多工位自动化装配系统是一个奇迹。一个设计良好的系统可以在最小的人工干预下每分钟批量生产数百个组件。
但是，一个像发条一样运行的系统不会发生意外发生。它需要规划，经验和关注细节。为了最大化高速自动装配设备的正常运行时间，工程师需要使用机器建设器和系统集成商有效地进行沟通。
有几个因素可以影响旋转式拨号机和其他类型的多态自动化组件系统的整体设计。必须考虑生产量，模型混合，造厂空间要求以及要组装部件的尺寸和数量。
一般来说，如果产量高，车型组合少，零件少，固定自动化是可行的。如果产量较低，车型混合较多，部件相对较大，则需要更灵活的元胞方法。
遗憾的是，电力连接器，滤波器，钢笔，剃须刀，注射器，火花板，开关等产品的汇编器并不总是一个选择。越来越多地，需要灵活性，但这增加了自动化系统的复杂性和成本。例如，需要错误的设备来确保右部件安装在合适的产品中。
“制造商总是寻求速度和灵活性，”库卡系统北美LLC执行副总裁Mike Larose说。“如果发生故障，它们也在寻找高正常运行时间和易于诊断软件。厂商今天想要以每单位最低成本运营的设备，易于[更改以适应新型号]。“
“理想情况下，目标是拥有最低停机时间和很少或没有操作员互动的机器，”Bryan Wright of Tritform Group LLC副总裁Bryan Wright副总裁。“今天，更常见的是，看到制造商带来多种产品变体。”
例如，该项目可能必须生产五个组件，而不是以100万单位的速度产生单个组件，而不是每年生产五个组件。
Performance Feeders Inc.总裁Greg Pflum指出:“所有行业的制造商都在寻求更灵活、更容易转换和更少的操作交互。最重要的是，现在的产品生命周期比过去短得多。如今正在组装的典型产品可能在五年内就会过时。
“交货时间也越来越快，”添加pflum。“事实上，他们是他们过去的一半。许多制造商曾经想要12个月内的机器现在只希望它仅仅六个月。这可能是一个具有挑战性的时间范围，以满足在复杂的设备上。“
“今天，像大多数其他专业人士一样，工程师被迫缩短和较短的时间周期，以发布一个组装自动化过程的定义工作文件范围，”Comau LLC的特殊项目工程师David Monteith说。“在紧缩释放[产品]，经常有能力改善系统的新技术和开发技术被忽视。”
此外，由于金属加工和塑料注射成型方法的改进，机器制造商和系统集成商经常面临比过去更复杂的形状零件。
Pflum指出:“为了解决这种复杂性，我们正在使用更多的电气和电子手段来选择零部件，如摄像机、传感器和视觉系统。”“过去，我们主要依靠机械方法，比如凸轮和扫描。”
避免的错误
在指定多个自动化装配系统时，工程师应避免尝试过载过程并增加不必要的复杂性。
根据拉罗斯的说法，有时人们会忍不住为每个工作站指定太多的自动化。他指出:“所有的系统都需要平衡，并且易于诊断。”
“确保你完全了解所有的工艺参数是至关重要的，”Adam Gustafson补充道创世纪自动化有限公司。“多站系统需要在每个站的处理时间上有良好的平衡。
古斯塔夫森说:“这决定了机器的底盘和产品流程。”“如果你错过了一个过程，或者在站的时间上犯了错误，就会打乱整个系统的产品流程。”
Wright警告说:“当你在一台机器或装配过程中放置太多工序时，你就会增加所需的夹具和工装的复杂性。”一些工程师认为，他们可以通过将多个流程捆绑到一个系统中来节省资金。然而，只要增加机器内部的机械数量，就会增加停机的风险。”
为了减少任何一个细胞中的复杂性，Larlease建议平衡每个装配站的工作量。“隔离馈送器系统，例如位于细胞外的碗馈线或分散系统，可以维持和诊断，”他推荐。“在高度复杂的细胞上，[考虑使用]并行过程或自动冗余备份。”
工程师们常犯的另一个错误是低估零件供给的重要性。“这是经常被忽视的事情，”Pflum说。“许多工程师将碗状喂食器视为一种商品。他们会问这样的问题:“我多快能拿到一个15英寸的碗?”而不是关注喂食器实际需要做什么。
Pflum补充说:“部分馈线不是简单的即插即用设备。“一个振动碗并不总是最好的方法。有时，离心式或阶梯式给料器可能是更好的选择。”
随着越来越多的工程师退休，这个问题变得越来越严重。“器官喂养不是大学里教的东西，”Pflum说。“许多新人不明白这个过程涉及到什么。他们认为我们可以转换一个数字模型，然后用一块金属制造出一个喂食碗。但事实并非如此。”
一些工程师也会犯错误，在他们对项目报价之前，不提供零部件给供应商进行评估。Pflum说:“他们不明白为什么我们不能在没有看到物理部分的情况下建造东西。”“如果没有零部件，就无法测试和调试系统，以确保它能正常工作。”
系统调试提示
指定高速装配系统是一件事。当它安装在厂房上时，将其工作到另一个。
问题经常发生在自动化装配系统的工程、设计和开发阶段的早期。据科莫的蒙蒂思说，一些最严重的陷阱包括:
- 缺乏最终产品设计。Monteith说:“这导致最后时刻的夹具和工装设计，通常需要在alpha部分运行中进行验证。”
- 缺少足够数量的alpha零件，无法对供应商的装配系统中的每个工位进行全面评估。
- 在安装多工位装配自动化系统时，缺乏OEM设备准备。Monteith指出:“这可能包括不完整的服务，如电力下降、气动下降和工具轨道安装(如果不包括在供应商的供应范围内)。”
调试是这个难题的另一个重要部分。事实上，Performance Feeders公司的Pflum声称，这是制造自动化设备的最大挑战之一。
“不幸的是，今天的工程师通常花费更少的时间调试每个单独的装配站，”他指出。“理想情况下，您需要一次调试一步和一个站。”
“了解并了解产品是在斜坡上升期间的关键，其中包括站装配，调整和初始调试，”Genesis Automation的Gustafson说。“经常，在项目的这一点上，我们正在使用原型或第一件零件，以获得没有太多历史的新零件设计。
“零件可能不符合公差
古斯塔夫森补充道。“搞清楚什么时候修改工作站以处理超公差部件，什么时候推迟工程更改，直到生产质量合格的部件可用，这对任何项目的整体成功都非常重要。”
KUKA Systems的拉罗斯说:“(有时候，工程师们的行动)太快，以牺牲质量和可重复性为代价，无法达到全周期时间和生产线速度。”“通常情况下，新零件的设计规格和工具都没有改变。这(可能)会在零件问题解决后产生(问题)。”
“一些过于渴望的工程师过早地接受设备，”克赖特。“由于产品设计更改，零件可能是稀缺的。要正确证明一台机器，我们需要尽可能多的部分，因为客户可以给我们。“
保持简单
当你有疑问时，最好记住KISS(保持简单，愚蠢)原则。
“尽可能多，保持简单，不要削减角落，”Gustafson说。“更简单的设计不太可能分解，将保持在设备的使用寿命中的批次。结合站中的多个步骤或进程可以限制您对其中任何一个的能力很好。
“当你建立三年或更长时间运行三个班次的系统时，那段时间可能发生一些意外的事情，”Gustafson解释道。“规划可能出现的每种可能的情况是不可能的。
“然而，拥有强大的力学和思考的控制系统可以在整个自动化系统的整个寿命中节省大量头痛，”Gustafson指出。“长期可靠性和高OEE（整体设备有效性）需要从任何自动化项目开始的目标。”
Oee量化了装配系统相对于其预期容量的程度如何。它从三次测量计算：可用性，性能和质量。可以通过传感器，PLC和视觉系统收集OEE的大部分数据，并且可以自动发送到软件。
其他专家警告工程师不要忽视定期维护的重要性。“总是要确保一切都以正确的方式运作，”Pflum说。“一些预防性的维护，比如偶尔检查一下螺栓是否紧固或刀具是否锋利，将为你在使用过程中省去许多大麻烦。”
科莫的蒙蒂思提出了以下建议:
- 在向供应商发出报价请求之前，制定一份功能设计规范(FDS)。Monteith说:“FDS是一个‘活的’文档，在实际的系统设计活动之前，可以很容易地修改和调整以适应变化，如工厂面积限制、预算限制或产量变化。”
- 在建造、调试和设备验收阶段，安排工作站操作员和维护人员在供应商的设施中工作。Monteith指出:“这有助于在设备安装之前提高设备的所有权和投资水平。”
- 在最终验收现场装配自动化系统之前，计划完成操作员和维护手册，或基于人机界面的教学辅助。
- 与您的供应商分享常见的“开放问题”数据库。“这应该包括与产品设计和功能变化有关的问题，所需的过程变化和产品生产量变化，”Monteith说。
- 在组装自动化系统项目团队中开发清晰，开放的通信线。安排项目审核会议一致，定期，并定义所有参与者所需的投入和产出。经常查看项目计划和时间轴，并根据需要进行更新。
“建立了公司内部的”升级链“和”供应商的组织“，讨论决议，”蒙特思暗示。“文档（以书面形式）项目所需的所有更改。任何更改的请求都应有一个分发列表，包括所有项目利益相关者，包括来自OEM和供应商的负责人的责任采购团队成员。“
