מגה תעשיות
כתבות
רובוטיקה בתעשייה

רובוטיקה בתעשייה

 
תומאס מת'יוס |  
15/08/2021
זמן קריאה: 3 דק'

העלייה בשימוש ברובוטיקה ניכרת בכל המחוזות, בייחוד בתעשיית כלי החיתוך. בשעה שיותר ויותר יצרנים פונים לתעשיות רכות יותר, השימוש ברובוטים נתפס כאמצעי להגברת התפוקה, לשיפור הדיוק ולהפחתת עלויות עבודה. הדבר גורם לרבים לשאול אם רובוטים יחליפו בני אדם לחלוטין באחד הימים. שאלה נוספת שנשאלת בעקבות זאת היא אם היתרונות טובים מכדי להיות אמיתיים.

השימוש ברובוטים נמצא במגמת עלייה. בארה"ב בלבד יותר מ-34,000 מערכות רובוטיות הוכנסו לשימוש בשנת 2016. העלויות הראשוניות נראות כבדות, אך הפחתת עלויות התפעול, קלות התכנות והפוטנציאל לתפוקה מוגברת, כל אלה מצדיקים אוטומציה מוחלטת של כלי העבודה לרבים. בייחוד תעשיית החיתוך משתמשת ברובוטיקה כדי לבצע משימות מונוטוניות שבעבר ביצעו בני אדם. הכוונה למשימות כגון טעינה ידנית, בדיקה והסרה של כלים וחומרים. כמה יצרנים אף משתמשים ברובוטים לעבודות של 24 שעות ביממה תוך שימוש מינימלי בבני אדם. אבל כמו כל התקדמות טכנולוגית, יש יצרנים שטובים בכך יותר, וכאלו שפחות.

כאשר רובוטים משתבשים

המקרה המפורסם ביותר של רובוטיקה שלא עמדה בציפיות התרחש בחברת טסלה. מערכת רובוטית מלאה ניהלה את הייצור של מודל 3 המצופה. התהליך לא עבד, וטסלה לא הייתה מסוגלת לספק את כמות המכוניות שהובטחה. לאחר רבעון עגום בשנת 2018, נאלץ אילון מאסק להביא בני אדם שיחליפו את הרובוטים. במילותיו של מאסק עצמו: "אוטומציה מופרזת בטסלה הייתה טעות. בני אדם לא מוערכים כראוי".

  בייחוד תעשיית החיתוך משתמשת ברובוטיקה כדי לבצע משימות מונוטוניות שבעבר ביצעו בני אדם. הכוונה למשימות כגון טעינה ידנית, בדיקה והסרה של כלים וחומרים. כמה יצרנים אף משתמשים ברובוטים לעבודות של 24 שעות ביממה  

הטעות הגדולה של טסלה לא הייתה אוטומציה, אלא חוסר התחשבות בשרשרת האספקה המלאה וחוסר תכנון ראוי. חלק מהתהליכים האוטומטיים הגבירו את הייצור כפי שהובטח, אלא ששרשרת הייצור המלאה לא הוגברה. לבסוף נוצרו "צווארי בקבוק" בתחתית שרשרת הייצור. לא משנה כמה מהר הושלם חלק אחד מהתהליך, החלק הבא לא הצליח לעמוד בקצב.

מהמקרה של טסלה אפשר ללמוד כי יש לשקול איך המערכת כולה פועלת, מה מתחבר עם מה והיכן קיימת תלות. אין טעם להיות מהיר בקצה אחד של התהליך בלבד.

כאשר רובוטים עובדים

שלא כמו במקרה של טסלה, החברה השוויצרית Fraisa, אשר מספקת ללקוחותיה מגוון של כלים עגולים, כלי טחינה, מקדחות וברזים, עברה לשיטת ייצור בסגנון lights outs למשך 50 שעות בשבוע, והתוצאות היו מפתיעות. לא רק שהגדילו את שעות הייצור מ-105 בשבוע ל-150 פר מכונה, הם צמצמו את עלויות התפעול לחצי. עובדים שמרו על שכרם, והעסק השקיע זמן רב יותר בהכשרתם בתהליכי ייצור אחרים. כעת יש להם כוח עבודה מיומן יותר ומעורב, אשר מתמקד בעבודה בעלת ערך מוסף ולא במעקב אחר תהליכים ידניים. התוצאה הייתה פחות שעות עבודה ויותר שעות עם משפחה וחברים. נוצר מצב של win-win ללקוחות, לעסק ולעובדים.

שום דבר לא חקוק בסלע

צווארי בקבוק עלולים להתרחש בגלל חוסר ידע בתכנות בתוך הארגון. כאשר עלויות העבודה הכללית מצטמצמות, יש להקדיש שעות נוספות לתכנות. יש להעסיק מתכנתים המתמחים בתכנות של רובוטיקה, או להשקיע במערכת שתתרגם את הבקשות. מגדירים לאפליקציה את הצורך, והיא מנחה את הרובוטים איך לעשות זאת.

רובוטים נמצאים כאן כדי לתמוך בבני אדם בתעשיית כלי החיתוך ומעבר לכך. אלא שהם מצריכים תכנון, ניטור ותמיכת תוכנה מבני אדם כדי שיפעלו באופן אופטימלי.


מקור: www.manufacturingtomorrow.com

15/08/2021
זמן קריאה: 3 דק'

מדי שנה חברות האשפה ממיינות 68 מיליון טון אשפה למיחזור, משקל שווה ערך ליותר מ-30 מיליון מכוניות. צעד מפתח בתהליך קורה בחגורות פס הייצור, כשעובדים צריכים למיין פריטים לקטגוריות כגון נייר, פלסטיק וזכוכית. מקומות עבודה אלו משעממים, מלוכלכים ולעיתים קרובות גם לא בטיחותיים, בייחוד במפעלים שבהם צריכים העובדים להפריד בין פסולת רגילה לפסולת המיועדת למיחזור. צוות חוקרים במעבדה למדעי המחשב ובינה מלאכותית (CSAIL) פיתח מערכת רובוטית המסוגלת לזהות אם אובייקט הוא נייר, מתכת או פלסטיק.

במערכת Rocycle נכללים יד טפלון רכה המשתמשת בחיישני מגע כדי לזהות את גודל האובייקט ונוקשותו. מערכת זו תואמת לכל יד רובוטית, ונמצאה מדויקת בזיהוי של 85% מהזמן כאשר החומר נייח ושל 63% כאשר החומר על פס הייצור. השגיאה הנפוצה ביותר הייתה בזיהוי של חומרי מתכת המכוסים נייר, ולדברי החוקרים אפשר לפתור זאת באמצעות חיישנים נוספים לאורך פני המגע. "העור החיישני של הרובוט מספק פידבק אשר מאפשר לו להבחין בין חומרים מסוגים שונים", אומרת פרופ' דניאלה רוס. "ויזואליזציה ממוחשבת לבדה לא תוכל לתת למכונות תפיסה דומה לזו שיש לבני אדם, לכן יש להשתמש בקלט של מישוש."

  צוות הפיתוח השתמש ביד מוטורית המוּנעת על ידי חומר חדש יחסית בשם Auxetics, המתרחב במשיכה. החוקרים יצרו סוג חדש של אוקסטיקס, שכאשר חותכים אותו הוא מתרחב לימין או לשמאל. מהשילוב הזה יצרו "יד שמאל" ו"יד ימין"  

באופן מפתיע, קשה לפתח מכונות המסוגלות להבחין בין נייר, פלסטיק ומתכת. ידי רובוט מסורתיות נוקשות, צריכות לדעת את מיקום האובייקט וגודלו, ואז לחשב נתיב תנועה מדויק. ידיים רכות, העשויות מחומר כגון גומי, גמישות יותר אך סובלות מבעיה אחרת. מכיוון שהן מופעלות על ידי כוחות נוזליים, יש להן מבנה דמוי בלון שיכול להתפנצ'ר בקלות.

כיצד עובד הרובוט

צוות הפיתוח השתמש ביד מוטורית המוּנעת על ידי חומר חדש יחסית בשם Auxetics, המתרחב במשיכה. החוקרים השתמשו בקונספט הזה עם טוויסט. הם יצרו סוג חדש של אוקסטיקס, שכאשר חותכים אותו הוא מתרחב לימין או לשמאל. מהשילוב הזה הם יצרו "יד שמאל" ו"יד ימין" לאצבעות הרובוט, וכך גרמו להן להיקשר ולהתנגד זו לרוטציה של זו. הדבר מאפשר תנועה דינמית יותר של האצבעות. החוקרים קראו לפעולה זו HSA (Handed Shearing Auxetics). "בשונה מרובוטים רכים, אשר המערכת שלהם מונעת מנוזלים ומצריכה משאבות אוויר ומדחסים, שיטת HSA משלבת פיתול עם הרחבה, כלומר אפשר להשתמש במנועים רגילים", אומר צ'ן, אחד החוקרים.

תחילה משתמשות ידי הרובוט ב"חיישן המתח" שלו כדי לאמוד את גודל האובייקט, ואז נעשה שימוש בשני חיישני הלחץ שלו כדי למדוד את הכוח הדרוש לתפיסת האובייקט. ערכים אלו, בשילוב עם נתוני כיול על אודות הגודל והנוקשות של החומר, הם אלו שנותנים לרובוט את המידע ממה עשוי האובייקט. מאחר שחיישני המישוש מוליכים גם הם, הם יכולים לזהות מתכת לפי השתנות האות החשמלי. "אנו מעריכים את הגודל ומודדים את ההבדל בלחץ בין היד הסגורה לבין היד הפתוחה הרגילה", אומר צ'ן. "אנו משתמשים בהבדל זה בלחץ כדי לסווג חפצים מסוימים בהתבסס על אובייקטים שכבר נמדדו."

24/06/2021
זמן קריאה: 5 דק'

בתנאים הנכונים, ריתוך MIG באמצעות רובוטיקה עשוי להעלות את התפוקה של חברות ולספק החזר השקעה מעולה. למרבה הצער, חברות רבות טועות כאשר הן מתמקדות ברכיבי "התמונה הגדולה" כגון ספקי כוח וזרוע רובוטית, ומזניחות פרטים קטנים אך חשובים באותה מידה כגון חוט ריתוך, רובה MIG ומצרכים. מקור הכוח וזרוע רובוטית הם בהחלט מרכיבים חשובים שיש להתחשב בהם, אבל אפילו במערכת הרובוטית המתוכננת ביותר אפשר לפספס את הפוטנציאל הטמון בה בלי המרכיבים הנכונים שיתמכו בה.

אפשר למקסם את תפוקת העבודה באמצעות ריתוך רובוטי ולמזער מצבי השבתה באמצעות חיווט, רובה ומצרכים נכונים.

החוט הנכון

ריתוך רובוטיקה מערב וריאציות מזעריות באופן שבו תהליך החיווט מתבצע, על כן חשוב לבחור חיווט אשר ינוע באופן חלק על גבי מסילות הייצור. חיווט אשר תוכנן מראש כדי לספק אפליקציות רובוטיות יספק תחזוקה שוטפת יותר מחיווט כללי. שיקול נוסף ייחודי לאפליקציות רובוטיות הוא צורת ההקשתה ההתחלתית של החיווט. חיווט שמספק צורת הקשתה לא אמינה או אחידה, עלול לבטל את יתרונות הייצור של המערכת הרובוטית עקב זמני השבתה או תהליכי חיווט מחדש.

  רובה הריתוך מתנגש עם רכיבים אחרים במערכת או עם התקן הריתוך עצמו. רובה MIG חזק יצמצם מאוד את זמני ההדממה הנגרמים מהתנגשויות אלה. בדרך כלל יינזק צוואר הרובה של הרובוט. לכן מוצר עם שריון מספק ישמור על רמת TCP תקינה  

לאפליקציות רובוטיות רבות מבוססות MIG, חוטי מתכת מכוסים יתנו תוצאות מעולות בפרמטרים של ריתוך, ריבוץ מתכות, תכונות מכניות ומהירות הובלה. בגלל שהם מכילים רכיבים דיאוקסידרים ואחרים בעלי יתרונות הקשתה בבסיס החוט, חוטי מתכת מכוסים יגרמו לטפטוף מכני מועט, והדבר יקצר את זמן הניקוי לאחר הריתוך ואת תדירות הניקוי של רובוט הריתוך. הדבר אקוטי במיוחד בבתי חרושת. יתרון נוסף של שימוש בחוטי מתכת מכוסים הוא הפחתה תת-קרקעית של הצטברות נקבוביות בזכות שינוי יתר של זוויות הזרוע הרובוטית. הצטברות זו אינה נראית לעין בדרך כלל במבחני פיקוח ויזואליים. זאת ועוד, המבנה הרחב והמעוגל של חוטי מתכת מכוסים שומר עליהם אם הם לא הונחו באופן אופטימלי, בייחוד ברצועות ריתוך שבהן התכה בשורש היא קריטית. למרות זאת, חוטי מתכת מכוסים הם לא בהכרח פתרון אופטימלי לכל אפליקציה רובוטית. כדאי להיוועץ במומחה בתחום הריתוך, ויש להתייעץ עם מומחה בריתוך רובוטי או עם יצרן חוטים לפני שמחליטים מה לקנות.

המצרכים הנכונים

רובה MIG הוא גורם בעל משמעות באיכות הריתוך מכיוון שהוא שולח זרם חשמלי לחוט הריתוך וגז מוגן לפול הריתוך. האתגר נעוץ בהובלת הזרם החשמלי בתנאים של חום קיצוני במשך שעות וימים ללא הפרעה. ריתוך רובוטי כולל בדרך כלל מספר ריתוכים ראשוניים כדי לקבע את האובייקט במקום, לכן חשוב לבחור מצרכים שיפחיתו הקשתות עקומות אשר עלולות לגרום לשריפה של פיית הריתוך. דבר נוסף שיש להביא בחשבון בעת בחירת מצרכים הוא פלטפורמה אחידה, המאפשרת שימוש ברובוטיקה, או אפליקציות אוטומטיות למחצה. מאחר שרוב החנויות המשתמשות ברובוטים מציעות גם אפליקציות אוטומטיות למחצה, השימוש בפלטפורמה חלופית מאפשר גמישות במלאי או השבתת העבודה בשל הצורך למצוא את החלקים הספציפיים הנכונים כשצריך לבצע החלפה בציוד.

שימוש בליינרים עם מטען קדמי

מטענים קדמיים מאפשרים לרתכים המשתמשים ברובה MIG להחליף ליינרים מקדמת הרובה במקום מאחוריו, במקום שכבל הריתוך מחובר להתקן ההזנה של החוט. החלפה של ליינרים אלו מהירה בהרבה מהחלפה של ליינרים סטנדרטים, והדבר מאפשר את החלפתם בזמנים קצרים של הדממה, במקום לחכות לסבב הבא של תחזוקה מונעת (PM).

מכסה מילוי מתכת

היתרונות בשימוש ברתיחה רובוטית נובעים מנפח העבודה ומזמני פעולה של מערכת ללא השבתה. אחת הדרכים האפקטיביות ביותר למקסם רווחים ותפוקת ייצור ולהחזיר את ההשקעה היא למזער את זמני ההשבתה של המכונה בעת ביצוע תמורות בחיווט. מכסה המילוי האידיאלי לאפליקציות רובוטיות צריך להיות גדול דיו כדי לצמצם ככל האפשר תמורות בחיווטים, אבל לא גדול עד כדי כך שימנע מחוט אחד להימצא בקומת החנות יותר מכמה ימים. מילוי מתכת מגיע בדרך כלל בתוך מכלי אוויר צרים, וברגע שהם נפתחים החומר חשוף ללחות, לאבק, לשמן ולמזהמים אחרים העלולים להשפיע על איכות הריתוך. יש לשים לב למיקום של מילוי המתכת במתחם הריתוך. במידת האפשר, אחסון של מכסה מילוי מתכת אחד לפחות ליד הרובוט יחסוך זמני השבתה. לסיום, מכסי מילוי ממוחזרים עשויים להפחית עלויות ולחסוך לעובדים זמן מיון של אריזות ממוחזרות ואריזות לא ממוחזרות.

  חיווט אשר תוכנן מראש כדי לספק אפליקציות רובוטיות יספק תחזוקה שוטפת יותר מחיווט כללי. חיווט שמספק צורת הקשתה לא אמינה או אחידה, עלול למנוע את יתרונות הייצור של המערכת הרובוטית על ידי יצירת זמני השבתה או תהליכי חיווט מחדש  

רובה MIG

עמידות היא תכונה נחשקת כשהיא נוגעת לרכיבים אוטומטיים למחצה ולרובי MIG רובוטיים, אבל היא הכרחית לגבי אפליקציות רובוטיות. רובה הריתוך מתנגש עם רכיבים אחרים במערכת (מלקחיים, חפצים קבועים וכדומה) או עם התקן הריתוך עצמו. בדרך כלל קשה למנוע לחלוטין התנגשויות כאלו, אך רובה MIG חזק יצמצם מאוד את זמני ההדממה הנגרמים מהתנגשויות אלה. בדרך כלל יינזק צוואר הרובה של הרובוט. לכן מוצר עם שריון מספק ישמור על רמת TCP תקינה. בנוסף, רובה MIG רובוטי עם מעטפת עבודה רחבה יסייע לשמור על מפרקיות ויפחית את המורכבות של התכנות ואת ההיתכנות של התנגשויות בלתי צפויות.


מקור: https://www.tregaskiss.com

כותרת
תוכן