变革装配线：用尖端机器人提升速度与精度

探索装配线自动化的优势。了解如何选择装配机器人、在哪里采购以及如何将其集成到工作流中。

您日常使用的许多产品由较小组件组成，需要装配才能发挥功能。传统上这需要人力。机器人技术进步使装配机器人成为制造商优化生产线的选项。

对自动化新手制造商而言，挑战在于理解何时自动化合理。此外，制造商往往能从机器人投资中获得巨大回报。本文将教您何时自动化装配流程、回报可能来自何处、以及如何起步。

本文内容：

• 哪些行业使用装配机器人？
• 何时自动化装配流程
• 如何决定使用哪种装配机器人
• 成本考量

哪些行业使用装配机器人？

装配产品广泛存在于各行业。因此装配机器人应用于许多不同行业。这些机器人可处理从微小PCB组件到重型车辆框架的装配。以下是目前使用装配机器人的行业示例：

• 汽车
• 医疗
• 电子
• 金属公司
• 塑料公司
• 食品饮料公司

这只是几个例子。任何组装组件的制造商都可能用到这项技术。但自动化装配能带来什么收益？

自动化装配流程的优势

企业选择自动化装配流程通常基于几个原因：

• 提高吞吐量

• 安全与人因工程

• 提高重复精度

何时自动化装配流程

对自动化新手企业，何时自动化是个挑战。资本项目总有风险。理解何时适合自动化能让您更安心启动机器人项目。企业通常在以下场景启动装配自动化：

• 需要提高吞吐量
• 任务危险或可能导致受伤
• 需要降低间接成本
• 经历不稳定的生产质量

吞吐量

机器人往往轻松超越人工。装配任务也不例外。装配产品的制造商常有高产量指标。装配机器人是实现更高产量的途径之一。制造商常遇到瓶颈问题：流程中某环节拖慢整体生产力。例如灌装厂：某线需灌装、封盖、贴标。若封盖为人工，仅能输出45件/分钟（PPM），但其余线路潜在能力120 PPM。自动化封盖可释放线路额外潜力，增加设施收入。

安全

企业自动化的一个原因是装配任务可能导致受伤。尤其当组件极大或极小时。重型组件显而易见的安全风险：操作员搬运大件可能受伤。小零件也有风险。PCB装配是小零件安全风险的典型例子。常见人因工程伤害包括：

• 视疲劳
• 肌肉劳损
• 烟雾吸入
• 撞击挤压

装配机器人消除操作员因这些任务受伤的风险。通过避免停工、医疗费用和工伤罚款节省资金。

成本降低

装配线有许多相关成本。主要是人工成本。因国家不同而波动，但始终是商品成本主要因素。还有原材料成本及一些隐性成本：培训成本、离岗时间导致的产量损失、某些情况下的医疗成本。全自动装配线移除人工和隐性成本，因机器人无需薪资福利，实现更精益高效的生产线。许多制造商将人力重新部署到更难自动化、人更有生产力的任务。

机器人前期成本高，全生命周期有维护成本。但理想场景下，机器人项目可在12-18个月实现净ROI。尤其是有成熟机器人方案的标准化自动化项目。实验性或高难度自动化项目有无法达标ROI风险。与集成商讨论这些顾虑以了解风险很重要。

稳定的生产质量

自动化系统比人更可重复。因其编程特性，能在高水平执行。机器人设计为遵循指令集。当任务可预测且重复时，机器人表现出色。这使其生产更一致的产品，减少不合格品和未通过质检的产品。

如何决定使用哪种装配机器人

不同装配任务有不同需求，这些需求常决定选用哪种机器人。幸运的是，每种机器人类型都能装配。但并非每种装配任务都能由每种机器人完成。决定使用哪种机器人的关键因素包括：

• 装配复杂度
• 负载与作业范围
• 速度

需要灵活性的复杂装配适合六轴机器人，因其卓越的运动范围和触及困难角度的能力。协作机器人是可部署在人员附近的六轴机器人示例。

高负载和/或大作业范围应用往往对大多数机器人类型构成挑战。德尔塔和SCARA等变体通常较小、功率较小，更适合小型应用。理解完成任务所需的负载和作业范围至关重要，此处错误代价高昂。

完成任务所需速度是另一主要因素。所有机器人都能快。某些类型处于速度上游。德尔塔机器人即完美例子：因其结构可达最高速度，且对方向变化极其响应。适合低负载、高速应用。协作机器人不适合极高速应用，因安全限速。

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成本考量

最后，您必须判断价格是否合理。装配机器人系统成本差异巨大，从1万美元级别到远超10万美元。主要因素包括：

• 项目复杂度
• 机器人类型、品牌和尺寸
• 安全要求

更复杂的项目成本更高。可能需要多台机器人、视觉系统、或与现有设备集成，意味着更多硬件和集成劳动力。成本因品牌而异，不同机器人类型差异更大。成本随机器人尺寸放大。大型装配任务需更大、更贵设备。额外安全设备在估算成本时常被忽略。机器人对人类有危险，必须用安全设备保护操作员。安全成本包括：

• 安全围栏
• 光幕
• 安全扫描仪
• 安全继电器和联锁
• 专用安全PLC

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