為什么在質(zhì)量控制中需要機(jī)器人？

制造商在質(zhì)量控制中使用機(jī)器人變得越來(lái)越普遍。讓我們探索這些高科技機(jī)器帶來(lái)的具體好處。

使測(cè)量更易于管理

測(cè)量檢查是許多質(zhì)量控制過(guò)程的關(guān)鍵部分。但是，當(dāng)涉及處理精密組件時(shí)，它們可能會(huì)變得更加復(fù)雜。這就是為什么有些人有興趣讓機(jī)器人接管。

在精密光學(xué)制造和計(jì)量設(shè)備制造商 OptiPro，領(lǐng)導(dǎo)者尋求構(gòu)建一種解決方案，讓客戶能夠自動(dòng)測(cè)量光學(xué)鏡頭。以前的方法要求用戶在將組件送入機(jī)器進(jìn)行最終檢查之前手動(dòng)測(cè)量組件。自動(dòng)化替代方案包括一個(gè)配備智能夾具的協(xié)作機(jī)器人。

進(jìn)行機(jī)器人可行性研究的一個(gè)重要部分是讓機(jī)器接觸各種尺寸、質(zhì)量水平和類型的樣品部件。這樣，結(jié)果對(duì)于確定該技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界中的表現(xiàn)最有用。測(cè)試還驗(yàn)證了機(jī)器人不會(huì)損壞敏感組件。

“對(duì)于許多不同的脆性材料、陶瓷和光學(xué)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，零件處理可能是一個(gè)問(wèn)題，”O(jiān)ptiPro Systems 的計(jì)量協(xié)調(diào)員 Dave Mohring 說(shuō)?！霸谶@里，我們正在實(shí)施一個(gè)可以自動(dòng)裝載和卸載零件的機(jī)器人?！?/p>

首先，機(jī)器人抓取器拾取并測(cè)量組件。然后它將詳細(xì)信息發(fā)送到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)會(huì)自動(dòng)加載正確的軟件來(lái)檢查工件。

在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)驗(yàn)證零件的細(xì)節(jié)后，它會(huì)根據(jù)檢查是否通過(guò)，將信息發(fā)送給機(jī)器人。這種改進(jìn)的過(guò)程可以在更短的時(shí)間內(nèi)檢查更多的組件。它還使操作員騰出時(shí)間來(lái)處理其他任務(wù)。

機(jī)器人以微米級(jí)精度進(jìn)行表面測(cè)量

最近的另一項(xiàng)發(fā)展涉及研究人員開(kāi)發(fā)一種輕型光學(xué)系統(tǒng)，用于對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行機(jī)器人 3D 檢測(cè)。他們相信他們的工作可以改善半導(dǎo)體和電視組件等產(chǎn)品的質(zhì)量控制流程。

“我們的系統(tǒng)可以以前所未有的靈活性、精度和速度組合來(lái)測(cè)量 3D 表面形貌，”項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人 Daniel Wertjanz 說(shuō)?！斑@減少了浪費(fèi)，因?yàn)榭梢詫?shí)時(shí)識(shí)別制造問(wèn)題，并且可以快速調(diào)整和優(yōu)化流程?！?/p>

安裝在機(jī)械臂上的測(cè)量系統(tǒng)只有濃縮咖啡杯那么大。該團(tuán)隊(duì)還考慮了許多制造設(shè)施的高振動(dòng)環(huán)境，確保該技術(shù)在這種條件下仍能按預(yù)期工作。

為可持續(xù)再利用做貢獻(xiàn)

了解電動(dòng)汽車 (EV) 電池的人士警告說(shuō)，必須進(jìn)行討論，以確保這些電源不會(huì)最終被丟棄在垃圾填埋場(chǎng)。他們正在探索各種再利用和材料回收的選擇。通過(guò)檢查電池性能，機(jī)器人可以在這些活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。自動(dòng)測(cè)試結(jié)果可幫助人們確定這些電源的健康狀況以及如何處理退役電池。

研究人員開(kāi)發(fā)了一種機(jī)械臂，可幫助對(duì)日產(chǎn) EV 的退役電池進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測(cè)試。他們手動(dòng)收集測(cè)試數(shù)據(jù)，然后將其與機(jī)器人記錄的結(jié)果進(jìn)行比較。

結(jié)果表明，該機(jī)器獲得了與人類相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，并且在此過(guò)程中不需要監(jiān)督。研究人員表示，這一成就可以幫助對(duì)退役電池模型進(jìn)行分級(jí)，而不會(huì)使人們面臨潛在危險(xiǎn)。

讓機(jī)器人通過(guò)電池拆卸保持高品質(zhì)

機(jī)器人還可以通過(guò)大大改善仍然很大程度上低效的電池拆卸過(guò)程來(lái)支持質(zhì)量控制。美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開(kāi)發(fā)了一種機(jī)器人系統(tǒng)，可以保護(hù)人們免受這項(xiàng)任務(wù)的眾多危害，包括有毒化學(xué)物質(zhì)。

Tom Lograsso說(shuō)：“自動(dòng)拆卸包含關(guān)鍵材料的部件不僅消除了勞動(dòng)密集型手動(dòng)拆卸，而且提供了一種有效的過(guò)程，將部件分離成更高價(jià)值的流，其中關(guān)鍵材料集中到單個(gè)原料中進(jìn)行循環(huán)加工?！?，能源部關(guān)鍵材料研究所所長(zhǎng)?！斑@一附加值是建立經(jīng)濟(jì)可行過(guò)程的重要組成部分?！?/p>

該項(xiàng)目的工作人員表示，由于時(shí)間關(guān)系，當(dāng)人類必須手動(dòng)拆卸電池組時(shí)，會(huì)出現(xiàn)重大瓶頸。他們說(shuō)機(jī)器人的速度要快得多。此外，人類通常比機(jī)器給過(guò)程帶來(lái)更多的可變性。他們感到疲勞或訓(xùn)練不足，這可能會(huì)影響成績(jī)的整體質(zhì)量。機(jī)器人可以連續(xù)工作并保持穩(wěn)定可靠的輸出。

實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)

機(jī)器人顛覆了許多傳統(tǒng)工藝，幫助各行各業(yè)的人們追求更高的質(zhì)量，同時(shí)注意到其他相關(guān)的好處。機(jī)器人可以在建筑行業(yè)3D打印結(jié)構(gòu)，幫助確保它們符合項(xiàng)目的嚴(yán)格規(guī)范。

在質(zhì)量控制中使用機(jī)器人對(duì)于確定產(chǎn)品是否經(jīng)得起實(shí)際使用也很有價(jià)值。機(jī)器往往比人類更快地得出這個(gè)結(jié)論，因?yàn)樗鼈兪挂粋€(gè)項(xiàng)目受到重復(fù)運(yùn)動(dòng)的影響。三星依靠機(jī)器人來(lái)測(cè)試可折疊手機(jī)的耐久性。這樣做有助于公司員工了解零件是如何以及何時(shí)發(fā)生故障的。這些信息被納入改善未來(lái)設(shè)備質(zhì)量控制的決策中。

機(jī)器人大約每秒折疊手機(jī)三次。在119380次折疊后，一半的屏幕停止工作，一個(gè)彈簧從鉸鏈上脫落。在120168次折疊后，手機(jī)的鉸鏈卡住了，需要額外的力才能打開(kāi)。

然而，在三星進(jìn)行的其他測(cè)試表明，這款手機(jī)的續(xù)航時(shí)間應(yīng)該比這更長(zhǎng)。該公司的代表估計(jì)，該設(shè)備可以承受 200,000 次折疊，如果人們每天折疊 100 次，它可以使用五年。如果在此之前失敗，正如機(jī)器人測(cè)試所暗示的那樣，實(shí)際設(shè)備的使用壽命可能接近三年。

三星的工程師使用這些測(cè)試結(jié)果來(lái)精確檢查導(dǎo)致手機(jī)故障比預(yù)期更快的原因：是與外部組件有關(guān)，還是與內(nèi)部工作有關(guān)，還是兩者兼而有之？

此外，在質(zhì)量控制中使用機(jī)器人可以更快地獲得結(jié)果。這允許團(tuán)隊(duì)成員獲取信息，以了解某些設(shè)計(jì)更新是否具有預(yù)期的效果。這是機(jī)器人如何支持組織的持續(xù)改進(jìn)文化的一個(gè)很好的例子。

依靠機(jī)器人進(jìn)行質(zhì)量控制帶來(lái)了令人印象深刻的結(jié)果

這些例子強(qiáng)調(diào)了為什么在質(zhì)量控制過(guò)程中使用機(jī)器人是一種越來(lái)越受歡迎的選擇。但是，采用這種方法并不是一個(gè)快速的解決方案。它要求決策者清楚地了解他們想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，并愿意投入必要的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)它。機(jī)器人并非萬(wàn)無(wú)一失，但投資于高科技選項(xiàng)通?？梢园l(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)并提高關(guān)鍵或需求物品的整體質(zhì)量。

審核編輯 黃昊宇