以静制动--宁可移动零件 不可动摇生产

作者：FANUC Robotics北美公司    来源：MM《现代制造》

欢迎访问e展厅 展厅 1 工业机器人展厅 大负载机器人, 直角坐标机器人, 机械手, ... 在北美，利用机器人自动化设备可以为企业生产作出最高利益的选择。 机器人自动化生产已经发生了很大的变化。技术水平的不断提高，使机器人的应用更加容易、更加多样化，而且使其在生产中的应用范围越来越广。当工厂里安装机器人以后，旧设备的使用效率提高，而机床供货商已越来越多地将机器人应用于他们的新设备之中，作为其成套设备的关键部件。光是在美国一个国家，目前正在操作运行的机器人数量已达144000套，而且这一数字还在不断增长。 但这一技术并不包含一切变化。应用环境也在发生变化，而这一变化也同样是非常重要的。因为生产厂面临着与其他国家廉价劳动力相互竞争的现实，因此利用机器人节约劳务费具有更重大的意义。尤其是使用美元的国家，利用机器人节约劳务费具有更重大的意义。在零件生产过程中，不管是按照美元和美分比较，还是按照不同的生产方式逐项对比，采用机器人自动化生产的发展趋势肯定有利于北美工厂的经济回升。 机器人自动化生产所能节约的费用 在CNC数控机床的加工生产中应用机器人，至少可从三个方面节约资金。例如机器人在典型的工件装卸应用领域中，生产厂可直接从以下三个方面节约资金： · 进一步提高资产利用率； · 更有效地使用劳动力； · 使生产更加稳定。 提高资产利用率（或主轴利用率）就是指工厂更多地使用现有的机床设备。如果在CNC数控机床上不采用任何自动化装置，而只靠操作员的手工装卸工件，那么只能发挥机床50%~60%的潜在生产效率。如果在同样的机床上添置机器人自动化装置以后，设备的利用率就可提高到85%～90%。使一台机床达到这一生产能力并不需要机器人整个投入工作，因为一个机器人可以同时为几台机床提供服务。 事实上，使用一个机器人既可为成排的多台机床服务，也可为成环状排列的多台机床服务，这就是为什么机器人能够更有效提高劳动力的最好解释。如果在“一人一机”的情况下，那么每台机床需要有一个独立的操作员为其服务和装卸工件。如果有一个机器人为其中4台机床传送工件，那么相当于一个操作人员为4台机床提供服务，而操作员只需简单地将工件放到机器人拣取零件的工作站即可。这样，只需要一个操作员就可以为4台机床提供服务。 由于机器人自身的工作非常稳定，因此也可以保证使机床更加稳定的生产。操作员往机床上安装工件时，可能会带来一些人为的错误和不确定的可变因素，但机器人给机床上安装工件时，一次一次地总是按照同样的方式，安装同样的零件。 这一稳定工作的价值是不应该低估的。采用机器人可重复地将零件安装到机床上加工，使机床始终保持生产状态，这样机床就不会停下来，并可保证产品质量，而且生产的时间也更加稳定。如果采用人工装卸工件，那么零件装卸时间的长短对计划生产能力会生产一定的影响，而采用机器人自动化生产以后，使这一可变的时间因素转变成一个特定的不变时段，因此可以更精确地安排生产计划，有利于生产厂更进一步提高产量和更好完成交货任务。 由于机器人的应用越来越普遍，其使用也越来越方便，因此更多的加工车间比以前任何时候都获得了更大的好处，节约了更多的资金。对于许多生产厂而言，横贯在这些好处前面的惟一障碍是存在一些容易误解的问题。 现实和神话 误解1：“我需要找专业工程技术人员来操作和维护我的机器人加工单元。” 事实：使用现代化的机器人不会比使用现代化的CNC数控机床更难。如果你有能力为CNC数控机床编程，那么你也有能力为机器人编程。如果你有能力维护数控机床，那么你也一定有能力维护机器人。 误解2：“我所运行的加工机床，其生产数量还不够高，没有理由使用机器人装置”或者说：“我负责加工的工件变化太频繁了。” 事实：对于机器人来说，各种工件之间的变换速度很快，即使是一个短期的加工零件到另一个加工零件，都不需要有很长的时间。机器人所需要的一个新程序，可以像CNC数控机床所需要的新程序一样，很容易调取，正是因为这一原因，加工车间发现机器人自动化系统可以非常有效地加工处理不到100个零件的批量生产。为了使零件的转换更加容易，甚至还可以在机器人设备上配置视频导向技术系统，使机械手能自由地从零件托盘中拣取随意排列的零件。也可以将系统安装到单件生产工位上（在许多应用领域都有实例可以说明，如EDM加工机床就采用机器人服务），使机械手有效地发挥其应有的功能。 误解3：“机器人设备价格太高。” 事实：投入生产运行的机器人，其价格费用可以比一台廉价的加工中心更低。而且一个机器人可以为一台以上的机床提供服务。采用机器人以后，加工每一个零件可以削减10%的劳务费用（更不用说在其他方面还可以节约更多的资金），因此依靠机器人自身的价值就可以很快地回收投资。 机器人的功能已超越工件的装卸 就目前所提到的节约费用而言，只是与零件的装卸有关，实际上，在美国安装的144000套机器人设备中，其所做的工作并不局限于零件的装卸。在其他节约劳务费用的应用领域中，机器人除了给机床装卸零件以外，它本身还可以作为一台机床使用。例如机器人还可以帮助材料的切削加工，包括打毛刺、轻度切削、钻孔、砂磨抛光和锯切加工。 以上所有的这些操作都属于劳动密集型工作或者容易造成人为的错误。无论从哪一方面来说，所有这些操作都需要付出很高的代价。如果有机会对这项工作采取一些自动化措施，那么采用机器人就可以节约很多劳动力费用，而且其工作范围除了超越工件的装卸之外，甚至还可以超越以上提到的那些费用比较范围。 机器人自动化系统可以与廉价的劳动力竞争抗衡吗？ 想象一下，一套机器人系统，甚至是一套昂贵的机器人系统，它可以与廉价的劳动力竞争抗衡吗？在这些方法中，采用哪种方法装卸工件和生产零件的费用可以更少一些？ 为了便于比较，我们假设一个零件，如果采用CNC数控机床加工需要20s的时间，而零件的装卸需要10s的时间。每班的工作时间为8 h，每天采用二班工作制。工厂每年工作260日，并由机器人系统提供服务，或其中有15日不用这一工艺。 在这样的假设条件下，采用机器人系统服务是一项最便宜的选择。而且得出这一结论的前提是：还没有将其他可以节约的因素考虑在内，如包括运输、税务、潜在的交货推迟和国际风险等相关的因素。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (6/6/2007)