柔軟な自動化: ロボットによる研削と研磨の次のステップ
多くのメーカーにとって 自動化とは "つの意味でした 同じ製品を より速く作るということです
工場が比較的標準化された部品を 大量に生産したとき そのモデルはうまく機能しました
しかし製造業は変化しています
今日,水道 蛇口 の 製造 者 は,形状 や 仕上げ が 異なっ て いる 数十 種類 の 型 を 提供 し て い ます.ドア ハードウェア 会社 は,同じ 生産 ライン で 複数の 型 を 生産 し なけれ ば なり ませ ん.自動車 供給 業 者 は,品質 向上 と 生産 費用 削減 に 関する 圧力 に 直面 し,ますます 複雑 な コンポーネント を 扱っ て い ます.
これは新たな課題を生み出します
柔軟性を失うことなく プロセスを自動化するには?磨きや磨きでは この質問が特に重要です
ロボットは同じ動きを数千回繰り返すことができる.しかし,現代の工場では,常にロボットがまったく同じ動きを行うことを望まない.
異なる表面や 異なる製品幾何学や 異なる仕上げ要件を ロボットが理解する必要があるのです
柔軟なロボットの磨きや磨きが 重要になってきます
伝統的な自動化は 通常 固定されたプロセスに 基づいて設計されます
1つの製品がマシンに入ります
機械は事前に定義された操作を実行します
完成した製品が出現します
このアプローチは,生産量が多く,製品の変動が少ない場合 非常に効率的です.
しかし 蛇口 製造 業 者 を 考え て ください.
ある モデル は 長い 曲げ た スプート を 持つ こと が でき ます.もう 一 つ は コンパクト な 体 を 持つ こと が でき ます.三つ の モデル は 表面 の 間 に より 複雑 な 移行 を 含め て いる こと が でき ます.
ドアハードウェアでも同じ状況です
ハンドルは長さ,曲率,厚さ,装飾デザインで大きく異なります
自動車部品はさらに幅広い幾何学を持っています
これは,現代の表面加工の自動化が,一貫した加工品質を維持しながら,異なる製品に適応するのに十分な柔軟性を持つ必要があることを意味します.
平らな金属表面を磨き磨きすることは比較的簡単です.
曲がった表面は違います
曲がった部品を横切るにつれて 方向性と接触条件は 絶えず変化します
磨きや磨き力が ある領域に あまりにも高ければ 材料が 過剰に取り去られるかもしれません
他の領域で力が低すぎると,表面が十分に処理されない可能性があります.
道具の角度も重要です
表面の幾何学の変化は,磨料と作業部品の間の効果的な接触面を変化させることができます.
これは,ロボットに固定された経路を プログラムするだけでは,高品質の表面加工が 必ずしも十分ではない理由の一つです.
ロボット磨きに関する最近の研究は 複雑な曲線表面の適応力制御と軌道の計画に焦点を当てています研究者 は,ツール の 向き と 正常 力 が 表面 の 幾何学 の 変化 に 適応 する 方法 を 示し て い ます.
ロボット仕上げにおける 最も重要な発展の一つは 力の制御の利用が増加していることです
従来のロボットは 主に位置を把握します
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じゃあ次のポイントに移りましょう
しかし 磨きや磨きは 接触プロセスです
ロボットは単に空間を動き回っているのではなく 道具は物理的に作業部件と相互作用しています
その相互作用は制御されなければなりません
ロボットがより適切な接触力を維持すれば より均一な材料除去を促し 過剰な磨きのリスクを軽減できます
複雑な曲がり形製品では これは特に価値があります
最近の学術研究では,力位置分離,適応型正規力制御,特に曲線表面のロボット磨きと磨きのために適合するエンドエフェクターについて調査しています.
ロボット製造におけるより広範な変化を反映しています
ロボットはもはや 単に道を歩み続けるだけでなく 知的コンタクト制御システムの一部になっていきます柔軟な自動化が重要な例です 柔軟な自動化が重要な例です
蛇口体には複数の曲がった表面,移行,縁,そしてアクセスが難しい領域が含まれます.
同時に,最終的な外観は極めて重要です.
小さい磨き欠陥は,磨き,電圧塗装,またはPVDコーティングの後,はるかに顕著になる可能性があります.
この理由から 製造業者は 高速の磨き機以上のものを必要としています
継続的に制御できるプロセスが必要です
製品幾何学 → ツール位置 → 接触力 → 磨き時間 → 表面質ロボット自動化により これらの要素を調整できる 柔軟性があります
正しく設計された場合 同じ生産システムは 製造プロセスを完全に再設計することなく 異なる水槽モデルに適応できます
ドアハンドル は 蛇口 より シンプル に 見え ます が,その 表面 仕上げ の 要求 は 同じ よう に 苛刻 な もの で ある こと が あり ます.
多くの建築用ハードウェア製品は外観を中心に設計されています
手柄には ブラシ,サテン,ポーリング,鏡の表面が 一貫している必要があります
同じ建物に複数のハンドルが隣接して設置されている場合,小さな差異が明らかになります.
また,製造業者 は 柄 の 長さ や 形 や デザイン が 異なっ て いる 必要 が あり ます.
柔軟なロボット仕上げにより 製造業者は同じ基本的な自動化プラットフォームを使用しながら 異なるモデルに異なる加工プログラムを作成できます
これは,製品ミックスが豊富にある企業にとって,自動化をより実用的にすることができます.
自動車サプライヤーは 一貫性という もう一つの重要な要求に直面しています
部品は何千回もの生産が可能で,各部品は定義された品質要件を満たさなければなりません.
同時に,自動車生産は,複数の車両プラットフォーム,軽量材料,より複雑なコンポーネント幾何学によってますます特徴づけられています.
ロボットによる磨きや磨きは,様々な金属部品に適用され,その部品にバース除去,縁の仕上げ,表面の準備,または化粧品の仕上げが必要である.
利点はロボットが継続的に働けるというだけではありません
プロセスが記録され プログラムされ 繰り返され 最適化されることです
より制御された製造環境を作り出します
次の世代のロボットの仕上げは 完全に固定されたプログラムから ずっと離れていくでしょう
ロボットに言う代わりに
この位置に移動して 力をかけます"
作業を調整するために,作業部件と加工状態に関する情報をますます利用できるようになるでしょう.
潜在的技術には以下が含まれます.
- フォースセンサー
- マシンビジョン
- 3Dスキャン
- 適応軌道計画
- AI 支援によるプロセス最適化
- オンラインの表面検査
2025年に発表された研究では,自動的な表面検査とAIベースの表面粗さ評価と フォースフィードバックを組み合わせたロボット磨きシステムを既に実証しています.
これは興味深い可能性を生み出します
生産システムは最終的に 製品を処理するだけでなく 結果を評価し プロセスを調整する能力を持つようになるかもしれません
しかし柔軟な自動化は ロボットだけでは実現できません
ロボットによる磨きや磨きの成功には,いくつかの要素の協調が必要です.
ロボット + ツール + 固定装置 + フォースコントロール + プログラミング + プロセスエンジニアリング例えば,高度な精度を持つロボットでは,不適切な磨材を補うことはできません.
良い磨材は不安定な装置を補うことはできない.
精巧 に 設計 さ れ た 固定 装置 は,不適切な 研磨 路 を 補う こと が でき ませ ん.
システム全体が協働しなければなりません
これは,表面の質が多くの相互作用する変数に依存する曲線型および装飾用金属製品にとって特に重要です.
最も自動化された工場が 自動的に最高の工場である という誤解があります
それは必ずしも真実ではない.
真の目標は次のとおりです
製造プロセスに適した自動化レベルです安定したジオメトリを持つ大量生産品は,高度に専用の自動磨きラインの恩恵を受けることができます.
柔軟性のあるロボットセルが より多くの利点をもたらすかもしれません
最適な解決策は以下の点に依存します.
- 製品の幾何学
- 生産量
- 製品バリエーション数
- 要求される表面仕上げ
- サイクルの時間
- 労働力
- 将来の製品計画
工場の生産戦略を中心に 自動化が設計されるべきであり 単に設備そのものを中心に 設計されるべきではありません
洗濯機や洗濯機用ハードウェア ドアハンドル 自動車部品など 金属製品のロボット磨きや磨きに 焦点を当てています鋳造または形造された他の部品.
FANUCやABBの産業用ロボットを パーソナライズされた研磨・磨き機器や 固定装置や プロセス制御システムと 統合できます
複雑な製品や複数のモデルを持つメーカーでは 手作業の代替にのみ焦点を当てていません
表面の仕上げプロセスを作成すること
一貫性 柔軟性 繰り返し性 拡張性製品設計が複雑になり 生産要件が変化し続けるにつれて 柔軟な自動化がますます重要になります
未来の工場は ロボットが多い工場ではないかもしれません
ロボットが同じ高い品質水準を維持しながら,ほとんどの製品に適応します.