Автоматизация проникла практически во все аспекты производства. Однако шитьё традиционно представляло собой сложную задачу для промышленной робототехники и других средств автоматизации. Новые достижения в области автоматизации расширяют возможности автоматизации для производителей швейной продукции, даже для тех операций, которые ранее считались слишком сложными для автоматизации.

Введение в швейные роботы

Автоматизированное шитьё — это применение робототехники в промышленных и коммерческих швейных задачах, таких как сшивание кожи, тканей и шерсти. Каждый из этих материалов создаёт свои сложности, но стремление к повышению производительности, эффективности и надёжности побудило производителей роботов разрабатывать решения для самых сложных задач, которые может предложить эта отрасль.

Производители тканей используют автоматизацию уже более 100 лет, хотя обычно она ограничивалась простыми задачами, такими как раскрой. Однако в последние несколько лет на рынке появились новые продукты, призванные устранить эти ограничения.

Почему шитье так сложно?

Ловкость и точность, необходимые для работы с тонкими, свободными нитями, могут быть очень сложно достигнуты механическим способом. Нити склонны к смещению, смещению и растяжению. Кроме того, ткани склонны к появлению дефектов, требующих точной корректировки во время шитья.

Современное поколение систем машинного зрения и достижения в области технологий конечных эффекторов роботов (их «рук») открыли целый мир возможностей для производителей тканей. Машинное зрение позволяет роботам реагировать на проблемы с материалом, по сути, «видя», когда ткань смещается или сминается, что позволяет им вносить коррективы. Развитие технологий перемещения роботов и конечных эффекторов обеспечивает более точное управление. Такие функции, как контроль крутящего момента, позволяют «чувствовать» правильное давление и натяжение материала.

Как работает роботизированное шитье

Действительно, роботизированное шитьё — это узкоспециализированная область автоматизации, предъявляющая особые требования. Например, многие швейные роботы разрабатываются специально под конкретные требования компании — универсального решения, как в других отраслях, не существует. Швейным роботам также требуются уникальные механизмы для сшивания материалов, такие как швейные головки, дополнительные захваты, а также несколько роботизированных рук и рабочих органов.

Типы швейных роботов

Как и в любой другой отрасли, для швейного производства подходят лишь определённые типы роботов. Они часто оснащены специальными опциями, разработанными специально для решения задач промышленного шитья, включая:

1. Шестиосные промышленные роботы
2. Коллаборативные роботы
3. Картезианские роботы
4. Двурукие роботы

Сравнение различных вариантов шитья

Производители, желающие автоматизировать свои швейные операции, имеют несколько вариантов в зависимости от конкретных потребностей приложения и бизнеса.

Решения для автоматизации шитья позволяют производителям расширить производственные мощности несколькими способами. Роботизация может повысить производительность, стабильность и повторяемость. Эти роботизированные системы, как правило, создают меньше отходов и простоев, повышая производительность. Вот несколько основных вариантов, которые стоит рассмотреть:

Декартовы роботы

Декартовы роботы (изображены выше) — это крупногабаритное оборудование с высокой степенью масштабируемости. Эти популярные системы применяются в швейных процессах любого масштаба. Они сшивают несколько изделий одновременно, используя несколько швейных головок. Кроме того, эти системы могут быть изготовлены с использованием высокоточных технологий, обеспечивающих стабильность. Однако у них есть и недостатки. Декартовы роботы — это крупные и сложные промышленные машины, которые могут быть дорогими по сравнению с другими вариантами.

Шарнирные рычаги

Шестиосевые, коллаборативные и двуручные роботы — ещё один тип решений для автоматизации. Эти роботы представляют собой подкласс роботов, называемых шарнирными руками. Эти машины обладают высокой маневренностью, что делает их идеальными для таких деликатных задач, как шитьё, где ткани могут быть непослушными и требуют мелкой моторики. А поскольку они так хорошо подходят для широкого спектра применений, их легко перепрограммировать и переназначить для другой задачи. Эти роботы настолько адаптируемы, что нет никаких причин, по которым швейный кобот не может быть переназначен для сварочных работ. Замените рабочий орган на более подходящий для сварки, и он готов к перепрограммированию. Декартов робот, однако, разрабатывается специально для этой цели и потребует значительной модернизации механических компонентов для переназначения его для новой задачи, например, для плазменной резки. Коботы также выигрывают от своей способности к совместной работе — они разработаны для работы рядом с людьми с пониженным риском травматизма.

Однако даже высокоадаптивные роботизированные манипуляторы имеют ограничения. Они плохо масштабируются, как декартовы роботы, и, как правило, не могут шить несколько предметов одежды одновременно. Они также не обеспечивают ту же скорость и точность, что и декартовы роботы.

Как интегрировать швейного робота

На этом этапе вы, возможно, воодушевлены перспективой автоматизации части процесса шитья. Однако для принятия взвешенного решения вам ещё предстоит выполнить несколько важных шагов.

Определите масштаб вашего проекта

Самая важная часть процесса начинается, как и следовало ожидать, с самого начала. Правильное определение масштаба проекта сыграет важную роль в его успешной реализации. Необходимо учитывать такие факторы, как:

1. Подробности и характеристики вашего продукта
2. Уточните точные этапы производственного процесса.
3. Определите метрики и ключевые показатели эффективности (KPI) для текущего процесса (производительность, эффективность, время безотказной работы и т. д.) и желаемый результат после автоматизации.
4. Определите истинные затраты, связанные с процессом (сырье, рабочая сила и т. д.)
5. Определите свой доступный бюджет