利用机器人实现自动化生产

作者:本网编辑 文章来源:MM现代制造 发布时间:2010-07-05
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在北美,利用机器人自动化设备可以为企业生产作出最高利益的选择。
机器人自动化生产已经发生了很大的变化。技术水平的不断提高,使机器人的应用更加容易、更加多样化,而且使其在生产中的应用范围越来越广。当工厂里安装机器人以后,旧设备的使用效率提高,而机床供货商已越来越多地将机器人应用于他们的新设备之中,作为其成套设备的关键部件。光是在美国一个国家,目前正在操作运行的机器人数量已达144000套,而且这一数字还在不断增长。
但这一技术并不包含一切变化。应用环境也在发生变化,而这一变化也同样是非常重要的。因为生产厂面临着与其他国家廉价劳动力相互竞争的现实,因此利用机器人节约劳务费具有更重大的意义。尤其是使用美元的国家,利用机器人节约劳务费具有更重大的意义。在零件生产过程中,不管是按照美元和美分比较,还是按照不同的生产方式逐项对比,采用机器人自动化生产的发展趋势肯定有利于北美工厂的经济回升。

机器人自动化生产所能节约的费用
在CNC数控机床的加工生产中应用机器人,至少可从三个方面节约资金。例如机器人在典型的工件装卸应用领域中,生产厂可直接从以下三个方面节约资金:
? 进一步提高资产利用率;
? 更有效地使用劳动力;
? 使生产更加稳定。
提高资产利用率(或主轴利用率)就是指工厂更多地使用现有的机床设备。如果在CNC数控机床上不采用任何自动化装置,而只靠操作员的手工装卸工件,那么只能发挥机床50%~60%的潜在生产效率。如果在同样的机床上添置机器人自动化装置以后,设备的利用率就可提高到85%~90%。使一台机床达到这一生产能力并不需要机器人整个投入工作,因为一个机器人可以同时为几台机床提供服务。
事实上,使用一个机器人既可为成排的多台机床服务,也可为成环状排列的多台机床服务,这就是为什么机器人能够更有效提高劳动力的最好解释。如果在“一人一机”的情况下,那么每台机床需要有一个独立的操作员为其服务和装卸工件。如果有一个机器人为其中4台机床传送工件,那么相当于一个操作人员为4台机床提供服务,而操作员只需简单地将工件放到机器人拣取零件的工作站即可。这样,只需要一个操作员就可以为4台机床提供服务。
由于机器人自身的工作非常稳定,因此也可以保证使机床更加稳定的生产。操作员往机床上安装工件时,可能会带来一些人为的错误和不确定的可变因素,但机器人给机床上安装工件时,一次一次地总是按照同样的方式,安装同样的零件。
这一稳定工作的价值是不应该低估的。采用机器人可重复地将零件安装到机床上加工,使机床始终保持生产状态,这样机床就不会停下来,并可保证产品质量,而且生产的时间也更加稳定。如果采用人工装卸工件,那么零件装卸时间的长短对计划生产能力会生产一定的影响,而采用机器人自动化生产以后,使这一可变的时间因素转变成一个特定的不变时段,因此可以更精确地安排生产计划,有利于生产厂更进一步提高产量和更好完成交货任务。
由于机器人的应用越来越普遍,其使用也越来越方便,因此更多的加工车间比以前任何时候都获得了更大的好处,节约了更多的资金。对于许多生产厂而言,横贯在这些好处前面的惟一障碍是存在一些容易误解的问题。

现实和神话
误解1:“我需要找专业工程技术人员来操作和维护我的机器人加工单元。”
事实:使用现代化的机器人不会比使用现代化的CNC数控机床更难。如果你有能力为CNC数控机床编程,那么你也有能力为机器人编程。如果你有能力维护数控机床,那么你也一定有能力维护机器人。
误解2:“我所运行的加工机床,其生产数量还不够高,没有理由使用机器人装置”或者说:“我负责加工的工件变化太频繁了。”
事实:对于机器人来说,各种工件之间的变换速度很快,即使是一个短期的加工零件到另一个加工零件,都不需要有很长的时间。机器人所需要的一个新程序,可以像CNC数控机床所需要的新程序一样,很容易调取,正是因为这一原因,加工车间发现机器人自动化系统可以非常有效地加工处理不到100个零件的批量生产。为了使零件的转换更加容易,甚至还可以在机器人设备上配置视频导向技术系统,使机械手能自由地从零件托盘中拣取随意排列的零件。也可以将系统安装到单件生产工位上(在许多应用领域都有实例可以说明,如EDM加工机床就采用机器人服务),使机械手有效地发挥其应有的功能。
误解3:“机器人设备价格太高。”
事实:投入生产运行的机器人,其价格费用可以比一台廉价的加工中心更低。而且一个机器人可以为一台以上的机床提供服务。采用机器人以后,加工每一个零件可以削减10%的劳务费用(更不用说在其他方面还可以节约更多的资金),因此依靠机器人自身的价值就可以很快地回收投资。

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