Колаборативен робот: Идеален за производство во мали серии

Зошто колаборативните роботи ја трансформираат производството во мали серии

Поместувањето кон соработка меѓу луѓе и роботи во современата продукција

Забележуваме нешто доста големо во врска со овие соработнички роботи, кои често се нарекуваат коботи. Тие претставуваат голема промена во тоа како машините работат заедно со луѓето, наместо само да ги заменат целосно. Традиционалните фабрички роботи имаат потреба од безбедносни кавези околу себе, но коботите се различни. Овие понови модели всушност располагаат со карактеристики како што се LiDAR сензори, напредни 3D системи за виделина и технологии за детекција на сила, што им овозможува да работат точно до луѓето без да им нанесат штета. За многу производни операции, тоа значи дека тие можат да се справат со досадни, повторувачки задачи како што е преместување делови помеѓу станици или полнење/испразнување на машини. Во исто време, човечките работници можат да се фокусираат на проверка на квалитетот на производот и преземање важни одлуки каде што има значење судењето. Според последно истражување на „Future Market Insights“, скоро половина (околу 42%) од малите и средните претпријатија бираат коботи наместо постарите методи на автоматизација, бидејќи тие зафаќаат помалку простор, се поставуваат брзо и им овозможуваат на компаниите подобро да ја искористат постојната работилница.

Како колаборативните роботи ја зголемуваат флексибилноста и одзивноста

Колаборативните роботи навистина се истакнуваат онаму каде операциите мора брзо да се менуваат. Нивната модуларна изградба, заедно со лесни за користење програмски системи, значи дека можеме да ги преместуваме од пакување во линии за собирање или контрола на квалитет за помалку од два часа. Тоа е околу 90 отсто порамно во споредба со прилагодувањето на старите автоматизирани системи. Ако ги погледнеме фабриките кои веќе ги користат овие коботи, повеќето пријавуваат одзив кон промени во дизајнот на производот меѓу 30 и 50 отсто побрзо. Тоа прави голема разлика при производството на специјализирани делови или кратки серии специјални изданија. Постојат и мобилни верзии кои материјали доставуваат точно каде што се потребни и во точниот момент. Повеќе нема потреба да се демонтираат транспортни ленти и да се трошат недели на скапи модификации.

Зголемена употреба на колаборативни роботи меѓу МСП-то

Малите и средните претпријатија моментално навистина брзо ја воведуваат употребата на коботи. Бројките исто така раскажуваат интересна приказна – стапката на воведување кај МСП-а всушност порасна трипати побрзо од онаа кај големите корпорации, почнувајќи од почетокот на 2022 година. Според недавни индустриски податоци од 2024 година, околу две третини од производните претпријатија со помалку од 500 вработени веќе работат со коботи за серијски производи под 1.000 единици. Зошто? Па, овие компании им се допаѓа што повеќе не им требаат скапи безбедносни клетки, добиваат ги своите пари назад за малку повеќе од една година и вработените се повеќе задоволни бидејќи опасните задачи ги преземаат машините. Земете го како доказ тоа што се случува во автомобилската индустрија во Шпанија. Радиониците таму кои ја воведоа технологијата на коботи ја зголемија својата продукција за помали серии почти двапати, при тоа намалувајќи ги работните повреди за скоро осум деветини. Доста impresивно кога ќе размислите за тоа.

Клучни предности на коботите во прилагодената продукција со мала серија

Задоволување на зголемената побарувачка за производство со висок мешан тип и ниска количина

Соработничките роботи посебно се истакнуваат кога во секоја серија се произведуваат повеќе од 15 различни производи, нешто што влијае на околу две третини од производителите со мала серија според истражување на McKinsey од минатата година. Овие машини можат изненадувачки брзо да преминат од производство на делови за автомобили до медицинска опрема — понекогаш менувајќи ја продукцијата само за неколку часа. Традиционалните производни постројства често имаат потреба од недели за повторно програмирање за нови задачи, додека коботите се достапни со едноставни визуелни алатки за програмирање кои драстично го намалуваат времето за подготовка. Некои фабрики пријавиле зачувување на 40 до 60 проценти од претходното време на подготовка благодарение на овие интуитивни интерфејси, како што беше забележано во Automation World порано оваа година.

Преуредливи работни текови кои го минимизираат времето на простој

Современите ќелии со коботи интегрираат модулни уреди за менување на алатки и поддршка 15+ конфигурации на крајни ефектори , искоренувајќи посебни линии за секоја задача. Наскоро споредба од индустријата откри дека погоните управувани со коботи постигнуваат 92% искористеност на опремата, во споредба со 61% кај погони со фиксна автоматизација. Оваа ефикасност е од суштинско значење при управувањето со разновидни наручки како што се:

• партии од по 50 единици аерокосмички спојници
• 200 посебни куќишта за IoT сензори
• 75 прототипни медицински импланти

Брзи префрлања овозможени со флексибилни кобот ќелии

Најголемите автомобилски добавувачи кои користат коботи пријавуваат префрлања од 24 минути меѓу фамилии на производи — 83% побрзо од конвенционалната автоматизација (AMFG 2024). Оваа брзина потекнува од лагодната конструкција (товар од 15–35 кг) и позиционирање водено со визија кое автоматски се прилагодува на нови распореди на стеги.

Случајно истражување: Линија за собирање на електроника со агилна интеграција на кобот

Производител од средниот запад ги намали роковите за испорака на конектори за воена употреба од 14 дена на 36 часа преку воведување на коботи. Системот комбинира:

• UR10e ракави со ограничена сила за деликатно ракување со компоненти
• Модуларни полици за EOAT со 12 специјализирани штипаљки
• Интеграција во реално време со MES за приоритизација на нарачки
  Оваа конфигурација постигнала 99,4% првичен принос, додека примала неделни партиди со големина од 25 до 300 единици.

Интегрирација на коботи во постоечки производни системи

Производителите кои сакаат да постигнат добри приноси од своите инвестиции, без да ги нарушуваат секојдневните операции, треба да ја согласат можноста за соработка на роботите со она што веќе се случува на фабричкиот под. Според истражување објавено минатата година, компаниите кои внимателно ги анализираат своите задачи пред инсталирањето на овие роботи завршуваат со интеграција 37 проценти побрзо во споредба со локациите кои само ги вметнуваат и гледаат што ќе се случи. Започнете со пронаоѓање на сите оние досадни, повторливи работи како што е затегнување на винти или организирање на компоненти каде што овие короботи можат да преземат и да ја намалат умората на работникот, а истовремено да постигнат многу тесен опсег на толеранција од плус или минус 0,1 милиметар, што е стандардно за собирање на електронски уреди, како што беше наведено во Automation World во 2023 година. При тестирањето, смисленило е прво да се постават одделни работни станици со короботи за да може да се провери колку добро се справуваат со напојување на машини во текот на редовните смените, пред да се воведат истовремено во повеќе различни производни области.

Оценување на задачи погодни за соработка меѓу луѓе и коботи

Фокусирајте се на задачи со висока фреквенција и ниска варијабилност каде што коботите ја дополнуваат човечката судска способност. Чести цели вклучуваат полнење на CNC машини (користено од 72% од првите корисници) и инспекции со водич на слика кои бараат точност под 0,5 мм.

Дефинирање на јасни улоги помеѓу оператори и соработнички роботи

Примена на распределба базирана на улоги: операторите управуваат со комплексни сменувања на алатки, додека коботите се справуваат со повторувачки варови или нанесување на лепила. Објектите кои го користат овој модел пријавуваат 22% помалку производствени грешки (Robotics Business Review 2023).

Започнување мало: пробни проекти за безбедно проширување на вработувањето на коботи

Започнете со 90-дневни пробни проекти во пакување или паулетизација, каде што коботите типично обезбедуваат поврат на инвестицијата за 5—7 месеци. Овој постепен пристап ја потпира адаптацијата на работната сила и создава податоци за времетраење на циклусот за идни оптимизации.

Избор на правилен соработнички робот за ефикасност кај мали серија

Оценување на носечка способност, достиг, и прецизност за специфични примени

Колаборативните роботи имаат максимална вредност кога спецификациите одговараат на барањата на апликацијата. Користете го овој оквир за да ја насочите селекцијата:

Апликација	Препорачана носечка способност	Оптимален достап	Толеранција на прецизност
Слагање на електроника	3–5 kg	700–900 mm	± 0,05 mm
Послужување на машини	10–15 kg	1.300–1.500 mm	±0,2 мм
Прецизно варење	5–8 кг	1.000–1.200 мм	±0.1 мм

Студија од 2024 година за ефикасноста на роботиката откри дека 68% од производителите купуваат поголема носечка способност отколку што им е потребно, со што трошоците на почетокот се зголемуваат за 14.000–22.000 долари по единица. На пример, ко-робот од 10 кг кој ракува со компоненти од 3 кг губи 40% од својата потенцијална енергија во секој циклус. Секогаш треба да се земе предвид тежината на завршниот ефектор (+15–20% маржа) и идните потреби од приклучоци. Упатствата за избор на кооперативни роботи истакнуваат дека мора да се измерат максималните димензии на деловите пред да се дефинираат барањата за достапност.

Усогласување на карактеристиките на ко-роботите со специфичните производни потреби

Современите ко-роботи нудат модуларни стеги, системи за видеење и сензори за сила за приспособување кон специјализирани работни процеси. Кај фармацевтските серијски производи, модели со IP54 запечатување и чувствителност кон сила <0,01 N минимизираат контаминација при ракувањето со вијали. За произведба на прилагодена мебел, ко-роботите со 360° надзор за безбедност и 6-осна флексибилност овозможуваат 92% побрзи поставки за шлифање и полирање во споредба со традиционалната автоматизација.

Споредба на најдобрите модели на коботи за МСП и нишно производство

Три фактори го одредуваат враќањето на инвестициите во услови на мала серија:

• Период на ROI : Коботи за лесни задачи се исплатуваат за 8–14 месеци, споредено со 22+ месеци кај тешки индустријски роботи
• Сертификати за безбедност : Потражете ISO 10218-1 соодветност и сила на заштитно стопирање под 150 N
• Зрелост на екосистемот : Системи со претходно валидирани трети алатки намалуваат трошоци за интеграција за 33%

Водењето на добавувачи сега нуди гаранција за повторна поставеност во рок од 12 часа за линии со висок мешан производ. Давајте приоритет на оние кои нудат локална техничка поддршка, бидејќи докажаните партнерства за интеграција ја намалуваат непланираната исклученост за 79% во првата година на работа.

Напреднување на колаборативните роботи со AI и системи за визија

Улогата на вештачката интелигенција во паметната интеракција меѓу човек и кобот

Современите коботи користат вештачка интелигенција за толкување на човечки жестови, гласовни команди и модели на работни процеси во реално време. Машинското учење овозможува предвидливи прилагодувања — како намалување на брзината на раката кога операторот е во близина или поттикнување на спешни партиди врз основа на влезови од ERP — со што се намалува когнитивниот товар и се одржува континуитет.

Машинско визуелизирање за контрола на квалитетот во реално време и прилагодливост

Системите за визија напојувани со вештачка интелигенција можат да откриваат дефекти со скоро совршена точност од околу 99,9% во контролирани услови, откривајќи ситни недостатоци мали колку помалку од 0,1 мм, дури и кога работите се движат брзо. Она што ги прави овие системи навистина вредни е нивната можност за извршување на прилагодувања во реално време. На пример, ако се открие несооснос, роботска рака можеби ќе ја промени позицијата каде варди. Или, кога се работи со деликатни делови, системот автоматски може да ја прилагоди силата на стегање. Наскоро го видовме тоа како имаше чудесен ефект во автомобилската индустрија. Некои произведувачи изјавија дека успеале да ја намалат отпаднината за околу 32% по воведувањето на овие интелигентни системи за визија. Според извештај од Medical Design Briefs од 2023 година, тие биле во можност да проверуваат приближно 1.200 поединечни делови секој час.

Студија на случај: Вештачка интелигенција напојуван ко-робот во фармацевтско пакување

Еден од главните играчи на медицинското поле неодамна започнал да користи соработувачки роботи опремени со напредни AI чипови за обработка на не помалку од 37 различни фармацевтски формули, сите на истата линија за пакување. Системот користи посебна технологија за скенирање со светлина за проверка на степенот на полнење на секоја капсула и всушност може да ги забави или забрза транспортните ленти во зависност од моменталните потреби. Овие промени ја скратиле времетраењето за префрлање меѓу производите за скоро две третини, постигнувајќи скоро совршени резултати при контролите на квалитет со точност од 99,98%. Според Packaging World Insights од минатата година, ова покажува колкуве способни се овие интелигентни машини кога станува збор за задржување на строгите барања на фармацевтската производство.

ЧПЗ

Што се соработувачките роботи и како се разликуваат од традиционалните фабрички роботи?

Колаборативните роботи, или коботи, се дизајнирани да работат заедно со луѓето без потреба од безбедносни кавези, за разлика од традиционалните фабрички роботи. Тие имаат напредни сензори и технологии кои им овозможуваат безбедна работа во близина на луѓето.

Зошто сè повеќе мали и средни претпријатија (МСП) воведуваат колаборативни роботи?

МСП ги преферираат колаборативните роботи бидејќи зафаќаат помалку простор, можат брзо да се постават и обезбедуваат подобар принос на инвестицијата со извршување на повторувачки задачи, осигурајќи истовремено безбедност на вработените.

Како колаборативните роботи ја зголемуваат флексибилноста и одзивноста во производството?

Коботите нудат модуларни и лесни за програмирање системи кои овозможуваат брзо движење и адаптација во различни производни области, овозможувајќи побрз одзив на промени во дизајнот во споредба со старите автоматизирани системи.