Автоматизация проникла практически во все аспекты производства. Однако шитье традиционно было сложной задачей для промышленной робототехники и других инструментов автоматизации. Новые достижения в области технологий автоматизации расширяют возможности автоматизации для производителей швейных изделий, даже для швейных задач, которые ранее считались слишком сложными для автоматизации.

Введение в швейных роботов

Автоматизированное шитье — это применение робототехники для выполнения промышленных и коммерческих швейных задач, таких как шитье кожи, тканей и шерсти. Каждый из этих материалов создает проблемы, но соблазн увеличения производительности, эффективности и надежности побудил производителей роботов найти ответы на самые сложные задачи, которые может предложить этот сектор.

Производители используют автоматизацию в тканевой промышленности уже более 100 лет, хотя обычно она ограничивается простыми задачами, такими как раскрой. Однако в последние несколько лет на рынок вышли новые продукты, позволяющие устранить эти ограничения.

Почему шить так сложно?

Ловкости и точности, необходимых для работы с тонкими тканевыми нитями, может быть очень трудно добиться механическим способом. Нити склонны к смещению, перекосу и растяжению. Кроме того, ткани склонны к дефектам, которые требуют тонкой корректировки во время шитья.

Нынешнее поколение машинного зрения и достижения в области технологии конечных эффекторов роботов («руки» робота) открыли мир возможностей для производителей тканей. Машинное зрение позволяет роботам реагировать на проблемы с материалом, по сути «видя», когда ткань смещается или сминается, что позволяет вносить коррективы. Достижения в области движения роботов и конечных исполнительных механизмов позволяют добиться более точного управления. Такие функции, как контроль крутящего момента, позволяют «чувствовать» правильное давление и натяжение материала.

Как работает шитье роботом

Действительно, роботизированное шитье — это нишевое приложение автоматизации, к которому предъявляются особые требования. Например, многие швейные роботы специально созданы в соответствии с конкретными спецификациями компании — не существует универсального решения, которое можно найти в других секторах. Швейным роботам также требуется уникальная механика для сшивания материалов, такая как швейные головки, дополнительные захваты, а также несколько роботизированных манипуляторов и концевых эффекторов.

Типы швейных роботов

Как и в любой другой отрасли, для швейного применения подходят только определенные типы роботов. Они часто оснащаются специальными опциями, специально разработанными для решения задач промышленного шитья, в том числе:

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

Сравнение различных вариантов шитья

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

Решения для автоматизации шитья позволяют производителям повысить свои производственные мощности несколькими различными способами. Робототехника может повысить производительность, согласованность и повторяемость. Эти роботизированные системы обычно создают меньше отходов и времени простоя, повышая производительность. Вот несколько основных вариантов, на которые стоит обратить внимание:

Декартовы роботы

Декартовы роботы (на фото выше) — это большие части оборудования, которые легко масштабируются. Эти популярные системы применяются для швейных процессов любого размера. Они шьют несколько изделий одновременно, используя несколько насадок для швейных головок. Кроме того, эти системы могут иметь высокоточное проектирование для обеспечения согласованности. Однако есть и недостатки. Декартовы роботы — это большие и сложные части промышленного оборудования, которые могут быть дорогими по сравнению с другими вариантами.

Шарнирно-сочлененные руки

Шестиосные, коллаборативные и двухрукие роботы — еще один тип решения для автоматизации. Эти роботы представляют собой разновидность роботов, называемых шарнирно-сочлененными руками. Эти машины очень маневренны, что делает их идеальными для деликатных задач, таких как шитье, где ткани могут быть непослушными и требуют мелкой моторики. А поскольку они хорошо подходят для широкого спектра приложений, их легко перепрограммировать и повторно использовать для решения другой задачи. Эти роботы настолько адаптируются, что нет никаких причин, по которым швейный кобот не может быть перераспределен для выполнения сварочных работ. Замените концевой эффектор на что-то более подходящее для сварки, и его можно будет перепрограммировать. Однако декартовский робот создается специально и потребует значительного ремонта механических компонентов, чтобы повторно использовать его в новом приложении, например, для плазменной резки. Коботы также выигрывают от совместной работы: они созданы для работы рядом с людьми с меньшим риском получения травм.

Однако даже легко адаптируемые роботы-манипуляторы имеют ограничения. Они плохо масштабируются как декартовые и обычно не могут шить несколько предметов одежды одновременно. Они не предлагают такой же скорости и точности, как у декартовых роботов.

Как интегрировать швейного робота

На этом этапе вас может заинтересовать перспектива автоматизации некоторой части процесса шитья. Однако для принятия обоснованного решения еще предстоит предпринять некоторые важные шаги.

Определите масштаб вашего проекта

Самая важная часть процесса, что неудивительно, начинается с самого начала. Правильное определение масштаба вашего проекта сыграет большую роль в успешной реализации. Вам следует учитывать такие факторы, как:

1. Детали 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 доступный бюджет