小型裝配機(jī)器人如何選擇

寂靜天花板

小型裝配機(jī)器人為從焊接到包裝在內(nèi)的不同行業(yè)、規(guī)模各異的制造商提供了新的選擇。本期通過(guò)考察小型部件組裝機(jī)器人，比較了不同品牌的擁有成本，以便為制造商、機(jī)器生產(chǎn)商和系統(tǒng)集成商提供指導(dǎo)，幫助他們選用合適的機(jī)器人。
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現(xiàn)在，正是小型組裝機(jī)器人發(fā)展迅猛的時(shí)機(jī)。越來(lái)越多的企業(yè)發(fā)現(xiàn)了在制造、包裝和其它工業(yè)流程中使用這類機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)。但是，現(xiàn)在市面上可供的機(jī)器人同樣也給潛在購(gòu)買者帶來(lái)挑戰(zhàn)：如何評(píng)估并比較眾多品牌的擁有成本，為自己的投資作出明智的抉擇？本文試圖通過(guò)下列影響機(jī)器人擁有成本的因素，來(lái)回答這一問(wèn)題，為購(gòu)買者提供有用的信息，給他們的評(píng)估給予指導(dǎo)。而這些因素，有的是明顯的，有的則是隱性的。
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小型裝配機(jī)器人的定義

小型裝配機(jī)器人是一類四軸平面關(guān)節(jié)型和六軸關(guān)節(jié)式機(jī)械手。這些小型組裝機(jī)器人可執(zhí)行各種不同任務(wù)，而不僅限于裝配。包括制造、包裝和其它工業(yè)流程中的各種功能，如組裝、分散、封裝及鑄封、磨削、嵌入、檢驗(yàn)、貼標(biāo)、裝卸、激光焊接、機(jī)器看護(hù)、機(jī)加工、材料處理、材料去除、擰螺母、包裝成型、部件精整、堆放、拋光、壓裝、產(chǎn)品嵌入、螺桿驅(qū)動(dòng)、釬焊、點(diǎn)焊、表面處理、測(cè)試和超聲波焊接。
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  U& O. c# ^5 m: g: S- W" i本文中，小型組裝機(jī)器人是指最大有效載荷為20kg（44磅）、最大尺寸為1300mm（51英寸）的機(jī)器人。而大型機(jī)械手采用不同類型的馬達(dá)、手臂和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及維護(hù)要求，對(duì)擁有成本的考慮會(huì)有所不同。
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初始硬件和軟件成本

與任何類型的設(shè)備一樣，要想比較不同品牌機(jī)器人的成本高低，需要了解最初報(bào)價(jià)中包含哪些配置，哪些又是后加的。

2 c( r- e$ o1 U  ~/ b& `◆機(jī)器人和控制器：一些生產(chǎn)商將機(jī)械手和控制器一起銷售，而有些則不把控制器放在基礎(chǔ)報(bào)價(jià)中。
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◆控制器功能：有些生產(chǎn)商提供的控制器預(yù)先所有的功能都被激活，而有些生產(chǎn)商的軟件和硬件則需要獲得許可，一些單獨(dú)的功能如造粒、避免奇點(diǎn)和碰撞檢測(cè)的激活等需要收取售后費(fèi)用。同時(shí)還可能因擴(kuò)展I/O（輸入/輸出）功能、進(jìn)行版本更新和許可續(xù)期等收取額外費(fèi)用。

◆示教盒：有一個(gè)硬件不是必須，但大多數(shù)購(gòu)買機(jī)器人的用戶會(huì)采購(gòu)的是示教盒。這是一種非常方便的手提式控制盒，用于為機(jī)器人編程。示教盒一般不包含在機(jī)器人組件的基礎(chǔ)價(jià)格中。
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, f  {% K) m6 x! r5 f$ k; L◆機(jī)械手末端工具及視覺(jué)系統(tǒng)：所有機(jī)器人都需要一些機(jī)械手末端工具（末端器）。根據(jù)應(yīng)用的不同，也可能需要視覺(jué)系統(tǒng)。這兩者一般會(huì)與機(jī)器人分開(kāi)報(bào)價(jià)。除了機(jī)械手末端工具和視覺(jué)系統(tǒng)硬件成本外，還需要確定它們是否可以方便地與機(jī)器人整合在一起。

* [0 ]; I9 p4 s◆安裝固件：如果機(jī)器人被安裝于水平或倒置位置，可能需要特殊的固件，這通常也會(huì)產(chǎn)生額外的成本。
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$ I" ~1 v* c- E( Y; o. q◆軟件：有些制造商會(huì)以較低的基價(jià)提供編程軟件包，但升級(jí)單獨(dú)功能如3D 仿真、遠(yuǎn)程控制、機(jī)械手順應(yīng)控制、碼垛和噴涂等的費(fèi)用則比較昂貴。而其它制造商會(huì)把這些功能作為標(biāo)準(zhǔn)配置。

# o# Y% e2 c) Z/ P) }5 w# R◆培訓(xùn)：大部分制造商會(huì)提供免費(fèi)培訓(xùn)。但對(duì)客戶收取的費(fèi)用，包括對(duì)員工花費(fèi)的非生產(chǎn)性時(shí)間和差旅費(fèi)用在內(nèi)，差異會(huì)很大。

長(zhǎng)期成本

3 [& k; X: x8 z. C( y; h長(zhǎng)期成本占據(jù)了機(jī)器人擁有總成本的大部分。因此，理解這些成本的每一部分，并在購(gòu)買的早期階段向制造商了解清楚極為關(guān)鍵。
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! b% U/ H3 k7 Q. J3 y7 P◆維護(hù)：機(jī)器人的維護(hù)需求差別很大。除了維護(hù)成本本身外，由于頻繁進(jìn)行費(fèi)時(shí)的維護(hù)工作而導(dǎo)致停機(jī)會(huì)顯著增加擁有成本。

◆電話支持：有些制造商在提供電話支持前，要求簽署服務(wù)合同，而有些則會(huì)免費(fèi)提供常規(guī)的電話咨詢服務(wù)。
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◆可靠性和壽命：傳統(tǒng)上，許多制造商會(huì)采用平均故障間隔時(shí)間（MTBF）作為衡量機(jī)器可靠性和壽命的基本指標(biāo)。但人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，故障間隔周期中越來(lái)越多的聯(lián)合循環(huán)次數(shù)是更重要的數(shù)據(jù)。

◆時(shí)效性：有些制造商每隔幾年就會(huì)推出新的機(jī)器人和控制器型號(hào)，并很快就停止對(duì)舊型號(hào)的支持。由于過(guò)早淘汰而不得不用新的機(jī)器人替代成為擁有成本提高的重要因素。其它制造商會(huì)在舊型號(hào)停止生產(chǎn)十年之內(nèi)為老型號(hào)提供支持。

1 z8 i- Z# O/ t1 C: t◆速度和生產(chǎn)率：當(dāng)所有其它因素一樣時(shí)，機(jī)器人的速度就起到?jīng)Q定性的作用。相同壽命的機(jī)器人每小時(shí)完成循環(huán)的次數(shù)越多，通常會(huì)比其它初始成本低、但性能水平較差的機(jī)器人的擁有成本低。

◆能耗：重量輕、高效設(shè)計(jì)的機(jī)械手要求的能耗低，因此它們的馬達(dá)消耗的電流少。長(zhǎng)此以往，可以節(jié)約大量的成本。

選擇機(jī)器人需要考慮的8 個(gè)注意事項(xiàng)：

3 N  a! j# C3 B0 x; ~3 D3 k◆制造商的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)能力：要找的制造商應(yīng)是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)，他們的機(jī)器人已經(jīng)經(jīng)受了時(shí)間的考驗(yàn)。小型、高速、大力矩機(jī)器人有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。專業(yè)于此類機(jī)器人的制造商很可能擁有其它生產(chǎn)商并不具備的專業(yè)能力。

% U5 F0 x" o# U# C2 d◆制造商類型：機(jī)器人制造商可分為兩種基本類型。（1）主要業(yè)務(wù)是銷售機(jī)器人；（2）主要業(yè)務(wù)是生產(chǎn)和銷售其它類型的產(chǎn)品，為此他們制造自己設(shè)計(jì)和構(gòu)建的機(jī)器人。第二種生產(chǎn)商往往需要依靠自己的機(jī)器人來(lái)保持產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，他們可能會(huì)設(shè)計(jì)出具有生產(chǎn)效率最高、工作壽命最長(zhǎng)、維護(hù)要求最低的機(jī)器人。
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◆最大允許轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：找到具有最大允許轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的機(jī)器人，看它的作用力有多大。最大允許轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，機(jī)器人越容易將特定有效載荷的部件提起，減少馬達(dá)的壓力，從而延長(zhǎng)工作壽命。
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◆連續(xù)的生產(chǎn)周期時(shí)間：在比較機(jī)器人循環(huán)時(shí)間時(shí)，應(yīng)確定所給的數(shù)據(jù)是持續(xù)工作時(shí)間，還是一小時(shí)內(nèi)或不到一小時(shí)間的短時(shí)間爆發(fā)。如果是后者，則機(jī)器人在正常作業(yè)時(shí)，一般速度會(huì)慢一些，從而降低了生產(chǎn)率。
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◆緊湊、高效的機(jī)器人設(shè)計(jì)：占地面積較小的緊湊的機(jī)器人設(shè)計(jì)使得整合更容易，從而節(jié)約了昂貴的工廠占地面積。另外，隱藏的空氣和電氣線路的設(shè)計(jì)可以避免線路與其它設(shè)備相互干擾，并防止它們受到磨損和損壞。

5 r$ y( y# p3 C+ Q4 e6 g; C◆機(jī)器人控制器特性：期望機(jī)器人控制器所具有的特性包括：尺寸小、重量輕、加工速度快、模塊可擴(kuò)展，不需要購(gòu)買新的控制器，即可適應(yīng)更多周邊設(shè)備的要求、容易與視覺(jué)系統(tǒng)PLC 或其它設(shè)備集成、容易維護(hù)。
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  J! z4 y; x  t% Q, p- `% I◆可支付得起的離線編程軟件：一般而言，大多數(shù)應(yīng)用不難編程。確保提供的離線編程軟件不會(huì)包含不必要的昂貴的先進(jìn)特征。

◆安全規(guī)范：為了保護(hù)員工，將公司的責(zé)任限定在一定范圍，確保機(jī)器人符合當(dāng)前所有安全規(guī)范。

龍游大海

機(jī)器人，上或者不上，是很多企業(yè)正在考慮的問(wèn)題

前景錢

是個(gè)商機(jī)，但門檻高啊。

孤城領(lǐng)主領(lǐng)主

樓主學(xué)習(xí)了，但是“故障間隔周期中越來(lái)越多的聯(lián)合循環(huán)次數(shù)”這是啥意思？

銀裝素裹

學(xué)習(xí)了