Molti prodotti che usi ogni giorno sono costituiti 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 ha senso automatizzare. Inoltre, i produttori spesso beneficiano di enormi ritorni sui loro investimenti nella robotica. In questo articolo imparerai quando è opportuno automatizzare il processo di assemblaggio, dove potrebbero essere effettuati i resi 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 una vasta 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 industrie che oggi utilizzano robot di assemblaggio:

• Automobilistico
• Medico
• Elettronica
• Azienda di metalli
• Azienda di materie plastiche
• Azienda di alimenti e bevande

Questi sono solo alcuni esempi. Qualsiasi produttore che assembla insieme componenti potrebbe potenzialmente utilizzare questa tecnologia. Ma cosa si può guadagnare dall’assemblaggio automatizzato?

Vantaggi dell'automazione del processo di assemblaggio

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

• Maggiore produttività
• Sicurezza ed ergonomia
• Maggiore ripetibilità

Quando automatizzare il processo di assemblaggio

Per le aziende nuove al processo di automazione, la questione di quando può essere una sfida. I progetti di capitale comportano sempre dei rischi. Capire quando è giusto automatizzare può aiutarti a sentirti più sicuro nell'intraprendere un progetto robotico. Le aziende tendono ad adottare l'automazione dell'assemblaggio nei seguenti scenari:

• Richiedono una maggiore produttività
• L'attività è pericolosa o può provocare lesioni
• Devono ridurre i costi generali
• Stanno riscontrando una qualità di produzione incoerente

Produttività

I robot spesso superano facilmente il lavoro umano. Le attività di assemblaggio non fanno eccezione a questa regola. I produttori che assemblano prodotti spesso hanno quote elevate da raggiungere. I robot di assemblaggio sono un modo per ottenere volumi di produzione più elevati. I produttori spesso incontrano problemi di colli di bottiglia. Questa è una situazione in cui una parte specifica di un processo rallenta la produttività complessiva dell'intero processo. Un esempio di ciò potrebbe essere trovato in un impianto di imbottigliamento. Su una linea particolare, una bottiglia deve essere riempita, tappata ed etichettata. Supponiamo che il processo di tappatura sia manuale e che attualmente possa produrre solo 45 parti al minuto (PPM). Il resto della linea, tuttavia, potrebbe potenzialmente funzionare a 120 PPM. L'automazione del processo di tappatura ti consente di sbloccare quel potenziale extra della linea. Ciò si traduce in un aumento dei ricavi per la tua struttura.

Sicurezza

Uno dei motivi per cui le aziende automatizzano è perché le attività di assemblaggio possono causare infortuni. Ciò è particolarmente vero quando i componenti sono molto grandi o piccoli. I componenti pesanti comportano evidenti rischi per la sicurezza. Gli operatori possono ferirsi spostando parti di grandi dimensioni. Anche le piccole parti rappresentano una preoccupazione. L'assemblaggio di PCB è un buon esempio dei rischi per la sicurezza delle piccole parti. Le lesioni ergonomiche comuni includono:

• Affaticamento degli occhi
• Sforzo muscolare
• Inalazione di fumi
• Impedenze

I robot di assemblaggio eliminano il rischio di lesioni per l'operatore dovute a queste attività. È possibile risparmiare denaro evitando i tempi di inattività, le spese mediche e le multe associate agli infortuni sul lavoro.

Riduzione dei costi

Le catene di montaggio hanno molti costi associati. Il costo primario è quello del lavoro. A seconda del paese in cui ti trovi, questo può variare, ma è sempre un fattore importante nel costo delle merci. Ci sono anche costi delle materie prime, oltre ad alcuni costi nascosti. Questi fattori nascosti includono i costi di formazione, la riduzione della produzione dovuta ai tempi di inattività e, in alcuni casi, i costi sanitari. Le catene di montaggio completamente automatizzate eliminano la manodopera e i costi nascosti perché i robot non richiedono stipendi o benefici. Ciò porta ad una linea di produzione più snella ed efficiente. Molti produttori riutilizzano questo capitale umano per attività più difficili da automatizzare in cui le persone possono essere più produttive.

Un robot ha un costo iniziale elevato e alcuni costi di manutenzione per tutta la sua vita. Ma in scenari ideali, i progetti robotici possono raggiungere un ROI netto in 12-18 mesi. Ciò è particolarmente vero nei progetti di automazione standardizzati che dispongono di soluzioni robotiche comprovate. I progetti di automazione sperimentali o difficili corrono il rischio di non raggiungere questi obiettivi di ROI. È importante discutere queste preoccupazioni con il tuo integratore per comprendere il rischio.

Qualità di produzione costante

I sistemi automatizzati sono più ripetibili nei loro movimenti rispetto alle persone. Possono esibirsi ad un livello così alto grazie alla loro programmazione. I robot sono progettati per seguire una serie di istruzioni. Quando le attività sono prevedibili e ripetitive, i robot possono eccellere. Questo attributo 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

Diverse attività di assemblaggio hanno esigenze diverse. Questi requisiti determineranno spesso quale robot verrà selezionato. Per fortuna, ogni tipo di robot è in grado di assemblarsi. Tuttavia, non tutte le attività di assemblaggio possono essere eseguite da ciascun robot. I fattori chiave che determinano quale robot dovrebbe essere utilizzato includono:

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

Gli assiemi complessi che richiedono flessibilità sono un'ottima scelta per i robot a sei assi. Ciò è dovuto alla loro eccezionale gamma di movimento e alla capacità di raggiungere angoli difficili. I robot collaborativi sono un esempio di robot a sei assi che può essere schierato vicino alle persone.

Le applicazioni con carico utile elevato e/o con ampio sbraccio sono spesso difficili per la maggior parte dei tipi di robot. Varianti come Delta e SCARA sono spesso tipi di robot più piccoli e meno potenti. Questi sono meglio distribuiti in applicazioni più piccole. Comprendere il carico utile e la portata necessari per completare l'attività è fondamentale. Gli errori qui costano caro.

La velocità richiesta per completare l'attività è un altro fattore importante. Tutti i robot hanno la capacità di essere veloci. Alcuni tipi di robot sono sicuramente ai vertici della categoria velocità. Un robot delta ne è un perfetto esempio. Grazie alla loro costruzione, possono raggiungere le velocità più elevate. Sono anche estremamente reattivi ai cambiamenti di direzione. Sono ottimi per applicazioni a basso carico utile e ad alta velocità. Una scelta sbagliata per un’applicazione molto veloce sarebbe un cobot. In genere sono a velocità limitata per motivi di sicurezza.

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Considerazioni sui costi

Infine, devi decidere se il prezzo è giusto. I costi per i sistemi robotizzati di assemblaggio possono variare ampiamente da un range di 10.000 dollari a ben oltre 100.000 dollari. I fattori principali includono:

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

I progetti più complessi sono sempre più costosi. Potrebbero richiedere più robot, sistemi di visione o integrazione con apparecchiature esistenti. Ciò significa più hardware e manodopera per integrare il sistema. Le fasce di costo variano da marca a marca. I costi variano ancora di più da un tipo di robot all’altro. Inoltre, i costi aumenteranno con l’aumentare delle dimensioni del robot. Le attività di assemblaggio di grandi dimensioni richiedono attrezzature più grandi e costose. Gli equipaggiamenti di sicurezza aggiuntivi vengono spesso dimenticati quando si stimano i costi. I robot possono essere pericolosi per gli esseri umani. È necessario utilizzare dispositivi di sicurezza per proteggere gli operatori da questi rischi. I costi di sicurezza includono cose come:

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