Автоматизация окрасочной камеры с помощью роботов

Автоматизация производства — это крупный и стремительно развивающийся бизнес. По прогнозам Международной федерации робототехники (IFR), к 2018 году количество промышленных окрасочных роботов, продаваемых по всему миру, должно было достичь 400 000 единиц в год. Федерация прогнозирует, что ежегодный рост мировых продаж в среднем составит 15%.

В чем причина роста автоматизации процесса окраски? Следует рассмотреть следующие факторы:

• Взаимодействие: в большинстве отраслей промышленности наблюдаются устойчивые тенденции к переходу на сетевые технологии, например, интеллектуальные датчики, системы технического зрения, программное обеспечение аналитической обработки данных и облачные вычисления. Это элементы объединенного производственного процесса и интеллектуальной цепочки поставок.
• Интеграция: тесная интеграция заводского цеха и корпоративных бизнес-систем повышает эффективность и гибкость производства, а также открывает возможности для создания умного предприятия. По мере развития межмашинного обучения расширяются возможности для интегрированных производственных процессов.
• Аналитика: возрастающая доступность облачного программного обеспечения позволяет производителям совершенствовать управление процессами и оптимизацию, контроль состояния и прогнозную аналитику. Эти инструменты позволяют получать данные о производственных объектах в режиме реального времени.
• Беспроводные промышленные сети: растущий спрос на технологии «Интернета вещей» стимулирует внедрение беспроводных промышленных сетей, преодолевающих существовавшие ранее ограничения проводной связи. Беспроводные датчики и интеллектуальные устройства становятся все более доступными, а достижения в области кибербезопасности делают беспроводные технологии все более практичным решением.

В чем преимущества автоматизации процесса окраски?

• Стоимость: автоматизация и роботизированные технологии зачастую считаются слишком дорогими, однако стоимость автоматизации с каждым годом снижается. Начальные капиталовложения могут оказаться существенными, однако автоматизация процесса отделки позволит увеличить производительность, при этом сократив затраты и обеспечивая преимущества на долгие годы. В целом, разработка долгосрочного плана имеет важное значение для производителей, стремящихся в итоге добиться существенной экономии средств. Использование самого энергосберегающего оборудования на рынке может обеспечить огромную экономию, но не следует пренебрегать и другими возможностями, мелочи также важны.
• Качество: чтобы оставаться конкурентоспособными, производители не могут позволить себе отклонений в качестве продукции, особенно когда речь идет о покраске. Роботы могут обеспечить постоянство параметров и движений пистолета-распылителя, что повышает качество. Даже самые опытные специалисты по окраске не могут гарантировать такую стабильность и точность для каждой детали. Стабильность означает, что расход материала будет меньше, а производительность повысится.
• Технологии: оборудование, предназначенное для точного смешивания и распыления, может повысить качество, сократить отходы и содержание летучих органических соединений (ЛОС), а также повысить общую производительность. Точность смешивания и соотношения ингредиентов позволяет получать двухкомпонентные смеси в правильных пропорциях для достижения оптимальных характеристик материалов. Электронные системы для двухкомпонентных смесей известны своей самоокупаемостью благодаря экономии материала и времени. Использование подходящего распылителя также помогает сократить количество отходов и повысить качество готового покрытия.
• Пониженный расход: автоматизация окраски может сократить расход материалов на 30% благодаря точности роботов.
• Гибкость: роботов можно легко перепрограммировать на выполнение новых задач. Зачем устанавливать новое приспособление, если можно быстро перенастроить робота? Такая гибкость экономит не только время на переналадку оборудования, но и деньги. Автоматизация также обеспечивает гибкость при частой замене материалов и цветов, упрощая планирование производства.
• Трудовые ресурсы: роботы не уходят с работы в конце дня, они могут работать круглосуточно без выходных. По сути, они могут выполнять работу за троих (три смены по восемь часов в день). Поэтому основная экономия обеспечивается за счет трудовых ресурсов и накладных расходов. Роботы полезны еще и потому, что могут выполнять повторяющиеся действия, снижая травматизм персонала на рабочем месте и неудовлетворенность работой.  Роботы также могут заменить людей на опасных работах, позволяя им сфокусироваться на задачах, требующих высокой квалификации, принятия решений и оценки данных.

Когда вы рассчитали затраты на автоматизацию вашей линии окраски, следующим шагом будет выбор конфигурации установки, которая наилучшим образом отвечает вашим конкретным требованиям.

Существует пять основных конфигураций автоматизированной промышленной линии окраски:

• Отдельная станция может быть полуавтоматической, автоматической или роботизированной; в первую очередь, она используется для операций, которые сложно выполнить вручную. Отдельная станция может быть простой, недорогой и долговечной, но она автоматизирует лишь небольшое количество операций и зачастую требует дополнительных трудовых ресурсов.
• Машины непрерывного действия работают без остановки и перемещаются вместе с обрабатываемой деталью. Такие машины могут выполнять большой объем работ и, в основном, предназначены для обработки конкретной детали. Они надежные и тихие, но достаточно сложные, что отражается на их стоимости.
• Синхронные машины используют механизм, при котором все детали вместе перемещаются к последующим станциям обработки. Они предпочтительны для автоматизации относительно больших объемов работ с редкими переналадками и для обработки крупных партий. Они достаточно недорогие, быстрые, а многоинструментальная обработка позволяет повысить производительность. Однако скорость производства ограничивается самой медленной операцией.
• Асинхронные машины предполагают использование отдельных станций, которые работают независимо друг от друга. Они больше подходят для автоматизации работы с более разнородными, мелкими партиями, а скорость производства, как правило, ниже, чем при использовании синхронных машин. Однако производительность можно повысить путем размещения на поддоне нескольких деталей в сочетании с многоинструментальной обработкой. Время безотказной работы, как правило, больше, чем у синхронных машин, благодаря независимой работе отдельных станций, кроме того, в этих машинах зачастую имеется возможность программируемой переналадки для работы с разнородными деталями. Основным преимуществом асинхронных машин является их гибкость; оборудование модульное, поэтому станции можно добавлять, убирать и переставлять.
• Гибридные системы промышленной автоматизации сочетают в себе синхронные и асинхронные машины. В данном случае, высокая скорость, производительность и точность синхронных систем сочетается с гибкостью и долговечностью асинхронных систем.  Недостатком является то, что это, пожалуй, наиболее дорогостоящая и громоздкая система.

К автоматизации следует подходить как к долгосрочному стратегическому решению и прекрасной возможности модифицировать ваш процесс и переосмыслить весь поток создания ценности. Для этого необходима всесторонняя стратегия по автоматизации.

Первоисточник: сайт http://www.drivesncontrols.com; обновленные данные из отчета World Robotics за 2018 год, представленного на сайте http://www.ifr.org.

Билл Хойер — руководитель по автоматизации производства в компании Graco.

Сайт: http://www.graco.com/finishing.