面向中小型制造商的制造自动化

大多数制造商已经实现了其主要制造操作的自动化，以生产零件和产品。但是，在二次加工方面，最大的制造商与许多二线和三线零部件生产商之间仍然存在巨大差距。

如今，制造自动化差距开始缩小。越来越多的中小型制造公司正在寻求解决方案来克服劳动力供应和相关劳动力因素。同时，协作机器人 （cobot） 和视觉系统等现代技术使自动化项目的成本更低、更灵活。这导致了自动化节省的新方程式，其中更容易证明自动化更多二次操作的成本合理性。让我们探索如何将自动化扩展到其他制造流程，以提高生产力、质量和利润。

了解制造业中的自动化

基本概念很好理解：随着最终产品的均匀性和产量的增加，用于制造它的自动化程度也会提高。随着最终产品变得更加独特和小批量，自动化程度会下降。因此，具有高产量和产品的原始设备制造商 （OEM） 和一级制造业务可以证明完全自动化是合理的，而加工车间的流程在很大程度上仍然是手动的。

然而，大多数生产零部件的中小型制造商介于两者之间。他们通常使用精密设备（如成型机或冲压机）实现初级生产的自动化。这些机器在工作中心与手动二次操作（例如装配、检查、测量、贴标和包装）一起运行，这些操作通常难以实现自动化。

为什么自动化很重要

如今，三个行业因素正在提高各种规模的制造商可以从自动化中获得的投资回报率 （ROI）：

人工成本和可用性：在许多市场，劳动力变得更加昂贵，而且越来越少。没有操作员，就没有生产，迫使许多制造商减少或延长生产计划。

准确性和可靠性：将精心设计的自动化应用于二次操作，可以带来人类极难复制的固有可预测性、可靠性、可重复性和准确性。

安全：为了保护工人免受机器和机器人的伤害，制造商传统上增加了安全开关和灯罩，并建立了坚固的防护屏障，以防止受伤，但较新的自动化设备对操作员来说要安全得多。

新的制造自动化技术

两种技术使自动化变得更加有用：协作机器人 （cobots） 和视觉系统。

1、协作机器人非常适合在繁忙的工作中心执行二次操作。它们旨在安全地与人一起工作，易于培训，并且可以处理复杂的任务。协作机器人还倾向于在多个关节处铰接，因此与旧的三轴龙门式机器人相比，它们可以进行复杂的运动并穿越更复杂的路径。这种敏捷性使它们比前几代机器人技术适用于更广泛的任务。虽然协作机器人不是用来搬运重物的，但它们非常适合搬运较小的零件。

2、视觉系统帮助机器“看到”零件并检查质量。较旧的视觉系统对照明和零件光洁度高度敏感。较新的型号可以访问如此多的云计算资源，以至于它们可以压倒次优的图像捕获。实现准确图像解释所需的更轻重量夹具使其足够可靠和实用，可用于多种常规情况，而不仅仅是高度重复或非常高价值的应用。

让视觉系统与协作机器人互操作，可以为定位不完美的零件提供良好程度的自适应校正，从而减少对严格位置控制的需求，并为经济高效地自动化更复杂的操作打开了大门。

让机器协同工作

协作机器人、视觉系统和辅助工作中心设备必须相互操作，才能有效地执行辅助操作。这种多设备协调由软件的编排层执行，该层通常由机器人或视觉系统供应商提供，或者在某些情况下由第三方软件提供商提供。通常，使用来自所有三个来源的软件工具在各种设备之间创建必要的通信、协调和调度。

例如，机器的原生智能会通知制造执行系统 （MES） 软件一个周期已完成。然后，MES 指示协作式机器人提取部件并保持在扫描位置，机器人向视觉系统发出信号以执行验证扫描。视觉系统执行验证扫描，并向机器人指示该周期已生产出可行的零件。业务流程将在整个过程中继续进行，直到部件被打包和标记。

将半自动驾驶与灵活性相结合

虽然完全自动化是一个目标，但它可能既昂贵又复杂。相反，许多制造商正在采用半自动方法，即自动化设计在条件正常时运行良好，经过足够的训练以识别何时出现问题，并且可以安全地关闭并提醒需要操作员协助。这几乎实现了所有可能的成本节省，同时避免了完全自动化所需的 80% 的开发成本。半自动方法还使制造商能够减少手头的操作员数量，这些操作员可以进行干预以使工作重回正轨。

同时，中端生产的本质是，虽然作业会长时间运行，但它们不会永远运行，并且需要频繁的转换期，可以是几天或几周。这意味着 attending 自动化解决方案必须同样灵活。任何投资回报 （ROI） 规划都必须包括机器人和视觉系统以及辅助工具、工作培训、转换时间和设备维护的多个实例。随着时间的推移，容纳多项工作的成本将比原始机器人成本更大地成就或破坏自动化投资回报率。

结论

自动化正在重塑制造业格局，为围绕劳动力成本、准确性和安全性的传统挑战提供解决方案。借助协作机器人和视觉系统等先进技术，即使是较小的公司也可以从初级和次级流程自动化中获益。通过采用灵活的半自主方法，中型制造商可以提高其运营的生产力、效率和质量，以确保其业务从长远来看保持盈利和竞争力。