汽車制造設施是自動化的早期采用者,并包含大量的機器人。下面是他們這些自動化解決方案優化生產力的一些方法。
汽車行業是第一個接受工業機器人承諾的行業,也是擁有數量最多的工業部門之一,每天都在為今天機器人自動化的可能性提供實例。本文介紹了該行業通常使用的機器人類型以及選擇合適的汽車機器人項目的技巧。
汽車機器人類型
汽車制造商部署了大量機器人來處理一系列制造任務,每個應用都對機器人提出不同的要求。特定應用的需求通常定義了要使用的機器人類型。汽車行業常見的機器人類型包括:
1、六軸機器人
2、協作機器人
3、斯卡拉機器人
4、移動機器人
六軸機器人
六軸機器人在業內被視為萬能的自動化解決方案。它們在速度、范圍和有效負載容量方面取得了很好的平衡,這使得它們成為大多數應用程序的可行選擇——盡管有些應用程序無法處理這種類型的應用程序。例如,需要接近或與人工合作的任務可能不適合這些機器人。質量保證應用程序通常包含人為因素。將人類與六軸機器人配對可能很危險。此外,需要移動組件的任務,例如物流,不適合像這樣的靜態機器人。六軸機器人是汽車設施中最常見的類型。您通常會在材料處理應用中找到這些機器人,例如將門板或車輪安裝到汽車車身上。
協作機器人
與六軸機器人類似,協作機器人(cobots)是堅固的通用機器。協作機器人在形式和功能上與其較大的六軸親戚相似,承擔類似的任務,但主要區別在于協作機器人與人類勞動者“協作”工作。與六軸機器人相比,協作機器人的力量和速度限制降低了人周圍受傷的風險。與非協作六軸機器人相比,這限制了協作機器人可以執行的任務范圍,但它們在自己的利基市場中表現出色。協作機器人通常速度更慢、體積更小,并且提供的有效載荷能力也更少。然而,對于需要與人類操作員接近或協作以及需要簡單編程的應用程序,協作機器人可能是一個很好的選擇。這通常包括簡單的組裝任務,例如小面板組裝、鉆孔和擰緊。
斯卡拉(SCARA)機器人
SCARA 機器人是小型機器人,擅長處理需要高精度的快速、重復性任務。SCARA 缺乏機械臂的靈活性、有效載荷能力和范圍,但專為不需要這些功能的任務而設計。這包括汽車電子常見的高速組件組裝等任務。SCARA 機器人不適合需要復雜運動、大范圍或重負載能力的任務。這包括常見的汽車任務,如焊接和噴漆。考慮到 SCARA 往往是此列表中最便宜的選擇,SCARA 是正確應用的一種經濟高效的選擇。
移動機器人
移動機器人(也稱為自動導引車)負責內部物流和物料搬運應用,例如將零件從一個工廠區域運輸到另一個工廠區域。他們使用不同的技術在工廠中找到自己的方式,這使得它們非常適合車隊控制優化。數十個移動機器人可以協同工作以優化設施內的物流。這種協調通常類似于復雜的編排。需要注意的是,移動機器人沒有機械手。因此,它們通常需要與其他類型的機器人或人工操作員配對。
汽車機器人應用
考慮到它們為制造商提供的廣泛應用,工業機器人對汽車行業產生了重大影響。數十臺機器人組成了高度協調的裝配線。他們有時與人類一起工作,有時在完全自動化的端到端流程中工作。因此,現代汽車制造由自動化定義。
機器人焊接
機器人焊接是汽車領域最常見的應用之一,也是最早的應用之一!MIG、TIG 和點焊是汽車制造中最常見的一些自動化焊接應用。自動焊接降低了對人類操作員的危險,并提供了更高水平的一致性。這導致生產中的零件質量更高。
合適的焊接應用是大批量且非常可重復的,這在汽車制造中很常見。六軸機器人是最常見的機器人焊接機,因為它們的范圍、靈活性和有效負載能力,盡管協作機器人正在成為焊接應用中更為熟悉的景象。
機器人裝配
這個廣泛的任務是指任何應用程序配置組件以創建最終產品。示例包括門板組件、電機結構和車輪安裝。由于其結構復雜,裝配任務幾乎涉及汽車的每個部分。六軸機器人通常用于較大的裝配任務。協作機器人可以處理需要人工干預的中等有效載荷或低速功能。此外,SCARA 機器人可以完成小型、簡單的裝配任務。示例包括印刷電路板 (PCB) 組件和儀表盤組件。
機器人噴漆
涂裝應用非常適合六軸機器人。這項任務需要出色的車身范圍和復雜的運動范圍,才能將油漆均勻地涂抹在彎曲和有角度的面板上。六軸機器人最適合高效完成這項任務。
機器維修
傳統的工業機器負責制造數以百計的車輛部件。照料這些機器是一項簡單的任務,通常通過機器人技術實現自動化。協作機器人通常與移動機器人配對,以創造原材料進入工作單元和成品出來組裝的持續流動。
如何選擇合適的項目
決定首先自動化哪個任務可能是一項艱巨的任務。然而,汽車行業的標準化機器人應用范圍為提高生產率和質量提供了許多機會。在決定從哪個項目開始時,定義流程、運行數字并分析您的工作的預期結果會很有幫助。
定義流程
這似乎很明顯,但在研究可能的自動化項目時,定義流程是一個經常被忽視的步驟。您在這里的努力可以使您免于將來的麻煩,并使其余的過程更容易。在此步驟中,您應該:
設定自動化此過程的目標
詳細描述今天的過程是如何完成的(當前狀態)
使用自動化定義理想流程(未來狀態)
運行數字
KPI 和其他指標將有助于定義成功項目的外觀。了解您今天所處的位置以及自動化可能會在性能方面為您帶來什么,可以幫助您做出明確的決定。考慮因素應包括:
當前指標
● 生產率
● 失敗率
● 運營商數量
● 今天的費用
● 正常運行時間/停機時間指標
理想指標
● 預期生產率
● 可接受的故障率
● 運營商數量
● 新成本
● 可接受的正常運行時間/停機時間
● 潛在的節省
分析結果
這項研究將幫助您定義成功的自動化項目所需的結果。關鍵績效指標將根據您的目標而有所不同。自動化項目的成功通常通過其投資回報率、生產率提高或整體設備效率 (OEE) 來衡量。
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