Collaboratieve Robots in Machinefabrieken: Waar Maken Ze Praktisch Zin?

Robotten, ook wel cobots genoemd, worden een praktische automatiseringsoptie voor machinefabrieken die flexibelere productie nodig hebben zonder hun faciliteiten volledig te herontwerpen. Ze kunnen repetitieve taken uitvoeren, zoals het laden en lossen van CNC-machines, het transporteren van onderdelen en eenvoudige assemblage.

Een cobot is echter niet automatisch de beste keuze voor elke bewerkingsoperatie. Payload, cyclustijd, variatie in werkstukken, machine-indeling en veiligheidseisen beïnvloeden allemaal of collaboratieve automatisering commercieel zinvol is.

Veel machinefabrieken verwerken verschillende componenten in kleine of middelgrote productiebatches. Frequente omstellingen kunnen het moeilijk maken om speciale automatiseringssystemen te rechtvaardigen.

Robotten bieden verschillende potentiële voordelen:

• Flexibele inzet: Een geschikte cobot kan worden geconfigureerd voor verschillende taken naarmate de productie-eisen veranderen.

• Compacte installatie: Sommige systemen passen in bestaande werkruimtes met beperkte vloeroppervlakte.

• Vereenvoudigde programmering: Gebruiksvriendelijke programmeerinterfaces kunnen operators helpen bij het instellen van repetitieve bewegingen en het wisselen van taken.

• Herhaalbare handling: Robotten kunnen consistente laad- en lossequenties uitvoeren tijdens de productie.

• Geleidelijke automatisering: Fabrikanten kunnen beginnen met één machine en het systeem uitbreiden na validatie van de resultaten.

Deze voordelen zijn met name relevant voor kleine en middelgrote fabrikanten die geselecteerde bewerkingen willen automatiseren voordat ze investeren in een grotere productielijn.

CNC-machinebediening is een van de meest praktische toepassingen voor robotten. Een cobot kan een ruw onderdeel oppakken, het in een machineklem plaatsen, het afgewerkte onderdeel verwijderen en het op een aangewezen plek leggen.

Dit vermindert repetitieve handmatige handelingen en kan helpen om bewerkingsapparatuur productief te houden wanneer operators met andere taken bezig zijn.

Een compleet systeem kan een robot, een elektrische of pneumatische grijper, machine-deurcontroles, onderdeelbakken en veiligheidsvoorzieningen omvatten. De bedieningssequentie van de robot moet worden gecoördineerd met de CNC-machine om te voorkomen dat er wordt geladen voordat de bewerkingscyclus is voltooid.

Cobots kunnen componenten transporteren tussen bewerkings-, inspectie-, reinigings- en verpakkingsstations. Dit is nuttig wanneer de productie bestaat uit verschillende korte bewerkingen in plaats van één continue geautomatiseerde lijn.

De belangrijkste overweging is of de robot alle vereiste stations kan bereiken en tegelijkertijd voldoen aan de vereiste overdrachtstijd.

Een cobot kan onderdelen positioneren voor inspectie of repetitieve assemblagebewerkingen uitvoeren, zoals schroeven en componenten plaatsen. Het vereiste gereedschap, de positioneringsnauwkeurigheid en de proceskrachten moeten worden gecontroleerd voordat de robot wordt geselecteerd.

Voor toepassingen met zware componenten, hoge krachten of veeleisende cyclustijden kan een conventionele industriële robot een betere keuze zijn.

De beslissing hangt af van het productieproces en niet alleen van de robotcategorie.

Een robot kan geschikt zijn wanneer:

• De fabriek te maken heeft met frequente productomstellingen.

• Onderdeelgewichten binnen de nominale capaciteit van de robot vallen.

• De vereiste cyclustijd compatibel is met de operationele limieten van de cobot.

• Flexibele inzet en programmeergemak belangrijk zijn.

• Operators toegang nodig hebben tot nabijgelegen werkstations.

Een conventionele industriële robot kan de voorkeur hebben wanneer:

• De productie een zeer hoge doorvoer vereist.

• Het werkstuk of gereedschap zwaar is.

• Het proces hoge krachten of veeleisende bewegingsvereisten met zich meebrengt.

• Een speciale, hoogvolume productiecel gerechtvaardigd is.

• De procesgevaren een beveiligde industriële robotcel geschikter maken.

Robotten elimineren niet automatisch de noodzaak van beveiliging. De complete toepassing moet een risicobeoordeling ondergaan, inclusief de robot, grijper, werkstuk, CNC-machine, scherpe randen, bewegende apparatuur en andere potentiële gevaren.

Voordat modellen worden vergeleken, moeten machinefabrieken de werkelijke operationele vereisten definiëren.

Payload: Inclusief het werkstuk, de grijper, adapters en andere end-of-arm tooling. Controleer ook de polsbelasting en inertie, niet alleen het totale gewicht.

Bereik: Meet de afstand tussen de robotbasis, de machineklauw of klem, en de positie van het onderdeel. Bevestig dat de robot elk punt kan bereiken zonder interferentie.

Cyclustijd: Bereken de tijd die nodig is voor het lossen, laden, deurwerking, klemmen en transporteren van onderdelen. De bedieningssequentie van de cobot moet binnen de productiecyclus passen.

Herhaalbaarheid: Controleer of de robot en de klem het onderdeel consistent kunnen positioneren voor de bewerkingsoperatie. Herhaalbaarheid alleen garandeert geen nauwkeurige werkstuklocatie.

Integratie: Bevestig hoe de robot zal communiceren met de CNC-machine, de deur zal bedienen, cyclussignalen zal ontvangen en zal reageren op storingen.

Veiligheid: Evalueer of beveiliging, veiligheidsscanners, vergrendelingen of andere beschermende maatregelen vereist zijn voor de complete cel.

Fabrikanten die collaboratieve machinebediening evalueren, kunnen de Universal Robots UR-serie of AUBO collaboratieve robots overwegen, afhankelijk van de payload, het bereik, de installatieruimte en de integratievereisten. Het juiste model moet worden geselecteerd op basis van het werkelijke werkstuk en de machine-indeling, en niet alleen op basis van het robotmerk.

End-of-arm tooling is even belangrijk. Elektrische grijpers kunnen nuttig zijn wanneer programmeerbare grijping vereist is, terwijl pneumatische grijpers geschikt kunnen zijn voor toepassingen met een bestaande persluchtinfrastructuur. Aangepaste vingers, onderdeelbakken en klemmen kunnen de consistentie van de handling verder verbeteren.

Voor een compleet machinebedieningsproject kan het systeem ook machine-interfaces, veiligheidsapparatuur, transportbanden en commissioning-ondersteuning vereisen. Het samen beoordelen van deze componenten helpt bij het identificeren van integratieproblemen vóór de installatie.

Een cobotproject moet worden geëvalueerd met behulp van het werkelijke productieproces en de operationele kosten.

Begin met het vastleggen van de huidige tijd die wordt besteed aan laden en lossen, machine-stilstand, betrokkenheid van operators, frequentie van omstellingen en productievolume. Schat vervolgens hoeveel van dit werk realistisch kan worden geautomatiseerd.

De beoordeling moet de robot en gereedschappen, integratie, veiligheidsapparatuur, onderhoud en programmeervereisten omvatten. Het moet ook rekening houden met taken die nog steeds aandacht van de operator vereisen, zoals kwaliteitscontroles, aanvulling en het afhandelen van procesuitzonderingen.

Een pilotinstallatie op één geschikte CNC-machine kan helpen bij het valideren van de cyclustijd, betrouwbaarheid en het omstelproces voordat de automatisering wordt uitgebreid naar extra machines.

Robotten zijn praktisch nuttig in machinefabrieken wanneer flexibiliteit, repetitieve handelingen en eenvoudige implementatie belangrijker zijn dan maximale productiesnelheid. CNC-machinebediening is een goed startpunt, vooral voor fabrikanten die verschillende onderdelen en frequente omstellingen verwerken.

De beste oplossing hangt af van de gehele toepassing, inclusief de robot, grijper, CNC-interface, klemmen en veiligheidsmaatregelen. Een duidelijke beoordeling van deze vereisten helpt fabrikanten te beslissen of een cobot of een conventionele industriële robot een betere langetermijnwaarde biedt.