裝配是制造工作流程的關(guān)鍵部分。這是將各種組件組合成一個(gè)整體的階段。這是決定產(chǎn)品是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或被拒絕的關(guān)鍵階段。由于組裝是一個(gè)精密的過(guò)程，因此必須精確地完成。這就是裝配線機(jī)器人派上用場(chǎng)的地方。這些機(jī)器人可以極其精確地執(zhí)行各種任務(wù)并簡(jiǎn)化您的操作。
毫不奇怪，到 2023 年，全球機(jī)器人與人類的比例 為 1:71，隨著越來(lái)越多的公司將機(jī)器人集成到其運(yùn)營(yíng)中，這一比例預(yù)計(jì)將逐漸發(fā)生變化。但裝配機(jī)器人適合您的業(yè)務(wù)嗎？在這里，我們將探討各種類型的裝配線機(jī)器人及其應(yīng)用。我們還將評(píng)估將它們集成到裝配線中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
裝配或生產(chǎn)線機(jī)器人是一種可編程機(jī)器，旨在沿著生產(chǎn)線執(zhí)行各種任務(wù)，替代或補(bǔ)充人類工人。其中一些任務(wù)包括擰緊、焊接和包裝。
雖然裝配線機(jī)器人的組成根據(jù)其設(shè)計(jì)和用途而有所不同，但以下是大多數(shù)裝配機(jī)器人共享的核心組件：
? 機(jī)器人手臂：這是一個(gè)機(jī)械部件，可以擴(kuò)展機(jī)器人的活動(dòng)范圍和靈活性。
? 末端執(zhí)行器：這是一種連接到機(jī)械臂末端的工具 ，使機(jī)器人能夠拾取需要組裝的零件。
? 傳感器：傳感器充當(dāng)機(jī)器人的眼睛和耳朵，為物體的位置、安裝零件時(shí)施加多大的力以及如何正確定位零件提供指導(dǎo)。
? 控制器：這是機(jī)器人的大腦。它解釋預(yù)編程指令并傳遞信號(hào)來(lái)操作手臂和末端執(zhí)行器。
沒(méi)有一種通用的裝配線機(jī)器人。有多種類型，每種都有獨(dú)特的品質(zhì)。以下是一些最常見(jiàn)的類型：
鉸接式機(jī)器人具有旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，允許它們向多個(gè)方向移動(dòng)。鉸接式機(jī)器人具有 2 到 10 個(gè)關(guān)節(jié)，在需要極高精度和靈活性的任務(wù)中表現(xiàn)出色，例如焊接汽車零件、噴漆復(fù)雜設(shè)計(jì)和材料搬運(yùn)。
它們的適應(yīng)性使它們適合各種應(yīng)用，特別是需要復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的情況。因此，關(guān)節(jié)型機(jī)器人是機(jī)器人裝配中最常用的裝配機(jī)器人類型， 截至 2017 年 占工業(yè)機(jī)器人出貨量的 60% 以上。
然而，由于關(guān)節(jié)機(jī)器人具有多個(gè)關(guān)節(jié)，因此其速度比其他機(jī)器人慢。盡管如此，它們?cè)谒俣壬系牟蛔銋s可以通過(guò)舉起重物并進(jìn)入難以到達(dá)的區(qū)域來(lái)安裝組件來(lái)彌補(bǔ)。
SCARA（選擇性順應(yīng)性裝配機(jī)器人手臂）機(jī)器人具有獨(dú)特的手臂結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)或三個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。這種設(shè)計(jì)使它們非常適合水平面上的高速、高精度應(yīng)用，例如拾放任務(wù)、包裝產(chǎn)品和涂膠。
然而，雖然SCARA 機(jī)器人擅長(zhǎng)快速、重復(fù)性任務(wù)，但它們 無(wú)法處理較重的有效負(fù)載。
Delta 機(jī)器人 具有獨(dú)特的三角形結(jié)構(gòu)，具有三個(gè)垂直移動(dòng)的手臂。當(dāng)集成到裝配線中時(shí)，Delta 機(jī)器人安裝在頂部。這使它們具有更好的穩(wěn)定性，并減少了在組裝過(guò)程中提升零件時(shí)施加在它們上的力。
這使得 Delta 機(jī)器人非常適合需要快速、重復(fù)運(yùn)動(dòng)的任務(wù)，例如包裝、分類和材料轉(zhuǎn)移。因此，臺(tái)達(dá)機(jī)器人非常適合時(shí)間緊迫的高速生產(chǎn)線。
然而，由于其結(jié)構(gòu)的原因，Delta 機(jī)器人無(wú)法處理較重的有效負(fù)載。
協(xié)作機(jī)器人或協(xié)作機(jī)器人，顧名思義，與人類工人協(xié)作工作。它們通常更小、更輕，并且具有安全功能，使它們能夠與人類工人一起安全操作。
協(xié)作機(jī)器人用途廣泛且直觀，可以協(xié)助完成各種任務(wù)，例如緊固、鉆孔或檢索組件。
隨著全球物流和電子商務(wù)行業(yè)對(duì)機(jī)器人的需求增加，預(yù)計(jì)全球協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng) 將從2024年的19億美元擴(kuò)大到2030年的118億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為35.2%。
裝配線機(jī)器人應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。因此，它們的用例因行業(yè)而異。以下是生產(chǎn)線機(jī)器人的一些常見(jiàn)應(yīng)用：
車輛由許多尺寸各異的部件組成。機(jī)器人是汽車裝配過(guò)程中不可或缺的一部分，據(jù)估計(jì)， 汽車行業(yè) 每 10,000 名員工就有超過(guò) 1,400 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。
裝配機(jī)器人整合這些零件，執(zhí)行焊接車身零件、安裝擋風(fēng)玻璃和給車架噴漆等任務(wù)。
鉸接式機(jī)器人在汽車行業(yè)尤其常見(jiàn)，因?yàn)樗鼈兡軌蜻M(jìn)入難以到達(dá)的區(qū)域并以極高的精度安裝精密部件。
電子行業(yè)的制造商通常處理比一粒米還小的元件，例如集成電路、晶體管和電容器。裝配線機(jī)器人可以以極高的精度處理和組裝這些微小零件。機(jī)器人對(duì)于這些部件的組裝至關(guān)重要，截至 2023 年，電子行業(yè)的機(jī)器人市場(chǎng)份額 僅次于汽車行業(yè)。
它們對(duì)于將元件放置在電路板上、涂抹粘合劑以及執(zhí)行復(fù)雜的焊接任務(wù)至關(guān)重要。 SCARA 機(jī)器人在電子行業(yè)尤其常見(jiàn)，因?yàn)樗鼈兡軌蚩焖贉?zhǔn)確地處理重復(fù)性任務(wù)。
衛(wèi)生和速度對(duì)于食品和飲料行業(yè)至關(guān)重要。裝配線機(jī)器人可以快速、衛(wèi)生地處理重復(fù)性任務(wù)，適合食品和飲料行業(yè)的大批量生產(chǎn)線。
裝配機(jī)器人可以細(xì)致地灌裝瓶子、為產(chǎn)品貼標(biāo)簽并確保產(chǎn)品重量一致等任務(wù)，使其非常適合食品和飲料行業(yè)。
組裝機(jī)器人用于醫(yī)療保健領(lǐng)域的各種任務(wù)，例如灌裝小瓶、包裝藥物和組裝精密醫(yī)療設(shè)備。它們的精度確保了準(zhǔn)確的劑量和處理，同時(shí)還保持了行業(yè)所需的嚴(yán)格衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
例如， Zellwag Pharmtech 使用工業(yè)機(jī)器人填充和封閉小瓶，F(xiàn)arason Corporation 使用工業(yè)機(jī)器人組裝醫(yī)用注射器。
在快節(jié)奏的電子商務(wù)行業(yè)中，速度至關(guān)重要。在電子商務(wù)中，裝配機(jī)器人用于揀選和包裝操作，在倉(cāng)庫(kù)中導(dǎo)航以檢索產(chǎn)品并準(zhǔn)備裝運(yùn)。
例如，美國(guó)電子商務(wù)巨頭亞馬遜擁有超過(guò)75萬(wàn)個(gè)移動(dòng)機(jī)器人， 分布在其全球倉(cāng)庫(kù)中，負(fù)責(zé)處理各種任務(wù)，例如識(shí)別產(chǎn)品、檢索產(chǎn)品并將其運(yùn)送到指定站點(diǎn)。
某些行業(yè)，例如定制制造，需要定制解決方案。裝配線機(jī)器人可以適應(yīng)不同生產(chǎn)線的獨(dú)特需求。工人可以對(duì)它們進(jìn)行編程以完成特定任務(wù)，確保它們組裝的產(chǎn)品符合客戶的規(guī)格和偏好。
將裝配線機(jī)器人集成 到您的運(yùn)營(yíng)中可以為您的企業(yè)帶來(lái)多種好處。以下是它們的一些主要優(yōu)點(diǎn)：
機(jī)器人的運(yùn)行速度是人類工人無(wú)法比擬的。因此，它們可以提高您的產(chǎn)量，并使您能夠快速響應(yīng)需求高峰，使您在競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先地位。
裝配機(jī)器人的工作精度極高。與可能會(huì)感到疲勞并導(dǎo)致不一致的人類工人不同，機(jī)器人總是能提供一致、高質(zhì)量的結(jié)果。這種一致性對(duì)于維持品牌聲譽(yù)和客戶滿意度至關(guān)重要。
事實(shí)上，根據(jù)雪城大學(xué)的一項(xiàng)研究，每 1,000 名工人部署一臺(tái)機(jī)器人的工作場(chǎng)所，職業(yè)安全與健康管理局 (OSHA) 的事故率降低了 15.1%。
裝配線機(jī)器人將人類工人從潛在危險(xiǎn)的任務(wù)中解放出來(lái)，例如舉起重物、焊接或處理危險(xiǎn)材料。這降低了工作場(chǎng)所受傷的風(fēng)險(xiǎn)，提高了員工士氣，并讓員工能夠承擔(dān)更具吸引力且體力要求較低的任務(wù)。
現(xiàn)代裝配線機(jī)器人具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，因?yàn)樗鼈兛梢灾匦戮幊虂?lái)處理不同的任務(wù)。這種靈活性允許快速調(diào)整生產(chǎn)線，以支持新產(chǎn)品的推出或產(chǎn)品設(shè)計(jì)的變化。
雖然裝配機(jī)器人的初始購(gòu)買和安裝成本可能很高，但長(zhǎng)期節(jié)省的成本可能是巨大的。事實(shí)上，據(jù)估計(jì)機(jī)器人可以將勞動(dòng)力成本削減近 18%。
雖然裝配機(jī)器人有很多優(yōu)點(diǎn)，但將它們集成到您的操作中可能也有缺點(diǎn)。以下是一些需要考慮的缺點(diǎn)：
機(jī)器人是一項(xiàng)重大的財(cái)務(wù)承諾，因?yàn)樗鼈兊某杀靖哌_(dá)數(shù)千美元。除了購(gòu)買機(jī)器人之外，您可能還需要考慮其他成本，例如基礎(chǔ)設(shè)施變更、編程和員工培訓(xùn)。
因此，請(qǐng)仔細(xì)權(quán)衡潛在的長(zhǎng)期利益與初始投資，以確保其符合您的預(yù)算。
機(jī)器人不能自主工作。您需要熟練的人員對(duì)它們進(jìn)行編程以執(zhí)行特定任務(wù)并維護(hù)它們。在將機(jī)器人工程師整合到運(yùn)營(yíng)中之前，請(qǐng)考慮培訓(xùn)或雇用機(jī)器人工程師的成本。
機(jī)器人擅長(zhǎng)執(zhí)行各種任務(wù)。但如果您的工業(yè)裝配線需要頻繁更換，它們可能不適合。這種僵化可能會(huì)阻礙您的運(yùn)營(yíng)。
嚴(yán)重依賴自動(dòng)化系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致依賴性，如果機(jī)器人出現(xiàn)故障，操作可能會(huì)陷入停頓。這可能是一個(gè)大問(wèn)題，特別是如果您所在的行業(yè)對(duì)高速裝配至關(guān)重要。
2023 年，裝配機(jī)器人市場(chǎng) 估值為 148.32 億美元，預(yù)計(jì)到 2033 年將達(dá)到 444.469 億美元。隨著越來(lái)越多的制造商將裝配線機(jī)器人集成到其運(yùn)營(yíng)中，集成力扭矩傳感器對(duì)于保持競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。
力扭矩傳感器提供實(shí)時(shí)反饋，以根據(jù)力和扭矩調(diào)整運(yùn)動(dòng)。它們可確保精確裝配、提高產(chǎn)品質(zhì)量并增強(qiáng)工人安全。隨著制造商加大對(duì)自動(dòng)化的投資，集成力扭矩傳感器對(duì)于保持競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。
? Adin Robotics AFT20-D15 超小型六軸力/扭矩傳感器
? Bota Systems LaxONE FT 6軸力扭矩傳感器
? Bota Systems SensONE 6 軸力扭矩傳感器
? Bota Systems Rokubi FT 6 軸力扭矩傳感器
? TORQUE-LINK-200 無(wú)線扭矩/應(yīng)變傳感器節(jié)點(diǎn)
