Сотрудничающие роботы в мастерских: где они имеют практический смысл?

Коллаборативные роботы, широко известные как коботы, становятся практичным вариантом автоматизации для станков, которым требуется более гибкое производство без полной перестройки своих объектов. Они могут выполнять повторяющиеся задачи, такие как загрузка и выгрузка станков с ЧПУ, передача деталей и простая сборка.

Однако кобот не всегда является лучшим выбором для каждой операции обработки. Полезная нагрузка, время цикла, вариативность заготовок, компоновка станка и требования безопасности — все это влияет на то, имеет ли коллаборативная автоматизация коммерческий смысл.

Многие станки обрабатывают различные компоненты в малых или средних производственных партиях. Частые переналадки могут затруднить обоснование систем специализированной автоматизации.

Коллаборативные роботы предлагают несколько потенциальных преимуществ:

• Гибкое развертывание: Подходящий кобот может быть сконфигурирован для различных задач по мере изменения производственных требований.

• Компактная установка: Некоторые системы могут быть установлены в существующих рабочих зонах с ограниченным пространством.

• Упрощенное программирование: Удобные интерфейсы программирования могут помочь операторам настраивать повторяющиеся движения и менять задания.

• Повторяющаяся обработка: Роботы могут выполнять последовательные операции загрузки и выгрузки во время производства.

• Постепенная автоматизация: Производители могут начать с одного станка и расширить систему после проверки результатов.

Эти преимущества особенно актуальны для малых и средних производителей, которые хотят автоматизировать отдельные операции перед инвестированием в более крупную производственную линию.

Обслуживание станков с ЧПУ является одним из наиболее практичных применений для коллаборативных роботов. Кобот может взять сырой компонент, загрузить его в приспособление станка, извлечь готовую деталь и поместить ее в назначенную зону.

Это снижает повторяющуюся ручную обработку и может помочь поддерживать производительность обрабатывающего оборудования, когда операторы заняты другими задачами.

Полная система может включать коллаборативного робота, электрический или пневматический захват, элементы управления дверцей станка, лотки для деталей и устройства безопасности. Рабочая последовательность робота должна быть согласована со станком с ЧПУ, чтобы предотвратить загрузку до завершения цикла обработки.

Коботы могут передавать компоненты между станциями обработки, контроля, очистки и упаковки. Это полезно, когда производство включает несколько коротких операций, а не одну непрерывную автоматизированную линию.

Основное соображение заключается в том, может ли робот достичь всех требуемых станций, соблюдая при этом требование времени передачи.

Кобот может позиционировать детали для контроля или выполнять повторяющиеся сборочные операции, такие как завинчивание и размещение компонентов. Перед выбором робота следует проверить требуемый инструмент, точность позиционирования и силы процесса.

Для применений, связанных с тяжелыми компонентами, высокими силами или требовательными циклами, обычный промышленный робот может быть лучшим выбором.

Решение зависит от производственного процесса, а не только от категории робота.

Коллаборативный робот может быть подходящим, когда:

• Мастерская обрабатывает частые переналадки продукции.

• Вес деталей находится в пределах номинальной грузоподъемности робота.

• Требуемое время цикла совместимо с рабочими пределами кобота.

• Важны гибкое развертывание и простота программирования.

• Операторам нужен доступ к близлежащим рабочим станциям.

Обычный промышленный робот может быть предпочтительнее, когда:

• Производство требует очень высокой производительности.

• Заготовка или инструмент тяжелые.

• Процесс включает высокие силы или требовательные движения.

• Оправдана специализированная ячейка для крупносерийного производства.

• Опасности процесса делают ячейку с защищенным промышленным роботом более подходящей.

Коллаборативные роботы не устраняют автоматически необходимость в защите. Полное применение должно пройти оценку рисков, включая робота, захват, заготовку, станок с ЧПУ, острые края, движущееся оборудование и другие потенциальные опасности.

Перед сравнением моделей станки должны определить фактические рабочие требования.

Полезная нагрузка: Включите заготовку, захват, адаптеры и другой инструмент для конечной оснастки. Также проверьте нагрузку на запястье и инерцию, а не только общий вес.

Вылет: Измерьте расстояние между основанием робота, патроном или приспособлением станка и положением загрузки детали. Убедитесь, что робот может получить доступ к каждой точке без помех.

Время цикла: Рассчитайте время, необходимое для выгрузки, загрузки, работы дверцы, зажима и передачи детали. Последовательность обработки кобота должна соответствовать производственному циклу.

Повторяемость: Проверьте, могут ли робот и приспособление последовательно позиционировать деталь для операции обработки. Одна только повторяемость не гарантирует точное положение заготовки.

Интеграция: Подтвердите, как робот будет взаимодействовать со станком с ЧПУ, управлять дверцей, получать сигналы о завершении цикла и реагировать на неисправности.

Безопасность: Оцените, требуется ли защита, сканеры безопасности, блокировки или другие защитные меры для всей ячейки.

Производители, оценивающие коллаборативное обслуживание станков, могут рассмотреть серию UR от Universal Robots или коллаборативных роботов AUBO, в зависимости от грузоподъемности, вылета, пространства для установки и требований к интеграции. Соответствующая модель должна быть выбрана на основе фактической заготовки и компоновки станка, а не только марки робота.

Инструмент для конечной оснастки так же важен. Электрические захваты могут быть полезны, когда требуется программируемый захват, в то время как пневматические захваты могут подходить для применений с существующей инфраструктурой сжатого воздуха. Специальные пальцы, лотки для деталей и приспособления могут дополнительно повысить согласованность обработки.

Для полного проекта обслуживания станков система может также потребовать интерфейсы станка, оборудование безопасности, конвейеры и поддержку ввода в эксплуатацию. Совместный обзор этих компонентов помогает выявить проблемы интеграции до установки.

Проект с использованием кобота должен оцениваться на основе фактического производственного процесса и эксплуатационных расходов.

Начните с записи текущего времени, затрачиваемого на загрузку и выгрузку, времени простоя станка, участия оператора, частоты переналадок и объема производства. Затем оцените, какая часть этой работы может быть реально автоматизирована.

Оценка должна включать робота и инструмент, интеграцию, оборудование безопасности, техническое обслуживание и требования к программированию. Она также должна учитывать задачи, которые по-прежнему требуют внимания оператора, такие как проверка качества, пополнение запасов и обработка исключений из процесса.

Пилотная установка на одном подходящем станке с ЧПУ может помочь проверить время цикла, надежность и процесс переналадки перед расширением автоматизации на дополнительные станки.

Коллаборативные роботы имеют практический смысл в станках, когда гибкость, повторяющаяся обработка и простота развертывания важнее максимальной скорости производства. Обслуживание станков с ЧПУ является хорошей отправной точкой, особенно для производителей, работающих с разнообразными деталями и частыми переналадками.

Лучшее решение зависит от всего применения, включая робота, захват, интерфейс ЧПУ, приспособления и меры безопасности. Четкая оценка этих требований помогает производителям решить, предлагает ли кобот или обычный промышленный робот лучшую долгосрочную ценность.