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机器人技术是制造业的未来:地平线上有影响力的技术
2020年09月03日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

数十年来,工业制造作为一个部门一直是机器人技术和其他形式的技术改进的早期采用者。对于大型且通常高度重复的制造过程,机器人技术已成为提高生产效率的最佳选择之一。但是,大量生产少量低混合产品的时代即将结束,让路给产品个性化的提高,要求生产过程更加灵活且浪费更少中国机器人网vrovro.com

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幸运的是,制造业的未来充满了机遇。它充满了新技术,旨在通过软件和硬件功能来减少浪费并最大化过程效率和灵活性。几乎所有这些承诺都建立在数字化转型以及数字化孪生的基础上。从原材料跟踪到工艺优化再到硬件选择的一切,都源于从数字孪生公司获得的见解以及整个设施的闭环优化。


任何操作更改中最困难的方面是不可避免的过程更改,它们昂贵两倍以上,因为什么也没有产生,而且资源仍在消耗。自主运输计划完全依靠一些关键技术来解决这个问题。


虚拟调试的力量

在生产过程中创建全面的数字孪生,可以大大减少新机器,新过程和新产品的停机时间。假设您需要安装一个新的CNC站。如果可以使用生产线的数字孪生机在新机器到达生产现场之前对其进行验证,该怎么办?通过将生产线集成作为虚拟调试的一部分,可以将更少的时间花费在将新组件集成到整个生产线中。虚拟调试现已面世,它是高效生产环境的关键基础,该生产环境可对整个工厂进行闭环迭代优化。


虚拟调试至关重要,不仅对于测试软件控件,而且对于增加控件策略效率的洞察力都是至关重要的。这对于踏上先进的机器人技术之旅,为实现更大的流程自动化和灵活性以奠定基础,以实现今天有效的明天的制造技术,也至关重要。


西门子机器人

预先模拟一切

在更新现有流程或进行新流程时将风险降至最低的最佳选择之一是模拟新操作。在知道新工艺是否可以在车间按预期运行之前,它几乎消除了对机械的前期投资。对于新的数字化工作,应在此处为该过程建立一个数字孪生子。如果不对工厂内的行为进行全面研究,则可能无法充分利用新设备,从而导致投资损失。


物联网设备的实施同样重要,一旦启动了新流程,该设备就可以关闭数字双胞胎和物理流程之间的环路。尽管这些设备通常被嵌入到新的生产设备中,但重要的是要考虑如何最大程度地最大化它们生成的大量数据,从而获得对生产过程的关键见解。


下一代编程

即使在支持大量产品组合时也可以最大程度地缩短生产时间的另一种方法是,加快在工厂车间使用的机器人的重新编程。如果没有集成的机械手控制,则为新任务更新机械臂可能会非常耗时。对于要处理新流程的每个机器人,都需要将其脱机,重新编程,验证并重新启动。


通过将这些机器人的可编程逻辑控制器集成到全面的数字孪生系统中,一切都会改变。这个过程的大部分可以简化。手机上的螺栓间距是否需要稍微移动以适应最新的5G无线天线?如果在该生产线上工作的整个机器人团队都能理解这一变化,那么在多个工程和生产团队中将节省许多时间。工程师只需要让机器人知道变化,就可以通过视觉或力反馈的闭环感应来解决制造公差中的任何差异。借助机械臂内的力反馈,任何超过定义阈值的力都可以使机械臂的动作暂停,并重新调整位置以解决感知到的问题。


尽管这听起来像是一些未来派的场景,但是基于任务的编程已经在现实世界中进行了测试。在AtriMinds与B / S / H /之间的合作关系中,西门子数字工业软件通过实现柔性产品的自动化,帮助为机械臂带来了灵活性。以前,自动化装配的最大障碍之一是如何使用柔性组件。传统的机器人严格遵循预定义的动作,因此,如果意外移动某些东西,则可能会损坏整个组件。但是,通过在机械臂上实施力感测,几乎可以直观了解零件以及机器人如何在其工位与工件相互作用。如果某个孔在面板上略微错位,


西门子机器人

使用自主机器人优化生产

仿真,虚拟调试和先进的机器人编程为完全灵活的生产车间奠定了基础,但是自动导引车(AGV)和自动移动机器人(AMR)将它们融合在一起并使其栩栩如生。从历史上看,传送带充当车间中的物料流动路径。它们有效地将产品从A点移动到B点,但需要半静态定位。即使是物流工作中常见的移动式输送机系统,也需要花费一些时间才能移动并确保安全的产品运输路径。


相反,AGV和AMR可以在运输过程中更改其路径。这样可以节省重新调整现有功能所花费的时间,这对于灵活的生产环境至关重要。想象一个生产车间,生产两种不同版本的产品。对于版本1,需要在添加辅助组件之前添加螺栓,而对于版本1,要在安装了子组件之后才能添加两个螺栓。在静态输送机设备中,只要有足够的输送机长度和分类机构,就可以完成此操作。除了对生产顺序进行几处改动之外,工厂还会装满一次只能运送少量产品的输送机回路,这违背了该技术的主要目标之一,但是却有大量的AGV或AMR在整个过程中运送物料和工件。设施,可以重新路由产品,并将顺序重新排序到另一台机器。或者,对于高度定制的消费产品,可以将组件路由到最佳机器以完成任务。它可以说明切换到新流程需要多少时间,与其他机器相比,它可以生产多少台设备,甚至还包括重新布线对车间其他流程的影响。


收获明天的机器人技术的好处

实现所有这些需要高度集成的生产过程。为了确保在自动流程更改期间仍能正确制造产品,需要事先使用数字孪生机对其进行仿真。为了证明可以在新位置生产产品,需要使用虚拟调试对生产机器进行任务验证。为了确保零件稍有不同,不会在过程中产生错误,机器本身需要灵活,以实时适应AGV和AMR的变化情况。


2020年麦肯锡(McKinsey)的一项研究显示,正确管理所有这些变量可以对过程性能产生令人难以置信的积极影响,实际上,它可以使劳动生产率提高多达40%。了解车间是一个无价的主张,它将通过在设施的整个生命周期内持续节省成本并进行改进,甚至通过改善维护范围和广泛的物联网和全面的数字孪生的状态监控来减少维护费用和成本,从而使其使用寿命更长。


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