认为在高混合、低容量的环境中实现自动化太难了？再想想
据该公司称，Acieta 的 FastARC 焊接单元对于机器人技术新手来说是一个不错的选择。机器人和加工车间通常不会一起讨论。毕竟，每个人都知道自动化只适用于大批量生产，而典型的夫妻店经营绝非如此——它的时间表充满了多品种、小批量且通常高度复杂的工作订单。在这种每周甚至每天都要进行多次设置的环境中，谁需要机器人？
不过，在您跳到下一篇文章之前，您可能需要考虑一些事情。首先，许多专家建议，无论业主如何自言自语，加工厂的机器利用率最低e 行业。 50% 或更低的整体设备效率 (OEE) 值并不罕见。自动化是改善这一数字的明确解决方案。
并且由于加工车间的机器更换更加频繁，因此需要更多熟练的机械师和程序员来执行与设置相关的活动——这些人的薪水更高，而且很难找到。这增加了运营成本，减少了额外工作的机会，并使全天候生产极具挑战性。因此，鉴于技术工人短缺，自动化应该成为任何加工厂的圣杯，即使实施可能不是一条简单的道路。
即插即用的可能性
问题是，你从哪里开始？ Zach Spencer 有一些想法。他是马萨诸塞州萨德伯里 Methods Machine Tools Inc. 的定制提案工程师，他指出自动化可以接近即插即用的事情，尤其是当作为购买新机床的一部分时。
因为它可以更换刀架和预装托盘，RoboDrill Plus-K 甚至适用于非常小批量的工作。“我们在将近 15 年前开发了我们的 JobShop Cell，此后它成为我们最受欢迎的产品之一FANUC RoboDrill 的自动化解决方案，”他说。 “它专为每天至少进行一些转换、占地面积有限且需要灵活地从一个部件轻松切换到另一个部件的车间而设计。”
JobShop Cell 有两种配置，他解释道。一个使用上方/下方输送机装置将原材料带到机器人并带走成品部件，而另一个使用包含一系列抽屉的柜子用于工件和材料存储。两者都使用 FANUC 机器人装载和卸载机器（或一对机器，如果是 Methods’双 RoboDrill JobShop 单元），两者都提供了一种方法，可以让 CNC 无人值守数小时甚至一个完整的班次，具体取决于工件。
对于更高的产量，Methods 提供了其 Plus-E，一种多适用于中大批量作业的托盘式升降机式自动化系统，以及适用于希望实现机器设置和操作自动化的车间的 Plus-K，能够更换刀架、预装虎钳和固定装置。 “你可以告诉系统这五个虎钳是 A 部分，接下来的两个虎钳是 B 部分，再下一个是 C 部分，接下来的十个是 D 部分，”Spencer 说。 “在那之后，你只需装上材料就可以回家了。这两款 Plus 系列机器都是与 RoboDrill 并排放置的独立单元，非常适合寻求轻松实现自动化的商店。”
Take The Trolley
Methods 并不是唯一采用这种方法的提供商。 Eric Nekich，负责运营、技术威斯康星州哈特兰的 Lang Technovation Co. 的技术和内部销售人员表示，该公司的 RoboTrex 自动化系统使用 FANUC 机器人和多达四个可移动的手推车，每个手推车都包含一些预装的虎钳。例如，RoboTrex 52 每个小车最多可存储 42 个虎钳（根据零件尺寸和小车配置），可能提供 168 个工件的无人值守加工。
与 JobShop Cell 一样，RoboTrex 是自包含和完全保护，但也可以与各种加工中心品牌和型号集成。唯一的障碍是围绕需要投资一些 Lang 的 Makro-Grip 五轴虎钳，需要与系统一起使用（巧合的是，在 Lang 的德国工厂的 50 台配备 RoboTrex 的加工中心上制造） . “然而，这是一项投资回报率非常快的投资，因为使用 RoboTrex USA 系统后您的主轴正常运行时间将大大增加，”Nekich 说。
Michael Gamache 是位于威斯康星州新柏林的 Gamache Systems 的业务开发经理，Gamache Systems 是 Metalcraft of Mayville 的一个部门，也是美国 RoboTrex 系统的独家集成商。他认识到有些客户可能不愿投资新的工件夹具系统，但提供了一些很好的理由来这样做。
“作为企业主，我知道虎钳并不便宜，但从自动化的角度来看，高质量的工件夹持是成功的一半，”他说。 “你需要以重复、准确的方式将原材料送到机器人那里，而 Makro-Grip 系统是实现这一目标的最佳方式之一。此外，该系统非常易于设置和操作，因为机器人正在处理虎钳，而不是处理各种尺寸的原材料；正因为如此，一个程序适用于每个零件。”
掌握
Tyler Mardaus，明尼阿波利斯 Kurt Manufacturing – Industrial 的设计工程师产品部同意需要高质量的工件夹持，尽管他的公司的方法与 Lang 提出的方法有很大不同。 “我们的定制工程工件夹持 (CEW) 团队设计了许多螺线管控制的双作用液压系统，”他说。 “液压装置提供更高的 psi，因此比手动工件夹持更大的夹紧力，而螺线管支持通过机器人或机器控制电子激活虎钳，从而创建一个真正的自动化系统。”
Lang Technovation 的 RoboTrex 自动化系统使用一个 FANUC 机器人和最多四个可移动的手推车，每个手推车都包含一些预装的虎钳他补充说，商店应该通过瞄准最高产量的工作来开始他们的自动化之旅。如果有零件可以使用带有 machinab 的虎钳（或多个虎钳）le 钳口，这些可以在转换过程中更换，从而减少设置时间。至于投资，不可避免地需要液压泵和管道，但可以用液压友好型螺母和螺钉组件改造商店现有的手动虎钳。
“你应该努力创建一个闭环控制系统，”Mardaus 说。 “这首先要安装某种零件就位确认装置，但您还需要验证在允许循环开始之前虎钳是否已以正确的力夹紧，并且在机器人尝试移除虎钳之前松开虎钳工件。所有这些步骤对于任何自动化加工解决方案都至关重要。”
加快工件夹具交换
Mardaus 关于减少设置时间的评论是正确的。毕竟，如果您每次换工作都要花费数小时的停机时间，何必费心通过自动化来降低劳动力成本呢？快餐他提到的 nge 钳口是一个很好的起点，但如果预算允许，零点定位系统，如 Lang 的 Makro-Grip（和其他），将工件夹持交换变成一分钟的练习。还应该有强大的 CAM 功能，以及评估后处理刀具路径、刀架、切削刀具、工件、工件夹具和机床本身的仿真软件。
作为业务发展总监 Dietmar Moll位于密歇根州安阿伯市的 Zoller Inc. 解释说，车间应高度重视刀具管理，从离线预调系统和相关软件开始。 “任何自动化策略的最大好处之一是，机器维护和其他非增值工作由机器人或协作机器人接管，从而使合格人员腾出时间来执行更重要的任务，”Moll 说。
离线刀具预调是这些任务之一，但也有全面的作业规划、刀架维护和 o组织、刀具检查和车间数据分析。为此，Zoller 提供了远远超出工具设置的各种解决方案。其铜级、银级和金级工具管理解决方案 (TMS) 允许车间根据需要提高其能力，从而显着提高生产流程和工具相关资产的可见性。由于这些可以与 Zoller 的 »cora« 协作机器人通信，Moll 补充说，它们通过自动化工具清洁和存储等工具室任务来“关闭循环”。
同样，该公司的集成工具存储解决方案帮助组织这些资产，进一步减少停机时间和低效率。当工作完成时，这些相同的系统可用于将工具检回库中，检查它们的性能，并记录任何剩余的工具寿命。 “这有助于商店更好地了解哪些切削工具工作良好，哪些不适合，让他们知道进一步改进流程和降低模具成本的能力，”他说。
自动化的窗口夹具大大提高了自动化 FMS 生产线的吞吐量。调度建议
强大的工具管理也是作业调度的重要组成部分，对机床和机器人的使用至关重要。对 Moll 而言，这意味着了解下一个工作是什么以及运行它们需要什么工具。对 Daniel Carranco 来说，这意味着更多，尤其是在自动化的背景下。位于德克萨斯州伍德兰兹的 Global Shop Solutions Inc. 的持续改进总监指出，所有商店（无论是否自动化）都应该有一个良好的 ERP 和调度系统，该系统还可以监控车间并收集信息
实现该设备的监控和数据采集部分不过，on 需要易于集成的 ERP 软件、机床和机器人技术。 “我们遇到过这样的情况，客户希望将他们的设备与我们的系统集成，但发现该设备使用的软件平台几乎无法与我们合作，”他说。 “因此，对于任何追求集成生产环境的人来说，第一条建议是确保一切都能有效沟通，并且每个人都清楚将要交换的数据的种类和数量。”
沟通，似乎比以往更有意义。 ERP 系统长期以来擅长从车间人员那里收集数据，但现在它们也必须从机器人和机器控制器那里收集数据。此外，该数据不仅包含用户期望的普遍作业编号、生产时间和完成（或报废）数量，还可能显示实时材料消耗、检查和零件质量质量信息、机器和机器人状态等。
“如今可用的信息肯定比过去多得多，如果有合适的 ERP 软件、设备和集成，所有这些都可以无缝地并自动收集，”他说。 “这样做为持续改进提供了全新的机会，但更重要的是，它让员工能够专注于更重要的事情。没有更多的时间浪费在手动数据收集上，因为手动数据收集通常是不稳定的，人们可以进行流程规划和分析。”
如 Fullerton Tool Co. 的示例所示，当您拥有强大的 ERP 系统，例如 Global Shop Solutions 的这个系统，它提供车间活动的完整可见性。促进最佳实践
作为 Carranco s建议，无论商店的自动化计划如何，都应该采用这些技术，因为所有这些技术都有助于提高运营效率并提高 OEE 水平。当采取下一步行动时——实施机器人或物料搬运系统——投资将更快获得回报。假设您不关心或不能使用任何已经讨论过的预配置系统，那么问题就变成了，“我们应该购买什么样的机器人，我们应该如何实施它？”
Dean埃尔金斯可以推荐一个。作为位于俄亥俄州迈阿密斯堡的 Yaskawa America Inc. 的 Motoman 机器人部门的材料处理部门的领导者，Elkins 表示，车间通常会展示一系列合适的机器人应用，无论是机器管理、零件去毛刺、自动化装配还是机器人焊接。不过，为这些应用找到合适的设备需要进行大量评估并与知识渊博的人交谈。
“Justifying 对自动化的投资取决于几个因素，”Elkins 说。 “显然，生产量越大，自动化就越有意义。但即使产量较低，重复工作也可能有利可图，前提是车间采取必要措施尽可能减少设置时间。运行时间较长的零件也是不错的选择，处理要求简单的零件也是如此。”
Elkins 指出，大多数加工车间会找到中小型落地式机器人——这意味着有效载荷为 5- 25 公斤 — 是为一批零件去毛刺、焊接一箱支架或在每个人都回家过夜后照料一台 CNC 车床所需要的全部。然而，就此而言，将需要一定程度的安全防护，如夹具、机床接口以及可能的编程和模拟软件。
明天，今天
并且不要忘记训练，他警告说。自动化比以前简单得多，但精明的车间老板仍将在培训方面进行额外投资，并安排专职人员管理车间的机器人技术。也就是说，协作和力限制机器人正变得非常流行，尤其是在需要考虑占地面积的情况下。机器人可以配备自动更换或快速更换的夹具，以增加灵活性。视觉系统通常可以消除或至少简化零件输送系统，并且教会机器人其任务的能力有助于减少对离线编程系统的需求。 “有很多事情要考虑，”埃尔金斯说。 “这就是为什么我鼓励任何对自动化感兴趣的人做功课、提出问题并与信誉良好的集成商合作。”
位于威斯康星州沃科夏的 Acieta LLC 就是这样的公司之一。运营副总裁 Steve Alexander 警告说，并非所有集成商都是生而平等的。 “确保你与对你的工作类型有经验的人一起工作以及实施机器人自动化项目的技能水平，”他说。 “获取参考资料，去看看他们以前的安装，并了解他们的工作质量。工业机器人的设计使用寿命超过 10 年，因此您需要确保单元中的所有其他部件都是为自动化环境设计的，并且与机器人本身一样可靠。”
自动化机器管理过程允许合格人员承担其他更具挑战性和成就感的任务。这样做可以在短短几个月内带来投资回报 (ROI)，尽管一两年可能是更现实的期望。当然，这在很大程度上取决于应用，但机器人的类型也很重要。正如 Elkins 指出的那样，协作机器人（或协作机器人）在过去几年中风靡一时，这主要是由于它们易于使用，并且在靠近人类的地方操作似乎更安全。然而，外表可能具有欺骗性。协作机器人可能比所谓的“工业机器人”更慢、更不准确，可能会降低投资回报率，如果不遵守既定的安全程序，即使是最友好的协作机器人也可能伤害人类。
这就是 Elkins 和其他人强烈建议对任何机器人安装进行风险评估。他还建议自动化新手最好的方法是从小而简单开始。 “在考虑增加额外的流程或复杂性之前，首先找到一个痛点并克服它，”他说。 “您希望一开始就取得成功，这样每个人——店主、机器操作员和进行集成的人员——都能轻松地继续进行更大或更复杂的项目。有时，最大的挑战是让员工接受。人们总是担心机器人会取代人类，所以它&rsquo 使它们成为实施的一部分很重要。对他们进行教育，让他们参与到推广中，当他们发现机器人确实让他们的工作变得更轻松、更有趣时，他们最终会成为你最大的啦啦队。”
