiểm tra chất lượng cuối cùng.
Bộ phận sau đó quay trở lại trạm đánh bóng.
Một công nhân phải xử lý lại.
Điều này sử dụng thêm lao động, chất mài mòn, năng lượng và thời gian sản xuất.
Làm lại quá nhiều cũng có thể làm trì hoãn việc giao hàng.
Bởi vì việc đánh bóng bằng robot cung cấp các điều kiện quy trình nhất quán hơn nên nó có thể làm giảm sự biến đổi.
Khi đường đi của robot, lực, tốc độ, lựa chọn chất mài mòn và thời gian xử lý được tối ưu hóa, mỗi sản phẩm sẽ tuân theo trình tự hoàn thiện giống nhau.
Điều này có thể làm giảm số lượng các bộ phận cần đánh bóng thêm.
Đối với các nhà máy sản xuất số lượng lớn, ngay cả việc giảm thiểu việc làm lại cũng có thể tạo ra khoản tiết kiệm đáng kể hàng năm.
Tỷ lệ phế liệu thấp hơn
Một số lỗi hoàn thiện không thể sửa chữa được.
Nếu loại bỏ quá nhiều vật liệu, bộ phận đó có thể bị hỏng vĩnh viễn.
Nếu bề mặt trang trí bị biến dạng, sản phẩm có thể cần phải được loại bỏ.
Nếu một cạnh sắc được đánh bóng quá mạnh, hình học có thể không còn đáp ứng các yêu cầu về kích thước.
Lỗi thủ công có thể trở nên tốn kém khi xử lý các bộ phận có giá trị cao.
Hệ thống robot có thể giúp kiểm soát việc loại bỏ vật liệu cẩn thận hơn.
Chuyển động ổn định và tiếp xúc lặp lại làm giảm nguy cơ xử lý quá mức ở một số khu vực nhất định.
Điều này đặc biệt có giá trị đối với các thành phần hoặc sản phẩm đắt tiền có yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước.
Sử dụng chất mài mòn hiệu quả hơn
Dây đai mài mòn, bánh xe đánh bóng, bánh xe có nắp, đĩa chà nhám và hợp chất đánh bóng là những chi phí vận hành quan trọng.
Người vận hành thủ công có thể sử dụng các vật tư tiêu hao này theo cách khác nhau.
Một số công nhân ép mạnh hơn, có thể làm tăng độ mài mòn.
Những người khác có thể thay dây đai hoặc bánh xe sớm hơn mức cần thiết.
Các quy trình robot có thể tiêu chuẩn hóa việc sử dụng chất mài mòn.
Robot sử dụng áp suất và thời gian chu kỳ được kiểm soát.
Điều này có thể giúp nhà sản xuất dự đoán tốt hơn khi nào nên thay thế công cụ.
Các tế bào tiên tiến hơn cũng có thể tự động bù đắp độ mòn của bánh xe.
Khi bánh xe đánh bóng trở nên nhỏ hơn, hệ thống có thể điều chỉnh vị trí robot để duy trì sự tiếp xúc thích hợp.
Điều này cho phép các nhà sản xuất có được tuổi thọ dễ dự đoán hơn từ các vật tư tiêu hao của họ.
Một quy trình ổn định hơn để chuẩn bị mạ
Đối với các sản phẩm như vòi, phụ kiện phòng tắm, phần cứng và các bộ phận kim loại trang trí, việc đánh bóng thường được thực hiện trước khi mạ.
Chất lượng của bề mặt được đánh bóng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hình thức mạ cuối cùng.
Các vết xước, vết mài không đều hoặc khuyết tật bề mặt vẫn có thể nhìn thấy được sau khi mạ.
Điều này có nghĩa là việc chuẩn bị bề mặt phải nhất quán.
Đánh bóng bằng robot có thể giúp tạo ra bề mặt đồng đều hơn trước khi mạ crom, mạ niken, phủ PVD hoặc các quá trình hoàn thiện khác.
Đối với các nhà sản xuất sản xuất các sản phẩm trang trí cao cấp, chất lượng mạ trước ổn định có thể cải thiện hình thức cuối cùng và giảm khiếu nại của khách hàng.
Robot có thể thực hiện nhiều quy trình hoàn thiện
Các tế bào hoàn thiện bằng robot hiện đại không chỉ giới hạn ở việc đánh bóng.
Cùng một robot có thể thực hiện một số thao tác.
Một hệ thống điển hình có thể bao gồm:
- Mài thô
- mài mịn
- chà nhám
- Gỡ lỗi
- đánh bóng
- Đánh bóng
Robot di chuyển phôi giữa các trạm khác nhau.
Ví dụ, thân vòi bằng đồng thau trước tiên có thể được mài bằng đai mài mòn thô.
Sau đó robot sẽ di chuyển nó tới một dây đai tốt hơn.
Sau đó, sản phẩm có thể được chuyển sang bánh xe đánh bóng.
Cuối cùng, robot thực hiện đánh bóng để tạo ra bề mặt sáng bóng.
Tất cả các bước này có thể diễn ra trong cùng một tế bào robot.
Điều này làm giảm việc chuyển sản phẩm thủ công và làm cho quá trình hoàn thiện được tích hợp nhiều hơn.
Tự động hóa linh hoạt hỗ trợ các sản phẩm khác nhau
Nhiều nhà máy không chỉ sản xuất một bộ phận.
Họ có thể có một số dòng sản phẩm.
Tự động hóa chuyên dụng truyền thống có thể gặp khó khăn khi mẫu sản phẩm thay đổi thường xuyên.
Robot mang lại sự linh hoạt hơn.
Các sản phẩm khác nhau có thể sử dụng các chương trình khác nhau.
Khi thay đổi sản xuất, người vận hành có thể chỉ cần:
- Chọn một chương trình robot mới.
- Thay thế vật cố định.
- Thay đổi dụng cụ mài mòn hoặc đánh bóng nếu cần thiết.
- Tải sản phẩm mới.
Điều này làm cho việc đánh bóng bằng robot ngày càng trở nên hấp dẫn đối với hoạt động sản xuất có tính kết hợp cao.
Cùng một robot có thể được sử dụng cho nhiều sản phẩm khác nhau trong suốt vòng đời của nó.
Điều đó giúp nâng cao giá trị lâu dài của khoản đầu tư.
Sản xuất hỗn hợp cao, khối lượng thấp đang trở nên quan trọng hơn
Các nhà sản xuất đang nhận được nhiều đơn đặt hàng tùy chỉnh hơn và kích thước lô nhỏ hơn.
Khách hàng ngày càng muốn có nhiều kiểu dáng, kích cỡ và thông số kỹ thuật sản phẩm khác nhau.
Điều này tạo ra một vấn đề cho tự động hóa truyền thống.
Một chiếc máy dành riêng cho một sản phẩm có thể không kinh tế nếu sản phẩm đó chỉ được sản xuất thỉnh thoảng.
Hệ thống robot có khả năng thích ứng cao hơn.
Các chương trình có thể được lưu trữ và tái sử dụng.
Nếu một nhà máy nhận được đơn đặt hàng khác cho cùng một sản phẩm vài tháng sau đó, chương trình đánh bóng trước đó có thể được tải lại.
Điều này cho phép kiến thức quy trình được bảo tồn bằng kỹ thuật số.
Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào một công nhân có kinh nghiệm ghi nhớ sản phẩm được đánh bóng như thế nào, các thông số sản xuất được lưu trữ trong hệ thống tự động hóa.
Số hóa trải nghiệm của công nhân lành nghề
Kiến thức đánh bóng thủ công thường tồn tại trong kinh nghiệm của người thợ.
Thật khó để đo lường.
Một công nhân có thể nói:
"Dùng thêm chút áp lực ở đây."
"Di chuyển nhanh hơn quanh rìa này."
"Đánh bóng khu vực này hai lần."
Những hướng dẫn này có thể có ý nghĩa đối với người vận hành có kinh nghiệm nhưng chúng khó tiêu chuẩn hóa.
Tự động hóa bằng robot chuyển đổi một phần trải nghiệm này thành dữ liệu quy trình.
Hệ thống có thể lưu trữ:
- Đường dẫn robot
- Tốc độ
- Lực liên lạc
- Loại công cụ
- Thời gian xử lý
- Tốc độ bánh xe
- Trình tự quy trình
Điều này tạo ra một công thức sản xuất có thể lặp lại.
Kiểm soát quy trình kỹ thuật số trở nên đặc biệt có giá trị khi các nhà máy vận hành nhiều dây chuyền sản xuất hoặc nhiều địa điểm sản xuất.
Quản lý chất lượng dễ dàng hơn
Quản lý chất lượng trở nên khó khăn hơn khi mỗi công nhân sử dụng một phương pháp hơi khác nhau.
Hệ thống robot làm cho quá trình này được ghi lại dễ dàng hơn.
Các nhà sản xuất có thể xác định các chương trình tiêu chuẩn cho các sản phẩm cụ thể.
Người quản lý sản xuất có thể so sánh thời gian chu kỳ và các thông số quy trình.
Nếu vấn đề về chất lượng xuất hiện, các kỹ sư có thể điều tra chương trình robot, tình trạng dụng cụ, độ chính xác của vật cố định và sự biến đổi của bộ phận đầu vào.
Điều này cung cấp một cách tiếp cận có cấu trúc hơn để cải tiến quy trình.
Đối với các công ty đang hướng tới sản xuất thông minh, loại dữ liệu sản xuất này có thể ngày càng trở nên quan trọng.
Tích hợp với các máy khác
Đánh bóng bằng robot không cần phải hoạt động như một quá trình biệt lập.
Nó có thể được kết nối với các thiết bị sản xuất khác.
Một dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh có thể bao gồm:
- gia công CNC
- Đúc
- Cắt
- mài
- đánh bóng
- Điều tra
- Vệ sinh
- Bao bì
Robot có thể chuyển các bộ phận giữa các giai đoạn này.
Ví dụ, một bộ phận bằng nhôm có thể rời khỏi trung tâm gia công và tự động di chuyển đến trạm mài nhẵn bằng rô-bốt.
Sau khi gỡ bavia, nó có thể được đưa vào hệ thống kiểm tra.
Điều này làm giảm việc xử lý vật liệu thủ công.
Khi các nhà máy trở nên tự động hóa hơn, việc hoàn thiện bề mặt bằng robot có thể trở thành một phần của dây chuyền sản xuất thông minh lớn hơn.
Sử dụng không gian nhà máy tốt hơn
Bộ phận đánh bóng thủ công thường có nhiều trạm làm việc riêng lẻ.
Mỗi công nhân cần có một chiếc máy, không gian làm việc, khu vực chứa nguyên liệu và khu vực an toàn.
Một tế bào robot có thể kết hợp nhiều hoạt động hoàn thiện trong một khu vực được kiểm soát.
Một robot có thể được bao quanh bởi một số trạm mài và đánh bóng.
Điều này có thể tạo ra một bố cục sản xuất nhỏ gọn hơn.
Đối với các nhà máy có diện tích sàn hạn chế, việc cải thiện việc sử dụng không gian có thể là một lợi ích quan trọng.
Nó cũng có thể giúp việc thu gom bụi và quản lý an toàn trở nên dễ dàng hơn vì các hoạt động hoàn thiện được tập trung bên trong một ô được kiểm soát.
Sản xuất sạch hơn và có tổ chức hơn
Xưởng đánh bóng truyền thống có thể trở nên khó quản lý do bụi, hạt mài mòn, hợp chất đánh bóng và chuyển động vật liệu thủ công.
Tự động hóa khuyến khích thiết kế ô có cấu trúc chặt chẽ hơn.
Hệ thống có thể bao gồm:
- Hàng rào an toàn
- Hút bụi
- Kho chứa dụng cụ
- Tự động phân phối hợp chất đánh bóng
- Tải phôi có tổ chức
- Thu gom rác thải tự động
Điều này có thể cải thiện tổ chức hội thảo tổng thể.
Một môi trường sản xuất sạch sẽ, ngăn nắp hơn cũng có thể tạo ấn tượng tốt hơn cho khách hàng khi đến thăm nhà máy.
Đào tạo nhanh hơn cho nhân viên mới
Việc đào tạo một công nhân đánh bóng có tay nghề cao có thể mất nhiều thời gian.
Vận hành một tế bào robot cũng cần được đào tạo, nhưng bản chất của việc đào tạo thì khác.
Người lao động không cần phải phát triển kỹ năng đánh bóng vật lý giống nhau theo cách thủ công.
Thay vào đó, họ học:
- Cách tải sản phẩm
- Cách chọn chương trình
- Làm thế nào để thay thế chất mài mòn
- Cách kiểm tra các bộ phận đã hoàn thiện
- Cách phản hồi với cảnh báo
- Cách thực hiện bảo trì cơ bản
Khi quy trình đã được các kỹ sư phát triển, hoạt động hàng ngày có thể trở nên chuẩn hóa hơn.
Điều này có thể làm giảm sự phụ thuộc vào một số người vận hành thủ công có kinh nghiệm.
Cải thiện độ tin cậy giao hàng
Khách hàng quan tâm đến ngày giao hàng.
Khi việc đánh bóng thủ công trở thành nút thắt trong sản xuất, toàn bộ nhà máy có thể bị trì hoãn.
Gia công có thể kết thúc đúng thời gian.
Quá trình casting có thể kết thúc đúng thời gian.
Lắp ráp có thể đã sẵn sàng.
Nhưng nếu công suất đánh bóng không đủ thì lô hàng cuối cùng vẫn không thể rời khỏi nhà máy.
Tự động hóa bằng robot có thể giúp khả năng hoàn thiện dễ dự đoán hơn.
Thời gian chu kỳ ổn định cho phép người quản lý tính toán sản lượng hàng ngày chính xác hơn.
Điều này giúp cải thiện việc lập kế hoạch sản xuất và độ tin cậy giao hàng.
Đối với các nhà sản xuất xuất khẩu có lịch trình vận chuyển nghiêm ngặt, điều này có thể đặc biệt quan trọng.
Robot đang trở nên dễ lập trình hơn
Một lý do khác khiến việc đánh bóng bằng robot ngày càng phát triển là công nghệ lập trình robot tiếp tục được cải tiến.
Lập trình robot truyền thống có thể tốn thời gian, đặc biệt đối với các bề mặt phức tạp.
Ngày nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng:
- Lập trình ngoại tuyến
- Mô hình CAD 3D
- Phần mềm mô phỏng
- Hệ thống kiểm soát lực lượng
- Thư viện quy trình kỹ thuật số
Những công cụ này có thể giúp phát triển và tối ưu hóa đường dẫn hoàn thiện dễ dàng hơn.
Đối với các sản phẩm mới, các kỹ sư thường có thể bắt đầu làm việc từ mô hình 3D trước khi có mẫu vật lý.
Thử nghiệm vật lý vẫn quan trọng trong việc xác nhận quy trình cuối cùng, nhưng kỹ thuật số có thể đẩy nhanh đáng kể giai đoạn thiết kế ban đầu.
Vai trò của đồ đạc
Đồ gá là một trong những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống đánh bóng robot.
Robot cần biết chính xác vị trí của sản phẩm.
Nếu phôi di chuyển hoặc được định vị khác nhau mỗi lần, chất lượng đánh bóng có thể trở nên không ổn định.
Một thiết bị cố định tốt sẽ cung cấp:
- Định vị chính xác
- Kẹp đáng tin cậy
- Dễ dàng tải
- Chuyển đổi nhanh
- Truy cập vào các bề mặt quan trọng
Đối với nhiều mẫu sản phẩm, nhà sản xuất có thể sử dụng các đồ gá thay đổi nhanh hoặc mô-đun.
Điều này cho phép tế bào robot chuyển đổi giữa các sản phẩm hiệu quả hơn.
Không phải mọi quy trình đánh bóng đều nên được tự động hóa
Đánh bóng bằng robot mang lại nhiều lợi ích, nhưng tự động hóa không phải là giải pháp tốt nhất cho mọi ứng dụng.
Một số bộ phận có thể có khối lượng sản xuất cực kỳ thấp.
Một số sản phẩm có thể thay đổi quá thường xuyên.
Một số bề mặt có thể yêu cầu đánh giá thủ công đặc biệt.
Chi phí của đồ đạc và chương trình cũng phải được xem xét.
Các nhà sản xuất nên đánh giá ứng dụng của họ một cách cẩn thận.
Các yếu tố quan trọng bao gồm:
- Khối lượng sản xuất
- Số lượng mẫu sản phẩm
- Giá nhân công hiện tại
- Thời gian chu kỳ thủ công
- Yêu cầu chất lượng bề mặt
- Chất liệu sản phẩm
- Hình học sản phẩm
- Quá trình hoàn thiện
- Tỷ lệ làm lại hiện tại
- Diện tích nhà xưởng sẵn có
Dự án tự động hóa tốt nhất không phải lúc nào cũng là hệ thống phức tạp nhất.
Đây là hệ thống cung cấp sự cân bằng hợp lý giữa đầu tư, tính linh hoạt, năng suất và chất lượng.
Làm thế nào các nhà sản xuất có thể bắt đầu quá trình tự động hóa
Một dự án đánh bóng bằng robot thường bắt đầu bằng việc phân tích ứng dụng.
Nhà sản xuất có thể cung cấp thông tin như:
- Hình ảnh sản phẩm
- bản vẽ 2D
- Mô hình CAD 3D
- Kích thước sản phẩm
- Vật liệu
- Trọng lượng sản phẩm
- Khối lượng sản xuất hàng tháng
- Thời gian đánh bóng thủ công hiện tại
- Yêu cầu hoàn thiện bề mặt
- Quá trình đánh bóng hiện tại
- Video công nhân thực hiện quy trình
Thông tin này giúp các kỹ sư tự động hóa hiểu được dự án.
Sau đó, một khái niệm kỹ thuật ban đầu có thể được phát triển.
Sau đó, các mẫu vật lý có thể được sử dụng để kiểm tra đánh bóng, xác nhận quy trình, lựa chọn chất mài mòn và tối ưu hóa thời gian chu kỳ.
Cách tiếp cận từng bước này giúp giảm rủi ro dự án.
Lợi tức đầu tư vượt xa việc thay thế công nhân
Khi đánh giá ROI, nhà sản xuất không nên chỉ tập trung vào số lượng công nhân được thay thế.
Một tính toán đầy đủ hơn nên bao gồm:
- Tiết kiệm lao động
- Giảm việc làm lại
- Giảm phế liệu
- Chất lượng ổn định hơn
- Chi phí đào tạo thấp hơn
- Năng lực sản xuất cao hơn
- Sử dụng mài mòn tốt hơn
- Giảm giờ làm thêm
- Cải thiện an toàn
- Độ tin cậy giao hàng tốt hơn
- Tăng giờ sản xuất
Trong nhiều trường hợp, những lợi ích tổng hợp này còn quan trọng hơn việc chỉ tiết kiệm lao động trực tiếp.
Tự động hóa cũng có thể mang lại giá trị lâu dài vì robot có thể được lập trình lại cho các sản phẩm trong tương lai.
Đánh bóng bằng robot đang trở thành một phần của sản xuất thông minh
Các nhà máy đang hướng tới các hệ thống sản xuất kỹ thuật số và kết nối hơn.
Đánh bóng bằng robot đang trở thành một phần của sự chuyển đổi này.
Các bộ phận hoàn thiện trong tương lai sẽ ngày càng sử dụng nhiều cảm biến và dữ liệu sản xuất.
Hệ thống có thể tự động giám sát:
- Độ mòn dụng cụ
- Lực liên lạc
- Thời gian chu kỳ
- Trạng thái robot
- Mẫu sản phẩm
- Số lượng sản xuất
- Yêu cầu bảo trì
Hệ thống thị giác có thể giúp xác định sản phẩm.
Bộ thay dao tự động có thể cho phép một robot thực hiện nhiều quy trình hơn.
Phần mềm quản lý sản xuất có thể ghi lại dữ liệu từ mọi bộ phận đã hoàn thiện.
Điều này sẽ làm cho việc hoàn thiện bề mặt trở nên thông minh hơn và dễ kiểm soát hơn.
Vai trò của con người đang thay đổi
Tự động hóa không có nghĩa là con người biến mất khỏi hoạt động sản xuất.
Thay vào đó, vai trò của họ thay đổi.
Công nhân đánh bóng thủ công thực hiện hoàn thiện vật lý trực tiếp.
Trong các nhà máy tự động hóa, nhân viên có thể tập trung nhiều hơn vào:
- Tối ưu hóa quy trình
- Lập trình robot
- Kiểm tra chất lượng
- Bảo trì thiết bị
- Lập kế hoạch sản xuất
- Phân tích dữ liệu
Điều này có thể tạo ra nhiều công việc mang tính kỹ thuật hơn và ít đòi hỏi thể chất hơn.
Công nhân đánh bóng có kinh nghiệm cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các quy trình robot vì họ hiểu cách hoạt động của vật liệu và chất mài mòn.
Kiến thức của họ có thể giúp các kỹ sư tạo ra các chương trình robot tốt hơn.
Tại sao việc chuyển đổi lại diễn ra vào lúc này
Công nghệ đánh bóng bằng robot đã có từ nhiều năm nay.
Vậy tại sao hiện nay lại có nhiều nhà sản xuất quan tâm hơn?
Một số xu hướng đang xảy ra cùng một lúc.
Tình trạng thiếu lao động ngày càng trầm trọng.
Chi phí lao động ngày càng tăng.
Khách hàng mong đợi chất lượng cao hơn.
Các nhà máy cần linh hoạt hơn trong sản xuất.
Công nghệ robot ngày càng được cải thiện.
Các công cụ lập trình ngày càng trở nên thiết thực hơn.
Hệ thống kiểm soát lực lượng đang trở nên tiên tiến hơn.
Các nhà sản xuất cũng đang trở nên thoải mái hơn với tự động hóa.
Cùng với nhau, những xu hướng này đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ hoàn thiện thủ công sang sản xuất bằng robot.
Từ máy trạm thủ công đến ô hoàn thiện tự động
Sự khác biệt giữa trạm đánh bóng truyền thống và tế bào robot là rất đáng kể.
Trong một trạm làm việc thủ công, việc sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào người vận hành.
Trong một tế bào robot, quy trình được điều khiển bởi các chương trình, đồ đạc, công cụ và các thông số tự động hóa.
Mục tiêu là biến việc đánh bóng từ kỹ năng cá nhân thành một quy trình sản xuất có thể lặp lại.
Điều này không có nghĩa là việc đánh bóng trở nên dễ dàng.
Hoàn thiện bề mặt vẫn đòi hỏi kiến thức quy trình vững chắc.
Tuy nhiên, một khi quy trình chính xác đã được phát triển, robot có thể lặp lại quy trình đó một cách nhất quán.
Đó là giá trị thực sự của tự động hóa.
Phần kết luận
Việc chuyển từ đánh bóng thủ công sang tự động hóa bằng robot không chỉ đơn giản là một xu hướng công nghệ.
Nó phản ánh những thay đổi sâu sắc hơn trong sản xuất hiện đại.
Các nhà máy đang phải đối mặt với tình trạng thiếu lao động.
Khách hàng mong đợi chất lượng tốt hơn.
Khối lượng sản xuất cần phải tăng lên.
Mẫu mã sản phẩm thay đổi thường xuyên hơn.
Các nhà sản xuất cần quy trình sản xuất an toàn hơn và dễ dự đoán hơn.
Đánh bóng bằng robot có thể giúp giải quyết nhiều thách thức này.
Nó có thể cải thiện tính nhất quán, giảm việc làm lại, tăng năng lực sản xuất, giảm sự phụ thuộc vào lao động chân tay lành nghề, cải thiện an toàn tại nơi làm việc và hỗ trợ sản xuất linh hoạt hơn.
Đánh bóng thủ công sẽ tiếp tục tồn tại, đặc biệt đối với các công việc chuyên biệt và khối lượng thấp.
Nhưng đối với hoạt động sản xuất lặp đi lặp lại, nơi chất lượng, năng suất và độ ổn định được đặt lên hàng đầu, tự động hóa bằng robot đang ngày càng trở thành một lựa chọn thiết thực.
Do đó, câu hỏi dành cho nhiều nhà sản xuất đang thay đổi.
Nó không còn đơn giản là:
"Robot có thể đánh bóng sản phẩm của chúng tôi không?"
Thay vào đó, các công ty bắt đầu đặt câu hỏi:
“Sản xuất của chúng tôi có thể cải thiện được bao nhiêu nếu việc đánh bóng được tự động hóa?”
Khi công nghệ robot, kiểm soát lực, lập trình kỹ thuật số và hệ thống sản xuất linh hoạt tiếp tục phát triển, nhiều nhà máy có thể sẽ thực hiện chuyển đổi.
Từ vòi và tay nắm cửa đến các bộ phận ô tô và vật đúc kim loại, tương lai của việc hoàn thiện bề mặt đang trở nên tự động hơn, nhất quán hơn và thông minh hơn.
Đối với nhiều nhà sản xuất, hành trình từ đánh bóng thủ công đến tự động hóa bằng robot đã bắt đầu.
