Molti prodotti che utilizziamo quotidianamente sono composti da componenti più piccoli. Questi prodotti richiedono l'assemblaggio per essere funzionali. Tradizionalmente, questo processo richiedeva il lavoro umano. I progressi nella tecnologia robotica rendono i robot di assemblaggio un'opzione per i produttori che desiderano ottimizzare le proprie linee di produzione.

Una sfida per i produttori alle prime armi con l'automazione è capire quando è opportuno automatizzare. Inoltre, i produttori spesso beneficiano di enormi ritorni sull'investimento in robotica. In questo articolo, scoprirai quando è opportuno automatizzare il tuo processo di assemblaggio, dove potrebbero essere generati i tuoi ritorni e come iniziare.

In questo articolo:

• Quali settori utilizzano i robot di assemblaggio?
• Quando automatizzare il processo di assemblaggio
• Come decidere quale robot di assemblaggio utilizzare
• Considerazioni sui costi

Quali settori utilizzano i robot di assemblaggio?

I prodotti assemblati sono presenti in un'ampia gamma di settori. Per questo motivo, i robot di assemblaggio vengono utilizzati in molti settori diversi. Questi robot possono gestire l'assemblaggio di piccoli componenti PCB e telai di veicoli pesanti. Ecco alcuni esempi di settori che utilizzano oggi i robot di assemblaggio:

• Automobilistico
• Medico
• Elettronica
• Società di metalli
• Azienda di materie plastiche
• Azienda alimentare e delle bevande

Questi sono solo alcuni esempi. Qualsiasi produttore che assembla componenti potrebbe potenzialmente utilizzare questa tecnologia. Ma quali vantaggi si possono ottenere dall'assemblaggio automatizzato?

Vantaggi dell'automazione del processo di assemblaggio

Le aziende spesso scelgono di automatizzare il processo di assemblaggio per diversi motivi:

• Aumento della produttività
• Sicurezza ed ergonomia
• Ripetibilità aumentata

Quando automatizzare il processo di assemblaggio

Per le aziende che si avvicinano per la prima volta al processo di automazione, la questione del momento giusto può rappresentare una sfida. I progetti di investimento comportano sempre dei rischi. Capire quando è il momento giusto per automatizzare può aiutare a sentirsi più sicuri nell'affrontare un progetto robotico. Le aziende tendono ad adottare l'automazione dell'assemblaggio nei seguenti scenari:

• Richiedono una maggiore produttività
• Il compito è pericoloso o può causare lesioni
• Hanno bisogno di ridurre i costi generali
• Stanno riscontrando una qualità di produzione incoerente

Capacità di produzione

I robot spesso superano facilmente il lavoro umano. Le attività di assemblaggio non fanno eccezione a questa regola. I produttori che assemblano prodotti devono spesso raggiungere quote elevate. I robot di assemblaggio sono un modo per ottenere volumi di produzione più elevati. I produttori spesso si imbattono in problemi di colli di bottiglia. Si tratta di una situazione in cui una parte specifica di un processo rallenta la produttività complessiva dell'intero processo. Un esempio potrebbe essere un impianto di imbottigliamento. Su una linea specifica, una bottiglia deve essere riempita, tappata ed etichettata. Supponiamo che il processo di tappatura sia manuale e attualmente possa produrre solo 45 pezzi al minuto (PPM). Il resto della linea, tuttavia, potrebbe potenzialmente funzionare a 120 PPM. L'automazione del processo di tappatura consente di liberare il potenziale aggiuntivo della linea. Questo si traduce in un aumento dei ricavi per il vostro stabilimento.

Sicurezza

Uno dei motivi per cui le aziende automatizzano è che le attività di assemblaggio possono causare infortuni. Questo è particolarmente vero quando i componenti sono molto grandi o piccoli. I componenti pesanti presentano evidenti rischi per la sicurezza. Gli operatori possono farsi male spostando componenti di grandi dimensioni. Anche i componenti di piccole dimensioni rappresentano un problema. L'assemblaggio di PCB è un buon esempio dei rischi per la sicurezza associati ai componenti di piccole dimensioni. Tra i più comuni infortuni ergonomici figurano:

• Affaticamento degli occhi
• stiramento muscolare
• inalazione di fumi
• Impingements

I robot di assemblaggio eliminano il rischio di infortuni per gli operatori durante queste attività. È possibile risparmiare denaro evitando tempi di fermo, spese mediche e multe associati agli infortuni sul lavoro.

Riduzione dei costi

Le linee di assemblaggio comportano numerosi costi associati. Il costo principale è quello della manodopera. A seconda del paese in cui ci si trova, questo costo può variare, ma è sempre un fattore determinante nel costo dei beni. Ci sono anche i costi delle materie prime, oltre ad alcuni costi nascosti. Questi fattori nascosti includono i costi di formazione, la riduzione della produzione dovuta al tempo libero e, in alcuni casi, i costi dell'assistenza sanitaria. Le linee di assemblaggio completamente automatizzate eliminano la manodopera e i costi nascosti perché i robot non richiedono stipendi o benefit. Questo si traduce in una linea di produzione più snella ed efficiente. Molte aziende manifatturiere riutilizzano questo capitale umano per attività più difficili da automatizzare, dove le persone possono essere più produttive.

Un robot ha un costo iniziale elevato e alcuni costi di manutenzione per tutto il suo ciclo di vita. Tuttavia, in scenari ideali, i progetti robotici possono raggiungere un ROI netto in 12-18 mesi. Questo è particolarmente vero per i progetti di automazione standardizzati che dispongono di soluzioni robotiche comprovate. I progetti di automazione sperimentali o complessi corrono il rischio di non raggiungere questi obiettivi di ROI. È importante discutere di queste problematiche con il proprio integratore per comprendere i rischi a cui si va incontro.

Qualità di produzione costante

I sistemi automatizzati sono più ripetibili nei loro movimenti rispetto alle persone. Possono raggiungere prestazioni così elevate grazie alla loro programmazione. I robot sono progettati per seguire una serie di istruzioni. Quando i compiti sono prevedibili e ripetitivi, i robot possono eccellere. Questa caratteristica consente loro di realizzare prodotti più coerenti. Ciò significa meno guasti e meno prodotti che non superano i controlli di qualità.

Come decidere quale robot di assemblaggio utilizzare

Le diverse attività di assemblaggio hanno esigenze diverse. Questi requisiti spesso determinano la scelta del robot. Fortunatamente, ogni tipo di robot è in grado di eseguire l'assemblaggio. Tuttavia, non tutte le attività di assemblaggio possono essere eseguite da ogni robot. I fattori chiave che determinano la scelta del robot da utilizzare includono:

• Complessità dell'assemblaggio
• Carico utile e portata
• Velocità

Assemblaggi complessi che richiedono flessibilità rappresentano un'ottima scelta per i robot a sei assi. Questo grazie al loro eccezionale raggio di movimento e alla capacità di raggiungere angoli difficili. I robot collaborativi sono un esempio di robot a sei assi che possono essere impiegati vicino alle persone.

Le applicazioni con carichi utili elevati e/o sbraccio elevato sono spesso difficili per la maggior parte dei tipi di robot. Varianti come Delta e SCARA sono spesso robot più piccoli e meno potenti. Questi sono più adatti ad applicazioni più piccole. Comprendere il carico utile e lo sbraccio necessari per completare il proprio compito è fondamentale. Gli errori in questo caso possono essere costosi.

La velocità richiesta per completare il compito è un altro fattore importante. Tutti i robot hanno la capacità di essere veloci. Alcuni tipi di robot si collocano certamente al vertice della categoria di velocità. Un robot delta ne è un perfetto esempio. Grazie alla loro struttura, possono raggiungere velocità elevatissime. Sono anche estremamente reattivi ai cambi di direzione. Sono ideali per applicazioni ad alta velocità e con carichi utili ridotti. Una scelta poco appropriata per un'applicazione molto veloce sarebbe un cobot. In genere, la loro velocità è limitata per motivi di sicurezza.

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Considerazioni sui costi

Infine, bisogna valutare se il prezzo è giusto. I costi dei sistemi robotizzati di assemblaggio possono variare notevolmente, da 10.000 a ben oltre 100.000 dollari. I fattori principali includono:

• Complessità del progetto
• Tipo, marca e dimensioni del robot
• Requisiti di sicurezza

I progetti più complessi sono sempre più costosi. Potrebbero richiedere più robot, sistemi di visione o l'integrazione con le apparecchiature esistenti. Ciò significa più hardware e manodopera per integrare il sistema. I costi variano da marca a marca. I costi variano ancora di più da un tipo di robot all'altro. Inoltre, i costi aumentano con l'aumentare delle dimensioni del robot. Le attività di assemblaggio di grandi dimensioni richiedono apparecchiature più grandi e costose. Spesso, nella stima dei costi, si trascurano i dispositivi di sicurezza aggiuntivi. I robot possono essere pericolosi per gli esseri umani. I dispositivi di sicurezza devono essere utilizzati per proteggere gli operatori da questi pericoli. I costi per la sicurezza includono fattori come:

• Gabbie di sicurezza
• tende fotoelettriche
• Scanner di sicurezza
• Relè di sicurezza e interblocchi
• PLC di sicurezza dedicati