当生产涉及多种不同工序时,传统机械加工的自动化往往会面临诸多问题。但机器人加工或许能让您的工作变得更轻松!
布莱恩是一家小型机械加工厂的车间主管。目前厂里生意不错,但团队却遇到了一个难题:他们生产的一种大型零件中的某道精加工工序严重拖慢了整体生产进度。
这道工序至关重要,没有它就无法生产出合格的产品。但它既枯燥乏味,又占用了大量可用于更高附加值任务的时间。该工序包括打磨、钻孔、去毛刺和抛光等步骤。团队里的每个人都讨厌做这道工序,因为它耗时久,还让他们无法专注于更有成效的工作。有几位员工曾提议尝试将其自动化,但布莱恩对此心存疑虑。
我们每个人在工作中都会遇到自己讨厌的任务。通常是因为它们枯燥、重复且无需动脑。更糟糕的是,它们会让我们无暇顾及其他更有价值的工作。
但如果这些加工工序对您的生产流程至关重要又无法删除呢?这正是布莱恩所面临的难题。
传统机械加工自动化的弊端
布莱恩决定研究如何利用传统数控机床实现该任务的自动化。然而,这一方案在他看来并不可行。工件尺寸过大,无法适配大多数机床设备;而选用超大型机床又成本过高。此外,这项任务还涉及诸多不同工序。
在传统自动化模式下,每新增一项操作就需要配备一台全新机床。若想实现钻孔自动化,就得购置数控钻床;若要实现铣削自动化,你需要一台数控铣床。如果你想实现抛光自动化,还需要一台自动抛光机(不过这类设备通常是为大批量、少品种的生产而设计的,所以不太适合他的情况)。
布莱恩面临的问题在于,这些加工工序中的每一项都只是整体任务中的一小部分。比如,仅仅为了给每个零件去除几处毛刺,就去购置一台专门的磨削机床,这并不划算。
很多机械加工任务都属于这种情况。单独来看,这些工序耗时不多。然而,当一项任务包含许多虽小但各不相同的加工步骤时,累计起来就会耗费大量工作量。
当然,他也可以招聘一名新员工来负责这项任务。但这并不是份令人向往的工作,而且这项任务每年仅需进行四个月,所以他实在没有理由专门招聘新员工。
如何使用机器人实现多样化加工任务的自动化
看来布莱恩陷入了困境。他无法维持当前的工作流程不变,因为这项任务正在对生产进度和团队士气产生负面影响;他也不能使用传统机床来实现自动化加工,但同时,由于该零件并非一直有需求,他又不能为此专门招聘新员工。
布莱恩的情况非常适合采用机器人加工。机器人有潜力大幅简化他的工作流程。
机器人具有极高的灵活性,你可以为它们编程以执行种类繁多的操作。借助换刀装置,你甚至可以在同一个程序中完成多种加工工序。
他可以使用同一台机器人为整个任务服务,包括打磨、钻孔、去毛刺和抛光等步骤。他只需购买一台设备——机器人。此外,在一年中八个月不需要该零件的时间里,他可以轻松地对机器人进行重新编程,用于其他任务。
机器人进行加工任务的精度足够吗?
起初,布莱恩对使用机器人这一想法心存疑虑。他听说机器人在加工操作中精度不够,担心自己投资的技术方案可能无法达到所需的性能水平。
在机器人加工领域,精度确实是一个普遍关注的问题。正如我们在文章《机器人在加工应用中能否超越数控机床》中所讨论的那样,相较于许多传统机床,机器人的确在精度上稍逊一筹。
但这并不意味着机器人就不准确。远非如此!专为加工任务设计的工业机器人,比如Stäubli的高速加工系列机器人,其位置重复定位精度可达到0.03毫米,对于布莱恩的加工作业而言,这样的精度绰绰有余。
此外,您还可以通过机器人校准来提高精度。有关机器人校准的更多信息,请参阅我们的文章《离线编程真的准确吗》。
对于“机器人的精度足够吗?”这个问题,我们总是应该进一步追问:“我们需要达到多高的精度?”对于越来越多的加工任务而言,机器人的精度已经足够。
如何轻松对机器人加工任务进行编程
布莱恩决定采用机器人加工,但他面临的问题还没有完全解决。
他需要为机器人任务编写程序。然而,他希望找到一种其团队能够内部自行处理的编程解决方案。过去,他曾投资购买了一台码垛机器人,该机器人的程序完全由外部集成商编写。虽然它一直运行得很好,但由于他的团队不具备重新编程机器人的技能,这种方案开始变得不够灵活。
布莱恩在RoboDK中发现了加工工具。这个工具让创建加工路径变得非常简单。你只需加载由你的CAM程序生成的NC文件,软件就会自动生成机器人路径。
现在,他拥有了执行精加工任务所需的全部灵活性。他和他的团队可以轻松地使用RoboDK对任务进行编程,将其加载到机器人中,然后回到更具生产性的工作中去。
此外,现在还可以使用同一款软件对他之前的码垛机器人进行重新编程,从而也提高了那台机器人的投资回报率。
机器人加工如何助力您的生产流程?
这是一个虚构的故事,但它灵感来源于真实的机器人加工任务。可以参考海德雷希与哈贝克(Heidenreich & Harbeck)的案例视频——使用库卡(KUKA)机器人对一个大型铸件进行了多项精加工作业;还可以看看奥迪(Audi)的案例研究——使用史陶比尔(Stäubli)机器人进行模具加工。
现在,结合自己的实际情况。机器人加工如何能帮助优化你的工艺流程?