Интеграция роботов для автоматизации автоматических выключателей | Benlong

Глобальный переход к автоматизированному производству привел к интеграции робототехнических систем в одну из самых востребованных возможностей среди владельцев заводов и менеджеров по закупкам в отрасли низковольтного электрооборудования. С чем должны справляться производители дифференциальных автоматических выключателей, устройств защитного отключения, цепей кондиционирования, автоматических выключателей, а также промышленной робототехники для автоматизации своих операций? Они вышли за рамки вопроса о необходимости автоматизации, чтобы понять, как создать интегрированный процесс, использующий промышленных роботов, податчики деталей, датчики и контроллеры на автоматизированной линии.

В этой статье мы подробно описываем интеграцию робототехнических систем, причины, по которым Индия, Турция и Бразилия обращают внимание на эту технологию, а также компании, которые производят промышленные робототехнические технологии, используемые Benlong Automation в своих процессах. Мы также описали применение этой технологии в сборке ручек автоматических выключателей, что является наглядным примером современных практик в отрасли.

Определение понятия интеграции робототехнических систем

Простыми словами, интеграция робототехнических систем — это технический процесс связывания промышленных роботов с другими компонентами производственного процесса таким образом, чтобы они работали как единое целое. Часто один лишь робот-манипулятор практически бесполезен. Его истинная ценность проявляется только тогда, когда он установлен в нужном месте, запрограммирован для определённой функции, оснащён соответствующими устройствами для обработки компонентов, управляется датчиками или камерами и контролируется центральным контроллером, который сообщает каждой звене производственной цепочки, когда начинать работу. Компания, которая разрабатывает эту координацию, пишет управляющую логику, строит механическую основу и запускает готовую линию на заводе заказчика, выступает в роли интегратора робототехнических систем.

Для производителя низковольтного электрооборудования обычно характерно сочетание роботизированных манипуляторов для захвата и перемещения с такими компонентами, как вибрационные питатели, точные механизмы, станции клёпки или сварки, испытательные стенды или маркировочные машины. Робот не работает изолированно, а в связке с другими устройствами — ключевым является то, как эти устройства интегрированы. Поэтому покупателям следует меньше думать о бренде отдельного робота и больше обращать внимание на качество интеграции робототехнической системы за ним.

Может быть полезно рассматривать интегрированную линию как состоящую из двух уровней. Аппаратный уровень состоит из оборудования, которое можно увидеть – роботы, питатели, приспособления, конвейеры, испытательные станции и защитные ограждения. Программный уровень состоит из элементов, которые нельзя увидеть, и включает логику ПЛК, управление рецептами и переналадкой, данные с датчиков и систем зрения, а также интерфейс, позволяющий оператору управлять системой с одного экрана. Слабый аппаратный уровень является источником ненадежной машины, в то время как слабый программный уровень приводит к машине, которую вообще нельзя использовать. Сильная интеграция означает правильное выполнение обеих задач, но это гораздо сложнее, чем просто прикрепить робота к столу.

Почему электротехнические заводы инвестируют в интеграцию робототехники

Рост затрат на рабочую силу и сокращение квалифицированных сборщиков являются двумя основными факторами. Ручная ячейка с ручным соединением или контактной клепкой может требовать от пяти до десяти работников на каждую смену, в то время как хорошая роботизированная ячейка может достичь аналогичных результатов с одним-двумя операторами, управляющими процессом. Экономия на рабочей силе сама по себе поможет окупить инвестиции для двух- или трехсменных операций менее чем за год, что объясняет, почему многие заводы по производству автоматических выключателей начинают переходить к автоматизации с использованием такого оборудования.

Качество и прослеживаемость – еще один важный фактор. Рынки экспорта безжалостны: большое количество автоматических выключателей, не прошедших аудит в Европе или проверку сертификации в Персидском заливе, может означать потерю всего контракта для производителя. Автоматизированные линии регистрируют все циклы, отбраковывают дефектные сборки и обеспечивают прослеживаемую историю поставки данных, чего невозможно достичь на ручных линиях. Для заводов, поставляющих продукцию в Индию, Турцию, Бразилию и на Ближний Восток, это необходимость, а не роскошь.

Третьим фактором является производительность. Когда объемы заказов растут быстрее, чем завод может нанять и обучить персонал, интеграция системы автоматизации часто является единственным способом масштабирования без пропорционального увеличения численности и уровня ошибок. Правильно интегрированная роботизированная линия обеспечивает предсказуемое время цикла, равномерное качество и возможность увеличения мощности путем копирования проверенных ячеек, а не изобретения процесса заново при каждом новом заказе.

Бренды роботов, которые интегрирует Benlong Automation

Выбор конструкции робота в линии Benlong Automation для крупного заказчика зависит от применения робота, нагрузки, скорости работы и, довольно часто, требований заказчика. Очень многие транснациональные компании уже предпочитают использовать определенный бренд роботов в своих производственных подразделениях по всему миру и требуют от Benlong выбрать робота, соответствующего их выбору с точки зрения доступности запасных частей и улучшенного обучения персонала. Именно поэтому Benlong работает со всеми популярными платформами роботов, а не полагается на конкретного поставщика. Бренды, которые компания использовала чаще всего, это FANUC, KUKA, KAWASAKI, EPSON и ABB.

FANUC

FANUC, японский производитель, известный своими ярко-желтыми роботами, имеет одну из крупнейших установленных баз в мире и славится своей надежностью, долговечностью и разнообразием моделей, способных выполнять различные задачи — от компактных настольных роботизированных рук до мощных моделей с большой грузоподъемностью. Модели FANUC надежны для таких применений, как высокоскоростной подбор, поэтому компания популярна среди клиентов, ищущих робота, способного работать непрерывно с минимальными простоями.

KUKA

KUKA, немецкая компания, известная своими оранжевыми роботами, зарекомендовала себя в автомобильном производстве, привнеся свой опыт производства гибких тяжелых многошарнирных роботов в промышленность. Роботы KUKA широко используются для задач, требующих больших расстояний до объекта, больших рабочих зон или необходимости координации движений нескольких роботизированных рук. KUKA также предлагает гибкую платформу программирования и управления, которая очень популярна среди клиентов.

KAWASAKI

Kawasaki Robotics — один из пионеров робототехнической индустрии. Их роботы известны своей прочной конструкцией и универсальностью, так как способны выполнять различные задачи, такие как распределение предметов, сборка и др. Производители, ищущие надежного робота с поддержкой глобальной сервисной сети, выбирают Kawasaki Robotics.

EPSON

Epson ассоциируется с роботами SCARA и шестью осями, которые особенно хорошо подходят для сборки электрических компонентов. Такие компоненты, как переключатели, очень маленькие и требуют быстрой и точной установки, что является сильной стороной роботов Epson.

АББ

ABB — инженерная группа со штаб-квартирой в Швеции. Роботы ABB IRB доступны практически для всех отраслей производства, а их программирование облегчается благодаря отличному программному обеспечению ABB для симуляции программ.

Суть вопроса не в том, что одна технология лучше другой. Идея системной интеграции заключается в выборе робота для каждой задачи и обеспечении плавной работы всего процесса сборки.

Распространённые роботизированные задачи на линии сборки автоматических выключателей

Новые покупатели автоматизации обычно думают, что автомат выполняет всю операцию целиком. На самом деле роботы выполняют лишь несколько специализированных функций, в то время как специализированные станции выполняют детализированные задачи. Знание этого разделения важно для отделов закупок, чтобы правильно определить проект.

Наиболее часто выполняемые функции роботов на электрических сборочных линиях — это подача и загрузка материалов, при которых рука робота отвечает за подачу устройств и заполнение магазинов, чтобы обеспечить постоянное снабжение линии материалами; обслуживание станков означает либо загрузку, либо выгрузку деталей со станции сборки или литья; транспортировка означает, что роботизированное устройство перемещает изготавливаемые изделия от одного процесса к другому вместо конвейера или оператора; передача на тестирование включает передачу готовой продукции устройству для тестирования и аттестации; а паллетирование и упаковка на конце линии относятся к операциям штабелирования, упаковки и маркировки одобренных автоматических выключателей. Учитывая, что хорошие интеграторы назначают все эти роли наименее дорогому и надежному решению, такие тенденции часто приводят к использованию робота там, где достаточно простого загрузчика или конвейера.

Скрытая ценность: данные, программное обеспечение и машинное зрение

Наиболее игнорируемая выгода от внедрения роботов — это сами данные. Каждое действие робота, показания датчиков или отбраковка фиксируются и регистрируются с отметкой времени и привязываются к конкретному устройству. Это фактически превращает производственную линию в золотую жилу записей для производителя автоматических выключателей, поскольку теперь она может предоставлять информацию о выходе продукции за смену, дефектах на каждой станции и подробные записи истории производства каждого произведенного и отгруженного автоматического выключателя. Таким образом, когда зарубежный клиент запрашивает информацию, включая документацию о процессе экспорта, она доступна по нажатию кнопки.

Машинное зрение уже присоединилось к этой тенденции. Камера, управляемая роботом, может проверить, правильно ли установлена рукоятка, находится ли пружина в сборке на правильном месте или легко ли видна маркировка на блоке. Необходимость ручного осмотра исчезает благодаря фотонаправляемой рабочей ячейке.

Интеграция робототехники в сборку рукоятки и звена МКВ

Чтобы увидеть, как эти принципы работают на практике, рассмотрим одну из проверенных станций Benlong: Автоматическая машина для сборки рукоятки и звена МКВ. Эта машина собирает рабочую рукоятку и металлическое звено миниатюрного автоматического выключателя с использованием прецизионного поворотного индексирующего стола, двух вибрационных питателей, интегрированных датчиков и автоматического механизма отбраковки. Она работает со скоростью 30–50 сборок в минуту, заменяет трех-пяти ручных операторов и отбраковывает дефектные изделия до их перемещения на следующий этап — обеспечивая стабильный выход продукции, которого невозможно достичь при ручной сборке.

Сама по себе это уже высокоавтоматизированная ячейка. В рамках более крупного интеграционного проекта к ней можно добавить робота для загрузки рукояток и звеньев в питатели, для передачи собранных изделий на следующую станцию или для паллетирования готовых автоматических выключателей — все это координируется одним и тем же ПЛК. Это и есть суть интеграции робототехники: превращение способной автономной машины в непрерывный поток с роботизированной поддержкой, который практически не требует ручной обработки между станциями.

От одной ячейки к полностью интегрированной линии

Станция сборки рукоятки и звена редко существует изолированно. В полном производстве автоматических выключателей она располагается рядом с контактной клепкой, сборкой дугогасительной камеры, калибровкой, магнитным и тепловым тестированием срабатывания, лазерной маркировкой и сортировкой с упаковкой. Benlong’s Автоматизированная сборочная линия MCB интегрирует эти операции в единый непрерывный поток, где роботы и конвейеры перемещают детали между станциями под централизованным управлением.

Решение о том, какую часть линии автоматизировать, является настоящим бизнес-вопросом, а не предрешённым фактом. Некоторым производителям выгодна полностью автоматизированная линия с двумя операторами на смену; другим лучше подходит полуавтоматическая конфигурация, которая сохраняет некоторые ручные операции для снижения капитальных затрат. Сравнение Benlong’s полностью автоматизированной и полуавтоматизированной сборки рассматривает компромиссы, чтобы покупатели могли подобрать уровень автоматизации в соответствии с объёмом, бюджетом и ассортиментом продукции до принятия решения о проекте.

Как выбрать интегратора робототехнических систем

Робот — это товар; интеграция — нет. Два интегратора могут использовать одинаковые манипуляторы FANUC или ABB и при этом добиться очень разных результатов, потому что реальная ценность заключается в знании процессов, проектировании оснастки и инженерии управления. При оценке партнёра покупатели в электротехническом секторе должны тщательно учитывать несколько факторов.

Экспертиза в отрасли важнее размера компании. Общий интегратор, который в основном строит автомобильные линии, может не понимать особенностей компонентов автоматических выключателей, тогда как специалист, построивший сотни линий MCB и MCCB, предвидит проблемы до их появления. Фокус Benlong’s на производстве низковольтного электрооборудования с 2008 года — это уровень глубины знаний, который сокращает сроки проектов и снижает риски — этот момент подробно рассматривается в его руководстве по выбору производителя индивидуальных автоматизированных сборочных машин,.

• Гибкость в выборе бренда — готовность рассматривать FANUC, KUKA, Kawasaki, Epson, ABB или стандарт заказчика, а не настаивать только на одном бренде.
  Полный спектр — любые инженерные работы, оснастка, программное обеспечение, тестирование и интеграция, реализуемые одной компанией.
  Подтверждённая производительность и эффективность на аналогичных продуктах, подтверждённые приёмочными испытаниями.
  Глобальная сервисная программа — поставка запасных частей, диагностика и обслуживание для клиентов, которые не могут позволить себе длительные простои.

  Чтобы быть квалифицированным партнёром, необходимо демонстрировать работающие машины, предоставлять реалистичные циклы и проводить сравнительный анализ окупаемости инвестиций для ручного и автоматизированного производства на продукции клиента.

Почему зарубежные покупатели стимулируют спрос

Большая часть спроса в настоящее время исходит от производителей, которые экспортируют товары. В Индии быстро растущее число производителей автоматических выключателей (MCB) и дифференциальных автоматических выключателей (RCCB) остро нуждаются в одновременном увеличении выпуска и качества для реализации национальных инфраструктурных проектов и заказов из-за рубежа. В Турции и Бразилии производители с долгой историей модернизируют старые ручные линии, чтобы оставаться конкурентоспособными на рынке дешёвого импорта и соответствовать растущим стандартам качества продукции. Для всех этих компаний интегрированная роботизированная автоматизация предлагает одинаковые преимущества: повышение производительности, снижение количества дефектов, уменьшение затрат на труд и необходимый уровень прослеживаемости для удовлетворения требований международных покупателей.

Работа с иностранным интегратором вызывает множество практических вопросов, и клиенты справедливо рассматривают их заранее. Удалённый пуско-наладочный процесс, чёткие процедуры приёмки, документация на английском языке, видеообучение операторов и гарантированные сроки поставки запасных частей становятся важными вопросами при работе с компанией, расположенной за тысячи километров. Именно здесь пригодится опыт специализированной производственной компании.

Заключение: Интеграция — это настоящее конкурентное преимущество

Интеграция роботов — важный шаг для производителей автоматических выключателей и низковольтного электрооборудования, позволяющий превратить набор эффективных роботов в производственную линию, выпускающую сертифицированную продукцию. Производитель роботов — FANUC, KUKA, Kawasaki, Epson или ABB — гораздо менее важен, чем применяемые инженерные решения. Компания Benlong Automation смогла спроектировать, построить и внедрить линии сборки и тестирования, используя конкретную роботизированную платформу, идеально подходящую для задачи, какой бы сложной она ни была — от производства одноклавишных выключателей до полной автоматической сборки MCB.

Если вы хотите реализовать проект автоматизации, первым шагом будет связаться с инженерной командой Benlong и поделиться с ней информацией о вашем продукте и ожидаемой производительности. Используя эти данные, инженеры разработают наиболее оптимальное решение и проведут полный сравнительный анализ окупаемости инвестиций в ручное и автоматизированное производство.

Хуан Сяолей | Benlong Automation