Tích hợp Robot cho Tự động hóa Máy cắt mạch | Benlong

Sự chuyển dịch toàn cầu sang sản xuất tự động đã biến đổi tích hợp hệ thống robot thành một trong những năng lực được tìm kiếm nhiều nhất trong số các chủ nhà máy và quản lý mua hàng trong ngành điện áp thấp. Các nhà sản xuất cầu dao chống rò điện, thiết bị chống rò điện, mạch điều hòa không khí, MCB cũng như robot công nghiệp nên giải quyết những gì để tự động hóa hoạt động của họ? Họ đã vượt qua câu hỏi có nên tự động hóa hay không để hiểu cách tạo ra một quy trình tích hợp sử dụng robot công nghiệp, bộ cấp liệu linh kiện, cảm biến và bộ điều khiển trên dây chuyền tự động.

Trong bài viết này, chúng tôi có mô tả chi tiết về tích hợp hệ thống robot, lý do tại sao Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ và Brazil chú ý đến công nghệ này, và các công ty sản xuất công nghệ robot công nghiệp mà Benlong Automation sử dụng trong quy trình của mình. Chúng tôi cũng đã mô tả ứng dụng của công nghệ này trong lắp ráp tay cầm MCB, một ví dụ minh họa cho các thực tiễn hiện tại trong ngành.

Định nghĩa khái niệm tích hợp hệ thống robot

Nói một cách đơn giản, tích hợp hệ thống robot đề cập đến quá trình kỹ thuật kết nối robot công nghiệp với các thành phần khác của quy trình sản xuất sao cho nó hoạt động như một đơn vị duy nhất. Thường thì, một cánh tay robot tự nó gần như vô dụng. Giá trị thực sự của nó chỉ xuất hiện khi nó được đặt đúng vị trí, lập trình cho một chức năng nhất định, trang bị các thiết bị xử lý linh kiện phù hợp, điều khiển bởi cảm biến hoặc camera, và quản lý bởi bộ điều khiển trung tâm chỉ đạo từng mắt xích trong chuỗi sản xuất khi nào bắt đầu làm việc. Công ty thiết kế sự phối hợp này, viết logic điều khiển, xây dựng khung cơ khí và vận hành dây chuyền hoàn chỉnh tại nhà máy khách hàng chính là nhà tích hợp hệ thống robot.

Đối với nhà sản xuất điện áp thấp, việc kết hợp cánh tay robot chọn và đặt hoặc xử lý vật liệu với các thành phần như bộ cấp liệu bát rung, máy móc chính xác, trạm đinh tán hoặc hàn, băng thử nghiệm hoặc máy đánh dấu thường là trường hợp phổ biến. Robot không hoạt động riêng lẻ mà phối hợp với các thiết bị khác — điều tạo nên sự khác biệt là cách các thiết bị này được tích hợp. Đây là lý do người mua nên nghĩ ít hơn về thương hiệu của một robot đơn lẻ và nhiều hơn về chất lượng của tích hợp hệ thống robot phía sau nó.

Có thể hữu ích khi nghĩ về dây chuyền tích hợp như được tạo thành từ hai cấp độ. Cấp độ phần cứng bao gồm các thiết bị có thể nhìn thấy – robot, bộ cấp liệu, đồ gá, băng tải, trạm kiểm tra và các thiết bị bảo vệ an toàn. Lớp phần mềm bao gồm các yếu tố không thể nhìn thấy và bao gồm logic PLC, quản lý công thức và chuyển đổi, dữ liệu cảm biến và thị giác, cùng giao diện cho phép người vận hành điều khiển hệ thống từ một màn hình duy nhất. Một cấp độ phần cứng yếu là nguồn gốc của một máy móc không đáng tin cậy, trong khi một lớp phần mềm yếu dẫn đến một máy móc không thể sử dụng được. Tích hợp mạnh mẽ có nghĩa là thực hiện cả hai điều đúng cách, nhưng điều này phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ gắn một robot lên bàn.

Tại sao các nhà máy điện lại đầu tư vào tích hợp robot

Chi phí lao động tăng và sự suy giảm của lực lượng lao động lắp ráp có tay nghề là hai nguyên nhân chính. Một cell xử lý thủ công hoặc cell hàn chốt tiếp xúc có thể yêu cầu từ năm đến mười công nhân trong mỗi ca làm việc trong khi một cell robot tốt có thể đạt được kết quả tương tự với một hoặc hai người vận hành quản lý quy trình. Chỉ riêng tiết kiệm lao động cũng sẽ giúp thu hồi vốn đầu tư cho các hoạt động hai hoặc ba ca trong chưa đầy một năm, điều này giải thích tại sao nhiều nhà máy cầu dao bắt đầu chuyển sang tự động hóa với loại thiết bị này.

Chất lượng và khả năng truy xuất nguồn gốc là một yếu tố quan trọng khác. Thị trường xuất khẩu rất khắc nghiệt: nhiều cầu dao không vượt qua kiểm tra tại châu Âu hoặc kiểm định chứng nhận tại vùng Vịnh có thể đồng nghĩa với việc mất toàn bộ hợp đồng đối với nhà sản xuất. Các dây chuyền tự động ghi lại tất cả các chu trình, loại bỏ các bộ phận lắp ráp lỗi và cung cấp lịch sử dữ liệu có thể truy xuất mà không thể đạt được trên các dây chuyền thủ công. Đối với các nhà máy xuất khẩu sang Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, Brazil và Trung Đông, đây là một điều cần thiết chứ không phải là sự xa xỉ.

Yếu tố thúc đẩy thứ ba là năng suất. Khi khối lượng đơn hàng tăng nhanh hơn khả năng tuyển dụng và đào tạo nhân sự của nhà máy, tích hợp hệ thống tự động hóa thường là cách duy nhất để mở rộng quy mô mà không tăng tỷ lệ nhân sự và lỗi tương ứng. Một dây chuyền robot được tích hợp đúng cách mang lại thời gian chu trình dự đoán được, chất lượng đồng đều và khả năng tăng công suất bằng cách nhân bản các cell đã được chứng minh thay vì phải phát minh lại quy trình mỗi khi có đơn hàng mới.

Các thương hiệu robot mà Benlong Automation tích hợp

Lựa chọn thiết kế robot trong dây chuyền của Benlong Automation cho một khách hàng lớn phụ thuộc vào ứng dụng robot, tải trọng, tốc độ vận hành và thường là yêu cầu của khách hàng. Rất nhiều công ty đa quốc gia đã ưu tiên sử dụng một số thương hiệu robot nhất định trong các đơn vị sản xuất trên toàn thế giới và yêu cầu Benlong lựa chọn robot phù hợp với lựa chọn của họ dựa trên khả năng cung cấp phụ tùng thay thế và cải thiện đào tạo nhân sự. Đây là lý do Benlong làm việc với tất cả các nền tảng robot phổ biến, thay vì chỉ dựa vào một nhà cung cấp cụ thể. Các thương hiệu được công ty sử dụng nhiều nhất là FANUC, KUKA, KAWASAKI, EPSON và ABB.

FANUC

FANUC, nhà sản xuất Nhật Bản nổi tiếng với những robot màu vàng sáng, có một trong những cơ sở lắp đặt lớn nhất trên toàn cầu và được ca ngợi về độ tin cậy, tuổi thọ và các mẫu mã đa dạng có khả năng phục vụ nhiều mục đích khác nhau, từ cánh tay robot nhỏ gọn trên bàn làm việc đến các mẫu mạnh mẽ có lực lớn. Các mẫu FANUC đáng tin cậy cho các ứng dụng như chọn nhanh tốc độ cao, đó là lý do công ty được khách hàng ưa chuộng khi tìm kiếm một robot có thể hoạt động liên tục với thời gian ngừng hoạt động tối thiểu.

KUKA

KUKA, công ty Đức nổi tiếng với những robot màu cam, đã xây dựng danh tiếng trong ngành sản xuất ô tô, từ đó mang kinh nghiệm sản xuất robot khớp nối nặng linh hoạt vào ngành công nghiệp sản xuất. Robot KUKA được sử dụng rộng rãi trong các nhiệm vụ liên quan đến khoảng cách dài để tiếp cận, khu vực làm việc lớn hoặc cần phối hợp chuyển động của nhiều cánh tay robot. KUKA cũng có nền tảng lập trình và điều khiển linh hoạt rất được khách hàng ưa chuộng.

KAWASAKI

Kawasaki Robotics là một trong những người tiên phong trong ngành công nghiệp robot. Robot của họ nổi tiếng với cấu trúc chắc chắn và tính đa năng, vì chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau như phân phối vật phẩm, lắp ráp, v.v. Các nhà sản xuất tìm kiếm một robot đáng tin cậy được hỗ trợ bởi mạng lưới dịch vụ toàn cầu sẽ chọn Kawasaki Robotics.

EPSON

Epson được liên kết với robot SCARA và robot sáu trục, hoạt động đặc biệt hiệu quả trong lắp ráp các linh kiện điện tử. Các linh kiện như công tắc rất nhỏ và cần được đặt chính xác nhanh chóng, đó chính là điểm mạnh của robot Epson.

ABB

ABB là một tập đoàn kỹ thuật có trụ sở tại Thụy Điển. Robot ABB IRB được cung cấp cho hầu hết các ngành công nghiệp sản xuất, và việc lập trình của chúng được hỗ trợ bởi phần mềm mô phỏng lập trình ABB xuất sắc.

Bản chất của vấn đề không phải là công nghệ nào tốt hơn công nghệ khác. Thay vào đó, ý tưởng của tích hợp hệ thống là chọn một robot cho từng ứng dụng và đảm bảo toàn bộ quy trình lắp ráp hoạt động trơn tru.

Các nhiệm vụ robot phổ biến trên dây chuyền lắp ráp cầu dao

Người mua tự động hóa mới thường nghĩ đến một cỗ máy tự động thực hiện toàn bộ hoạt động. Thực tế, robot chỉ thực hiện một vài chức năng chuyên biệt trong khi các trạm chuyên dụng hoàn thành các nhiệm vụ chi tiết. Hiểu biết về sự phân tách này là điều cần thiết để các phòng mua hàng xác định dự án một cách chính xác.

Các chức năng được thực hiện thường xuyên nhất của robot trong các dây chuyền lắp ráp điện là cấp liệu và tải vật liệu, trong đó cánh tay robot chịu trách nhiệm cấp thiết bị và đổ đầy các hộp chứa để đảm bảo dây chuyền luôn được cung cấp vật liệu; chăm sóc máy có nghĩa là tải hoặc dỡ các bộ phận từ trạm lắp ráp hoặc đúc; chuyển giao có nghĩa là thiết bị robot sẽ di chuyển các vật phẩm đang được sản xuất từ quy trình này sang quy trình tiếp theo thay vì sử dụng băng tải hoặc người vận hành; bàn giao kiểm tra liên quan đến việc chuyển sản phẩm hoàn chỉnh cho thiết bị thực hiện kiểm tra và chứng nhận; và cuối dây chuyền là xếp pallet và đóng hộp, bao gồm các hoạt động xếp chồng, đóng hộp và dán nhãn các bộ ngắt mạch đã được phê duyệt. Xem xét rằng các nhà tích hợp tốt sẽ giao tất cả các vai trò này cho giải pháp đáng tin cậy và có chi phí thấp nhất, xu hướng này thường sẽ liên quan đến việc sử dụng robot trong khi một bộ tải đơn giản hoặc băng tải sẽ đủ.

Giá trị ẩn giấu: Dữ liệu, Phần mềm và Thị giác máy

Lợi ích bị bỏ qua nhiều nhất của việc tích hợp robot là chính dữ liệu. Mỗi hành động của robot, mỗi lần đọc cảm biến hoặc mỗi lần loại bỏ sản phẩm lỗi đều được ghi lại và lưu trữ với dấu thời gian, và được theo dõi đến một thiết bị cụ thể. Điều này về cơ bản biến dây chuyền sản xuất thành một mỏ vàng về hồ sơ cho nhà sản xuất bộ ngắt mạch, vì nó có thể cung cấp thông tin về sản lượng theo ca, lỗi theo trạm, và hồ sơ chi tiết về lịch sử sản xuất của từng bộ ngắt mạch đã được sản xuất và vận chuyển. Vì vậy, khi khách hàng nước ngoài yêu cầu thông tin, kèm theo tài liệu về hoạt động xuất khẩu, giờ đây có thể truy cập chỉ với một nút bấm.

Thị giác máy đã tham gia vào xu hướng này. Một camera do robot điều khiển có thể kiểm tra xem tay cầm có được đặt đúng vị trí không, lò xo trong bộ phận lắp ráp có ở đúng chỗ hay không, hoặc dấu hiệu trên khối có dễ nhìn thấy không. Nhu cầu kiểm tra thủ công biến mất nhờ vào ô làm việc được hướng dẫn bằng hình ảnh.

Tích hợp Robot trong Lắp ráp Tay cầm-Liên kết MCB

Để thấy các nguyên tắc này hoạt động như thế nào trong thực tế, hãy xem một trong những trạm đã được Benlong chứng minh: Máy lắp ráp tự động tay cầm-liên kết MCB. Máy này lắp ráp tay cầm vận hành và liên kết kim loại của bộ ngắt mạch nhỏ bằng cách sử dụng bàn xoay định vị chính xác, hai bộ cấp liệu bát rung, cảm biến tích hợp và cơ chế loại bỏ tự động. Nó hoạt động với tốc độ 30 đến 50 bộ lắp ráp mỗi phút, thay thế ba đến năm công nhân thủ công, và loại bỏ các đơn vị lỗi trước khi chúng di chuyển xuống dây chuyền — mang lại sản lượng ổn định mà lắp ráp thủ công không thể đạt được.

Tự nó đã là một ô làm việc tự động cao. Trong một dự án tích hợp lớn hơn, có thể thêm một robot để tải tay cầm và liên kết vào bộ cấp liệu, chuyển các bộ lắp ráp hoàn chỉnh đến trạm tiếp theo, hoặc xếp pallet các bộ ngắt đã hoàn thành — tất cả được điều phối bởi cùng một PLC. Đó là bản chất của tích hợp robot: biến một máy độc lập có khả năng thành một dòng chảy liên tục được hỗ trợ bởi robot, gần như không cần xử lý thủ công giữa các trạm.

Từ Một Ô Đơn Đến Một Dây Chuyền Tích Hợp Hoàn Toàn

Một trạm tay cầm-liên kết hiếm khi hoạt động riêng lẻ. Trong một nhà máy cầu dao hoàn chỉnh, nó nằm cạnh các công đoạn đóng đinh tiếp điểm, lắp ráp ống hồ quang, hiệu chuẩn, kiểm tra ngắt từ và nhiệt, đánh dấu laser và phân loại-đóng gói. Benlong’s Dây chuyền lắp ráp tự động MCB tích hợp các hoạt động này thành một dòng chảy liên tục duy nhất, với robot và băng tải di chuyển các bộ phận giữa các trạm dưới sự điều khiển trung tâm.

Quyết định tự động hóa bao nhiêu phần của dây chuyền là một câu hỏi kinh doanh thực sự, không phải là kết luận có sẵn. Một số nhà sản xuất hưởng lợi từ dây chuyền tự động hoàn toàn với hai công nhân mỗi ca; những nhà sản xuất khác được phục vụ tốt hơn bởi cấu hình bán tự động giữ lại một số bước thủ công để giảm chi phí vốn. So sánh của Benlong về lắp ráp tự động hoàn toàn so với bán tự động đi qua các đánh đổi, để người mua có thể phù hợp mức độ tự động hóa với sản lượng, ngân sách và hỗn hợp sản phẩm trước khi cam kết thiết kế.

Cách Chọn Nhà Tích Hợp Hệ Thống Robot

Robot là một mặt hàng; tích hợp thì không phải. Hai nhà tích hợp có thể sử dụng cùng một cánh tay FANUC hoặc ABB và mang lại kết quả rất khác nhau, vì giá trị thực sự nằm ở kiến thức quy trình, thiết kế dụng cụ và kỹ thuật điều khiển. Khi đánh giá đối tác, người mua trong ngành điện nên cân nhắc kỹ một số yếu tố.

Chuyên môn lĩnh vực quan trọng hơn quy mô thuần túy. Một nhà tích hợp tổng quát chủ yếu xây dựng dây chuyền ô tô có thể không hiểu những đặc thù của các bộ phận cầu dao, trong khi một chuyên gia đã xây dựng hàng trăm dây chuyền MCB và MCCB sẽ dự đoán được các vấn đề trước khi chúng xuất hiện. Tập trung của Benlong vào sản xuất điện áp thấp từ năm 2008 là loại chuyên môn sâu rút ngắn dự án và giảm rủi ro — một điểm được khám phá thêm trong hướng dẫn chọn nhà sản xuất máy lắp ráp tự động tùy chỉnh.

• Linh hoạt về thương hiệu – sẵn sàng xem xét FANUC, KUKA, Kawasaki, Epson, ABB hoặc tiêu chuẩn thông thường của khách hàng, thay vì chỉ khăng khăng một thương hiệu duy nhất.
  Phạm vi đầy đủ – bất kỳ kỹ thuật, dụng cụ, phần mềm, kiểm tra và tích hợp nào đều được thực hiện bởi một công ty duy nhất.
  Hiệu suất và năng suất đã được chứng minh trên các sản phẩm tương tự qua các bài kiểm tra nghiệm thu.
  Chương trình dịch vụ toàn cầu – cung cấp phụ tùng, chẩn đoán và dịch vụ cho khách hàng không thể chịu được thời gian ngừng hoạt động dài.

  Để trở thành đối tác đủ tiêu chuẩn, cần trình diễn máy hoạt động, cung cấp thời gian chu trình thực tế và thực hiện phân tích so sánh ROI cho sản xuất thủ công và tự động trên sản phẩm của khách hàng.

Tại sao Người Mua Nước Ngoài Đang Thúc Đẩy Nhu Cầu

Phần lớn nhu cầu hiện nay đến từ các nhà sản xuất xuất khẩu hàng hóa. Ở Ấn Độ, số lượng nhà sản xuất MCB và RCCB đang tăng nhanh đang rất cần nâng cao đồng thời sản lượng và chất lượng để thực hiện các dự án hạ tầng quốc gia và đơn hàng nước ngoài. Ở Thổ Nhĩ Kỳ và Brazil, các nhà sản xuất có lịch sử lâu đời đang hiện đại hóa các dây chuyền thủ công cũ để duy trì khả năng cạnh tranh trên thị trường nhập khẩu giá thấp và đáp ứng các tiêu chuẩn ngày càng cao về chất lượng hàng hóa. Đối với tất cả các công ty này, tự động hóa robot tích hợp mang lại cùng một lợi ích: tăng năng suất, giảm số lượng lỗi, giảm chi phí lao động và mức độ truy xuất nguồn gốc cần thiết để đáp ứng yêu cầu của người mua quốc tế.

Làm việc với một nhà tích hợp nước ngoài đặt ra nhiều vấn đề thực tiễn, và khách hàng hoàn toàn đúng khi xem xét trước các vấn đề này. Việc vận hành từ xa, quy trình nghiệm thu rõ ràng, tài liệu bằng tiếng Anh, đào tạo vận hành qua video và các điều khoản đảm bảo cung cấp phụ tùng trở thành những vấn đề quan trọng khi bạn làm việc với một công ty cách xa hàng nghìn km. Đây là lúc kinh nghiệm của công ty sản xuất chuyên biệt trở nên hữu ích.

Kết luận: Tích hợp là lợi thế cạnh tranh thực sự

Tích hợp robot là bước quan trọng đối với các nhà sản xuất cầu dao và thiết bị điện hạ thế để biến việc tập hợp các robot hiệu quả thành dây chuyền sản xuất, tạo ra các sản phẩm được chứng nhận. Nhà sản xuất robot — FANUC, KUKA, Kawasaki, Epson hay ABB — không quan trọng bằng các giải pháp kỹ thuật được áp dụng. Benlong Automation đã có thể thiết kế, xây dựng và triển khai các dây chuyền lắp ráp và kiểm tra sử dụng nền tảng robot cụ thể phù hợp hoàn hảo với nhiệm vụ dù phức tạp đến đâu — từ sản xuất công tắc một cửa đến toàn bộ dây chuyền lắp ráp tự động MCB.

Nếu bạn muốn triển khai dự án tự động hóa, bước đầu tiên là liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của Benlong và chia sẻ sản phẩm cùng sản lượng dự kiến của bạn. Dựa trên thông tin này, các kỹ sư sẽ phát triển giải pháp tối ưu nhất và thực hiện so sánh đầy đủ về lợi tức đầu tư giữa sản xuất thủ công và tự động.

Huang Xiaolei | Tự động hóa Benlong