Оборудование для автоматизации сборки на продажу

Поиск оборудования для автоматизации сборки приводит к множеству одинаковых объявлений с рамой, несколькими цилиндрами, конвейером и сенсорным экраном. Проблема не в объявлениях. Проблема в том, что “оборудование для автоматизации сборки” — это название категории, которая включает машины разных классов, отличающиеся в цене в пятьдесят раз и обладающие разными возможностями применения.

Это руководство чётко классифицирует различные типы машин, предоставляет показатели, определяющие, какой тип машины необходим в каждом случае, и показывает, как выглядит коммерческое предложение Benlong и как оно формируется. Если вы ищете производственную линию для низковольтной электротехники, электрического оборудования или просто для механики, вторая часть этого руководства для вас.

Оборудование для автоматизации сборки можно разделить на семь категорий, начиная с простого конвейера и заканчивая полностью автоматизированной производственной линией для одного типа продукции. Выбор должен основываться на четырёх показателях и не зависит от данных производителя: годовой объём, количество разновидностей, время производства и стоимость брака. Автоматическая машина, предназначенная для одной задачи, считается эффективной при производстве более 200 000 единиц в год; в противном случае она не может конкурировать с модульными ручными системами, оснащёнными машинами. Benlong производит всё вышеперечисленное — от испытательных машин до сварочных машин, размещаемых между двумя системами.

Семь категорий, которые подразумевают под “оборудованием для автоматизации сборки”

Все доступные машины можно классифицировать в одну из семи категорий. Определение, подходит ли поставщик под правильную категорию, — самый быстрый способ сузить выбор, поскольку большинство производителей способны выпускать только два или три вида оборудования.

• Ручные и полуавтоматические машины с конвейером. Используются различные механизмы, такие как ремни, транспортеры и цепи, вместе с оборудованием и инструментами. Основную работу выполняют люди.
• Индексационное поворотное оборудование. Вращающийся стол перемещает приспособления от станции к станции.
• Технология линейного индексирования. Эта концепция похожа, но реализована по прямой линии. Большинство автоматизированного оборудования для сборки электрических устройств используют эту технологию.
• Роботизированные ячейки имеют одну или несколько роботизированных рук, обслуживающих приспособление.
• Оборудование для соединения использует методы ультразвуковой сварки, контактной сварки, клёпки, сборки или склеивания компонентов для создания продукта.
• Испытательные станции обеспечивают правильную работу оборудования через функциональное тестирование, испытание на пробой, калибровку, визуальный контроль и проверку на утечки.
• Системы интеграции и логистики используют вибрационные питатели, лотковые питатели и шаттлы для транспортировки компонентов.

Проблема в том, что приобретается оборудование из группы четыре, тогда как необходимо оборудование из группы два. Например, роботизированные ячейки могут стоить значительно дороже, чем кулачковая индексирующая машина, используемая для той же задачи. Вопросы объёма, которые отделяют настоящую индивидуальную сборку от каталожной машины, изложены в этом руководстве по работе с... производителя индивидуальных автоматизированных сборочных машин,.

Четыре числа, которые определяют машину до запроса цены

Различные предложения от поставщиков могут отличаться на 300% при поиске цен на одну и ту же деталь. Причина не в скрытых расходах, а в различных конструкциях, основанных на разных предположениях, и эти предположения зависят от четырех данных, которые должны быть готовы до составления первого запроса.

• Годовой объем и размер партии. Если машина обрабатывает определенный продукт 6000 часов в год, она может быть построена с учетом скорости. Но если машина работает 40 партий в год, то время переналадки не должно превышать 30 минут, иначе она будет простаивать в ожидании определенной детали. Поэтому такие типы машин различаются и оцениваются соответственно.
• Количество вариантов. Следует отметить, сколько номеров деталей используют один и тот же инструмент. При уровне шести вариантов использование твердого инструмента перестает иметь смысл, и даже если не хотят использовать серводвигатели, их все равно придется применять.
• Время цикла. Под временем цикла понимается скорость процесса. Неправильно использовать термин «быстрый». Если необходимо получать один продукт каждые 4,5 секунды, это должно быть указано. Более того, если нужно производить 900 штук в час на уровне 92%, то тест приемки должен быть составлен согласно этим параметрам.
• Стоимость дефекта. Царапина на кронштейне представляет гораздо меньший риск, чем неплотное соединение шины, поскольку второй тип дефекта требует контроля крутящего момента в процессе и 100% проверки качества электричества. Стоимость такого решения может добавить 15-25% к стоимости машины, но эти расходы оправданы.

В этом вопросе необходимо рассматривать общую картину. По данным Международной федерации робототехники, в 2024 году было установлено 542 000 промышленных роботов, а общий парк работающих роботов на конец периода составлял 4 664 000, что означает рост на 9% за год, при этом большинство установок расположено в Азии.

Что производит Benlong и с чем мы сравниваем наши цены

Benlong Automation специализируется на производстве сборочных линий, автоматизированных сборочных машин, испытательных стендов, сварочных и паяльных станций, а также необходимых аксессуаров, преимущественно для производителей низковольтных электрических приборов. Вместо общего описания ниже приведены подробные спецификации наших модульных сборочных линий, так как именно этот продукт чаще всего интересует клиентов.

В таблице показано, что два показателя выполняют больше коммерческой работы, чем другие. Согласно этим показателям, предварительная сборка компонентов и модульный дизайн позволяют сократить количество крепежных элементов на 20–25%, а также время сборки на 15%, и это число можно рассчитать заранее. Остальная группа устройств на основе технологии модульной сборки отличается только вариациями каркаса, что означает, что независимо от выбора синхронного или асинхронного типа, результат будет одинаковым, поскольку это основной фактор пропускной способности при смешанном производстве. Полные конфигурации представлены на странице продукта модульной сборочной линии.

Недавний проект демонстрирует производительность системы. Подрядчику потребовалась производственная система, которая упростила бы производственные процессы для 20 различных семейств продуктов с переменными размерами и циклами. Benlong предоставил модульную асинхронную систему, состоящую из 15 рабочих станций, работающих с двумя скоростями цепного конвейера и контролируемым крутящим моментом винтовертом. После четырех месяцев работы системы мы получили сокращение прямого труда на 25%, улучшение пропускной способности в смешанном режиме на 30%, увеличение скорости сборки подсборок на 15%, окупаемость инвестиций за 11 месяцев. Система не была переработана при смене ассортимента продукции, что является основной причиной выбора асинхронной системы.

Ниша низковольтного электрооборудования, в которой Benlong является экспертом

Большинство наших запросов не связаны с общей сборкой. Вместо этого они касаются конкретных задач, таких как сборка микропереключателя, контактора, сварка дугогасительной камеры, проведение теста на автоматическом выключателе и калибровка защитного устройства. Эта специализация объясняет структуру нашего каталога и причину того, что инженерные работы начинаются с компонента, а не с заранее определенной платформы.

Возьмем систему контактов. Сборка контактора и выключателя состоит из подвижного контакта, неподвижного контакта, пружины, системы фиксации и часто оплетки. Важно обеспечить правильное усилие контакта и зазор во время сборки. Выполнение этого вручную приводит к вариациям усилия в зависимости от силы запястья оператора. Автоматическая машина для установки контактов контактора переменного тока Система существует для устранения этой вариации: детали подаются, ориентируются, вставляются и проверяются за один цикл, а усилие задается инструментом, а не человеком.

Та же логика применима к остальному ассортименту продукции. Сборка дугогасительной камеры состоит из серии различных стальных пластин, которые всегда должны располагаться с требуемым шагом без заусенцев и ошибок наложения; это вопрос сварки и заклепки деталей, а не их сборки. Метод тестирования соответствует спецификации, применимой к продукту, а испытание на пробой проводится при предписанном уровне напряжения, а не при каком-либо округленном значении.

Если вы производите выключатель, автоматический выключатель, контактор или счетчик, вы получите рабочую машину сразу с самого начала. Если ваш продукт — насос, коробка передач или мебель, мы не ваш производитель.

Фиксированная индексирующая линия, роботизированная ячейка или оба варианта?

Этот выбор приводит к большему количеству доработок, чем все остальное, связанное с проектом. Правильный ответ на этот вопрос будет зависеть от того, как будет выглядеть будущее продукта через 5 лет, а не от того, как оно выглядит сейчас.

• Выбирайте фиксированную индексирующую линию, когда семейство продуктов стабильно, время цикла невелико, а процесс состоит из простых и понятных операций. Станции с кулачковым приводом индексируют в диапазоне от 0,3 до 0,8 секунды. Они точны до нескольких сотых миллиметра и значительно дешевле, чем роботизированные ячейки. Кулачковые устройства могут служить при нормальном использовании до двадцати лет.
• Выбирайте роботизированную ячейку, когда процесс требует установки, а не просто координации, или когда количество возможных вариантов неожиданно велико. Компонент интеграции значительно дороже металлического механизма. Стоимость манипулятора может составлять до 25-35% от стоимости всей установки.
• Выбирайте оба варианта, когда объем производства большой, а количество вариантов высоко. Схема, при которой фиксированный индексирующий механизм производит материалы, а робот подает компоненты к концу процесса, является одной из самых экономичных на сегодняшний день. Высокоскоростные линии, построенные таким образом, описаны в этой заметке на решениях для высокоскоростной автоматизации.

Когда возникают обстоятельства, при которых задействованы большие объемы, но при этом важны различные сочетания вариантов, можно использовать вместе два ранее обсуждавшихся очень эффективных решения. Очень популярным способом решения этой ситуации является использование фиксированной индексирующей системы при работе с устойчивыми высокообъемными операциями, поскольку в этом случае можно сказать, что оба метода идеально дополняют друг друга.

Завинчивание, дозирование, сварка: станции, которые определяют качество

Внимание потребителей переключается с конвейера на роботизированную руку, и тогда они понимают, что проблема в отвертке. Это не редкость. Отвертка с контролем крутящего момента и мониторингом данных стоит примерно на 3000 TP4T дороже, чем отвертка с муфтой на шпиндель, но она позволяет обнаружить скрытый дефект.

Есть три типа рабочих станций, которые стоят каждой потраченной копейки:

• Отвертки с мониторингом крутящего момента. Кривые угла и крутящего момента записываются для каждого изделия. Они помогают выявлять дефектные винты, такие как перекрученные, сломанные или отсутствующие винты, что открывает возможности для решения жалоб клиентов спустя шесть месяцев после их подачи.
• Визуальный контроль. Проверка наличия и ориентации винтов или этикеток на скорости линии теперь возможна с помощью современных устройств нового поколения. Количество операций проверки увеличилось до 30-60 проверок одной камерой в минуту.
• Станции соединения с непрерывным контролем параметров процесса: сопротивление сварки с кривыми тока и смещения, ультразвуковая сварка с энергией и длиной расстояния; прессовое соединение с кривыми силы и смещения.

Эти рабочие станции являются источником большинства споров при приемке, поскольку фразу “винт затянут” нельзя проверить.

Как выглядит реалистичный бюджет

Цены зависят от региона, бренда компонентов и степени инноваций в дизайне. Указанные диапазоны представляют собой фактические цены, уплаченные клиентами за оборудование, изготовленное в соответствии с европейскими или японскими стандартами компонентов; эти диапазоны широкие по замыслу.

Есть две статьи, выходящие за пределы этих диапазонов и способные шокировать новичков: транспорт и установка, которые обычно составляют от 5 до 10% стоимости машины, и внутренние расходы периода запуска, когда производство отстает в какой-то степени и идет обучение.

Приемочные испытания: FAT, SAT и что должно быть в контракте

Включайте критерии приемки в заказ на покупку, а не в электронную почту. Машина, которая удовлетворяет невыраженным ожиданиям, все равно является машиной, не прошедшей приемку.

Измерение времени цикла основано на стабильной работе не менее 500 циклов, а не на секундомере на 3 деталях. Измерение выхода и OEE должно проводиться в течение 72 часов с согласованной классификацией дефектов до запуска. Измерение повторяемости должно выполняться на станке с использованием метода и оборудования, указанных письменно; если упомянут только результат, вы не сможете защитить свою позицию через год.

Затем есть два пропущенных момента. Проверка безопасности по ISO 13849, маркировка уровней производительности, контроль блокировок и время срабатывания аварийной остановки. Документация должна включать схемы, исходный код ПЛК с правами на модификацию, список запасных частей с сроками поставки и учебную программу.

Предварительный FAT, проводимый на площадке производителя, и SAT, проводимый у вас, — это два разных события. Первое направлено на выявление ошибок сборки, когда оборудование еще находится у производителя, второе демонстрирует работу оборудования с вашими компонентами, источником питания и персоналом.

Время выполнения заказа, установка и затраты, которые никто не указывает

В случае модульной производственной линии практическое время выполнения заказа составит около 7-15 дней на оценку потребностей, 10-20 дней на разработку планировки и выбор конвейера с помощью 3D CAD и моделирования потока материалов, а также 30-60 дней на производство, 5-10 дней на установку и ещё несколько дней на окончательное приёмочное тестирование. В целом, это займет около 3-4 месяцев при условии, что крепления уже определены, а детали стабильны.

Время выполнения заказа для автоматических специализированных машин дольше, поскольку дизайн нельзя использовать повторно в других местах. Весь процесс обычно занимает около 6-9 месяцев, и период времени в основном определяется количеством вновь сконструированных механизмов.

Что касается затрат, они значительно различаются:

Прежде всего, необходимо организовать подачу электроэнергии и сжатого воздуха. Убедитесь, что ваша машина будет заранее обеспечена электропитанием. Стандартное входное напряжение для оборудования составляет 380 В ± 10% при 50 Гц, однако если есть сервоприводные упаковочные станции, охладитель или компрессор машины, требуется выделенный входной канал. Планируйте площадь, где будет размещена машина: размер двери, грузоподъемность лифта и вес машины определят, сможет ли машина попасть в помещение вообще.

Годовые затраты на запасные части составляют около 3-5% от стоимости машины, начальный комплект запасных частей следует приобрести одновременно с машиной, так как детали ещё недорогие и могут быть запомнены производителем. Наконец, персонал — ещё один важный элемент затрат, хотя обычно он игнорируется при составлении бюджета: рекомендуется иметь инженера, который будет владеть исходным кодом ПЛК и прошёл необходимое обучение.

Покупатели, сравнивающие предложения по комплексным линиям, найдут компромиссы между объемом, ценой и риском, изложенные в этом обзоре решениям для автоматизированных производственных линий, который стоит прочитать перед подписанием любых документов.

Часто задаваемые вопросы

Что такое автоматизированное сборочное оборудование?

Машины, выполняющие часть или все этапы создания продукта. Это может быть что угодно — от приводного конвейера с инструментами, где кто-то должен выполнять сборку, до полностью автоматизированной линии с подачей, сборкой, соединением, тестированием и упаковкой, происходящими автоматически, при этом операторы лишь контролируют процесс.

Что такое системы автоматизации сборки?

Вся система включает машину, станции, подачу материалов, транспортные системы, инженерные системы управления, системы безопасности и архитектуру обработки информации. Хотя два поставщика могут предоставить одинаковое оборудование, у них будут совершенно разные системы, потому что именно взаимодействие систем обеспечивает работу оборудования с заявленной производительностью.

Какие примеры автоматизированного оборудования существуют?

Автоматическая машина для вставки контактов, автоматическая линия сборки МКБ, станция укладки и сварки дугогасительных камер, крышкодел, способный обрабатывать от 40 до 120 бутылок в минуту, роботизированная ячейка для завинчивания винтов, полный испытательный стенд АБК и станция визуального контроля в конце линии — все это здесь, потому что одна из выполняемых задач была слишком неопределённой, слишком медленной или слишком опасной для выполнения вручную.

Каковы пять D автоматизации?

Скучно, Грязно, Вредно, Трудно и Дорого. Любая монотонная задача, которая подвергает людей грязи, опасностям и не требует уточняющего человеческого участия или просто достаточно сложна, чтобы быть чрезвычайно дорогой, является хорошим кандидатом для автоматизации. Технология устарела, но тем не менее является лучшей для предоставления списка подходящих задач для оценки компаний.

Ссылки

• Международная федерация робототехники — World Robotics 2025: мировой спрос на роботов удваивается за 10 лет
• A3 — Ассоциация по продвижению автоматизации
• Rockwell Automation — Архитектура управления и информации для сборочных линий
• Universal Robots — Коллаборативная автоматизация для сборки и обслуживания машин
• item Industrial Applications — Модульные профильные системы для сборочных рабочих мест

Заключение

Продукт, который вы оцениваете с помощью инструментов сравнения, доступных онлайн, не является инструментом автоматизации сборки. Существует семь категорий классификации продуктов, и категория в основном зависит от четырёх важных параметров. Это объём, варианты, такт и стоимость дефекта в указанном порядке.

Эти четыре показателя должны быть собраны перед подачей запроса на предложение, после чего количество доступных вариантов ограничивается. Предоставьте нам эти показатели вместе с вашими чертежами, и мы поможем вам с категорией, стоимостью и определим, применима ли автоматизация при этом объёме.