Robot di assemblaggio: velocizza la tua catena di montaggio attraverso l'automazione

Come scegliere i robot di assemblaggio e integrarli nel tuo flusso di lavoro.

Molti prodotti che usi ogni giorno sono costituiti da componenti più piccoli. Questi prodotti richiedono il montaggio per essere funzionali. Tradizionalmente, questo processo richiedeva lavoro umano. I progressi nella tecnologia robotica rendono i robot di assemblaggio un'opzione per i produttori che desiderano ottimizzare le proprie linee di produzione.

Una sfida per i produttori nuovi all'automazione è capire quando ha senso automatizzare. Inoltre, i produttori spesso traggono vantaggio da enormi ritorni sui loro investimenti nella robotica. In questo articolo imparerai quando ha senso automatizzare il tuo processo di assemblaggio, dove potrebbero essere effettuati i tuoi resi e come iniziare.

In questo articolo:

Quali industrie utilizzano robot di assemblaggio?

Quando automatizzare il processo di assemblaggio

Come decidere quale robot di assemblaggio utilizzare

Considerazioni sui costi

Quali industrie utilizzano robot di assemblaggio?

I prodotti assemblati sono presenti in una vasta gamma di industrie. Per questo motivo, i robot di assemblaggio sono utilizzati in molti settori diversi. Questi robot possono gestire l'assemblaggio di piccoli componenti PCB e telai di veicoli pesanti. Ecco alcuni esempi di settori che oggi utilizzano robot di assemblaggio:

Settore automobilistico

Medico

Elettronica

Azienda Metalli

Azienda di materie plastiche

Azienda di alimenti e bevande

Questi sono solo alcuni esempi. Qualsiasi produttore che assembla componenti insieme potrebbe potenzialmente utilizzare questa tecnologia. Ma cosa si può guadagnare dall'assemblaggio automatizzato?

Vantaggi dell'automatizzazione del processo di assemblaggio

Le aziende spesso scelgono di automatizzare il processo di assemblaggio per alcuni motivi:

Maggiore produttività

Sicurezza ed ergonomia

Maggiore ripetibilità

Quando automatizzare il processo di assemblaggio

Per le aziende nuove al processo di automazione, la domanda su quando può essere una sfida. I progetti di capitale comportano sempre dei rischi. Capire quando è giusto automatizzare può aiutarti a sentirti più sicuro nell'affrontare un progetto di robot. Le aziende tendono ad assumere l'automazione dell'assemblaggio nei seguenti scenari:

Richiedono una maggiore produttività

L'attività è pericolosa o può causare lesioni

Devono ridurre i costi generali

Stanno sperimentando una qualità di produzione incoerente

Portata

I robot spesso superano facilmente il lavoro umano. Le attività di assemblaggio non fanno eccezione a questa regola. I produttori che assemblano prodotti hanno spesso quote elevate da raggiungere. I robot di assemblaggio sono un modo per ottenere volumi di produzione più elevati. I produttori si imbattono comunemente in problemi di colli di bottiglia. Questa è una situazione in cui una parte specifica di un processo rallenta la produttività complessiva dell'intero processo. Un esempio di questo potrebbe essere trovato in un impianto di imbottigliamento. Su una particolare linea, una bottiglia deve essere riempita, tappata ed etichettata. Supponiamo che il processo di tappatura sia manuale e attualmente possa produrre solo 45 parti al minuto (PPM). Il resto della linea, tuttavia, potrebbe potenzialmente funzionare a 120 PPM. L'automazione del processo di tappatura consente di sbloccare quel potenziale extra della linea. Ciò comporta un aumento delle entrate per la tua struttura.

Sicurezza

Uno dei motivi per cui le aziende automatizzano è perché le attività di assemblaggio possono causare lesioni. Questo è particolarmente vero quando i componenti sono molto grandi o piccoli. I componenti pesanti comportano evidenti rischi per la sicurezza. Gli operatori possono ferirsi spostando pezzi di grandi dimensioni. Anche le piccole parti rappresentano una preoccupazione. L'assemblaggio di PCB è un buon esempio dei rischi per la sicurezza delle piccole parti. Le lesioni ergonomiche comuni includono:

Affaticamento degli occhi

Sforzo muscolare

Inalazione di fumi

Conflitti

I robot di assemblaggio eliminano il rischio di lesioni all'operatore dovute a queste attività. È possibile risparmiare denaro evitando i tempi di inattività, le spese mediche e le multe associate agli infortuni sul lavoro.

Riduzione dei costi

Le linee di assemblaggio hanno molti costi associati. Il costo principale è quello della manodopera. A seconda del paese in cui ti trovi, questo può variare, ma è sempre un fattore importante nel costo delle merci. Ci sono anche i costi delle materie prime, così come alcuni costi nascosti. Questi fattori nascosti includono i costi di formazione, la riduzione della produzione dal tempo libero e, in alcuni casi, i costi sanitari. Le linee di assemblaggio completamente automatizzate rimuovono la manodopera e i costi nascosti perché i robot non richiedono stipendi o benefici. Ciò porta a una linea di produzione più snella ed efficiente. Molti produttori riutilizzano questo capitale umano per attività più difficili da automatizzare in cui le persone possono essere più produttive.

Un robot ha un costo iniziale elevato e alcuni costi di manutenzione per tutta la sua vita. Ma in scenari ideali, i progetti di robot possono raggiungere un ROI netto in 12-18 mesi. Ciò è particolarmente vero nei progetti di automazione standardizzati che hanno comprovate soluzioni robotiche. I progetti di automazione sperimentali o difficili corrono il rischio di non raggiungere questi obiettivi di ROI. È importante discutere questi problemi con l'integratore per comprendere il rischio.

Qualità di produzione costante

I sistemi automatizzati sono più ripetibili nei loro movimenti rispetto alle persone. Possono esibirsi a un livello così alto grazie alla loro programmazione. I robot sono progettati per seguire una serie di istruzioni. Quando le attività sono prevedibili e i robot ripetitivi possono eccellere. Questo attributo consente loro di realizzare prodotti più coerenti. Ciò significa meno guasti e meno prodotti che non superano i controlli di qualità.

Come decidere quale robot di assemblaggio utilizzare

Diverse attività di assemblaggio hanno esigenze diverse. Questi requisiti determineranno spesso quale robot è selezionato. Per fortuna, ogni tipo di robot è in grado di essere assemblato. Tuttavia, non tutte le attività di assemblaggio possono essere eseguite da ciascun robot. I fattori chiave che determinano quale robot dovrebbe essere utilizzato includono:

Complessità di montaggio

Carico utile e portata

Velocità

Gli assiemi complessi che richiedono flessibilità sono ottime scelte per i robot a sei assi. Ciò è dovuto alla loro eccezionale gamma di movimento e alla capacità di raggiungere angoli difficili. I robot collaborativi sono un esempio di robot a sei assi che possono essere schierati vicino alle persone.

Le applicazioni con carico utile elevato e/o grande portata sono spesso difficili per la maggior parte dei tipi di robot. Varianti come Delta e SCARA sono spesso tipi di robot più piccoli e meno potenti. Questi sono meglio implementati in applicazioni più piccole. Comprendere il carico utile e la portata necessari per completare l'attività è fondamentale. Gli errori qui sono costosi.

La velocità richiesta per completare l'attività è un altro fattore importante. Tutti i robot hanno la capacità di essere veloci. Alcuni tipi di robot sono sicuramente al vertice della categoria della velocità. Un robot delta ne è un perfetto esempio. Grazie alla loro costruzione, possono raggiungere le velocità più elevate. Sono anche estremamente reattivi ai cambi di direzione. Questi sono ottimi per applicazioni a basso carico utile e ad alta velocità. Una scelta sbagliata per un'applicazione molto veloce sarebbe un cobot. In genere sono a velocità limitata per motivi di sicurezza.

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Considerazioni sui costi

Infine, devi decidere se il prezzo è giusto. I costi per i sistemi robotizzati di assemblaggio possono variare notevolmente da un range di $ 10.000 USD a ben oltre $ 100.000 USD. I principali fattori includono:

Complessità del progetto

Tipo, marca e dimensioni del robot

Requisiti di sicurezza

I progetti più complessi sono sempre più costosi. Potrebbero richiedere più robot, sistemi di visione o integrazione con apparecchiature esistenti. Ciò significa più hardware e manodopera per integrare il sistema. Le fasce di costo variano da marca a marca. I costi variano ancora di più da un tipo di robot all'altro. Inoltre, i costi aumenteranno con l'aumentare delle dimensioni del robot. Le attività di assemblaggio di grandi dimensioni richiedono attrezzature più grandi e più costose. L'attrezzatura di sicurezza aggiuntiva viene spesso dimenticata quando si stima il costo. I robot possono essere pericolosi per l'uomo. I dispositivi di sicurezza devono essere utilizzati per proteggere gli operatori da questi pericoli. I costi di sicurezza includono cose come:

Gabbie di sicurezza

Barriere fotoelettriche

Scanner di sicurezza

Relè di sicurezza e interblocchi

PLC di sicurezza dedicati