صنعت گران در دنیای امروز با مسائلی روبرو هستند که پیوسته آنها را ملزم به یافتن راهی در کاهش هزینههای بستهبندی میکنند. هرچند در دنیای به هم پیوسته کنونی با در نظر داشتن شبکه اینترنت و تکنولوژیهای نوین ارتباطی، این بازی جدیتر و دارای ریسک بالاتر است. برای برآوردن نیازهای روزافزون در این رقابت جهانی، صنعتگران مجبور به کاهش بیش ازحد هزینهها در مقایسه با گذشته هستند. آنهایی که در این عرصه موفق نشوند نه تنها با خطر از دست دادن سهام مواجه هستند بلکه ممکن است که به طور کامل از صحنه تجارت حذف شوند.
به طور حتم، کاهش چنین هزینهای به معنی ماشینی کردن فرآیندهای دستی در تولید و افزایش میزان اتوماسیون در فرایندهای نیمه ماشینی است. برای رسیدن به چنین هدفی استفاده از فن آوریهای جدید در ارزیابی مجدد سامانههای ماشینی موجود، میتواند مفید باشد.
صنعت بستهبندی به صورت سنتی قلمرو سامانههای خودکار مشخص و ثابتی بودهاست که به طور معمول به صورت دستی توسط یک کارگر به کار گرفته میشدهاست، به طوری که این کارگر نظارت بر عملکرد این سامانه داشتهاست.
با در نظر داشتن بعضی فرایندهای پیوسته، پرسرعت و پرحجم، سامانههای خودکار ثابت همچنان بهترین راه حل هستند. هرچند، به صورت روزافزونی صنعتگران در پی استفاده از رباتهای صنعتی در این عرصه هستند که مزیتهای بسیاری در مقایسه با سامانههای خودکار ثابت دارند.
این مقاله مزایای استفاده از ربات های کوچک اسمبلی را در جریان فرآیندهای بستهبندی بررسی میکند. این فرآیندها شامل فرآیندهایی است که قبل از بستهبندی نهایی در کارتن و جعبه انجام میشود که به طور معمول نیازمند رباتهای بزرگتری هستند.
● به نظر میرسد که رقابت جهانی رو به افزایش است!
جهانی سازی تجارت در سراسر دنیا به نظر میرسد در سالهای پیش رو، رو به افزایش است و سرعتی روز افزون دارد. ظهور و تبلور اقتصاد کشورهای کمتر توسعه یافته و توسعه نیافته، به طور حتم دربر دارنده یک بازار مصرف، منابع جدید کارگران ارزانقیمت و افزایش رقابت در میان صنعتگران خواهد بود و متعاقب آن، تاکید صنعتگران در افزایش سطح اتوماسیونشان افزایش خواهد یافت.
● رقابت در سامانههای خودکار ثابت
در بیشتر قرن بیستم، صنعت بسته بندی بهره بسیاری از سامانههای خودکار ثابت طراحی شده ویژه این صنعت بودهاست (با در نظر داشتن گسترش سریع جوامع مصرفکننده). با این وجود در همان زمان این سامانهها نقطهضعفهایی نیز داشتند. هریک از این ماشینها میبایست برای یک کالای خاص طراحی میشد. به علاوه، تغییر در شکل و اندازه ظاهری این کالا به معنی جایگزینی بسیار پر هزینه بعضی از اجزای این سامانهها و یا سامانه به طور کامل بود. همچنین مشکلات دیگری نیز در این ماشینها به چشم میخورد که به عنوان مثال میتوان به هزینه نگهداری و تعمیر، حجم بالا و وزن زیاد و پوشش نامناسب اجزای مکانیکی این ماشینها که میتوانست برای کارگران خطرساز باشد، اشاره کرد. با این اوصاف، تا چندی پیش، مزایای این سامانهها بر معایب آنها برتری داشت. به عنوان تنها راهکاری که در دسترس صنعتگران بود، این بود که جایگزین مناسبی برای این سامانهها مطرح نبود. در حال حاضر وضعیت به طور کامل تغییر کرده است. برای ماندن در دنیای تجارت و صنعت، صنعتگران میبایست در پی راهکارهای جدیدی باشند که ارزانتر بوده و در مقایسه با سامانههای خودکار ثابت منعطف تر باشد.
● راهکار: استفاده از رباتهای کوچک اسمبلی
خوشبختانه، خانواده ای از رباتهای دارای بازو که به طور معمول از آنها به رباتهای اسمبلی کوچک یاد میشود راهکار و جایگزین مناسبی برای سامانههای ثابت موجود به نظر می رسند. برخلاف نام آنها، این رباتها میتوانند کارهای بسیار متنوعتری در مقایسه با مونتاژ انجام دهند. این کارها شامل انتقال مواد مختلف و کارهای دیگری است که در جریان فرآیند بسته بندی وجود دارد، همچون برداشتن و قرار دادن، پر و خالی کردن، شکل دهی بسته بندی، قراردادن محصول در بسته بندی و ... و همچنین کارهای ثانویه همچون برچسب زدن , ارزیابی کیفیت و....
رباتهایی که در این مقاله درباره آنها بحث می شود رباتهای اسمبلی کوچک هستند که ظرفیتی در حدود ۲۰ کیلو داشته و قلمرو کاری در حدود ۱۳۰۰ میلیمتر را دارا هستند.
● ربات SCARA چهار محور در مقایسه با رباتهای دوبخشی ۶ محور
به طور کلی دو نوع ربات اسمبلی وجود دارد: رباتهای چهار محور SCARA و رباتهای شش محور دو بخشی. رباتهای ۴ محور به خاطر ساختاری که دارند میتوانند به صورت آزادانه در یک صفحه مختصات حرکت کنند. دو بازوی اول این رباتها قابلیت حرکت در جهت چپ و راست را در این صفحه فراهم میسازند. بازوی سوم شامل یک قلاب فلزی است که بخش انتهایی ربات (End Effector) را در بر دارد. این بخش قابلیت حرکت به سمت بالا و پایین را در جهت قائم صفحه دارد و میتواند حول محور قائم خود بچرخد، هرچند قابلیت حرکت در جهت یک زاویه خاص را ندارد. این طراحی منحصر به فرد به این ربات یک درجه آزادی قابل توجه میدهد که میتواند با سرعت زیاد در طول صفحه حرکت کند و به کرات این کار را انجام دهد. در کاربردهای بستهبندی، این رباتهای ۴ محور با سرعت بالایی، قابلیت جابجایی اشیا را دارا هستند.
رباتهای دو بخشی ۶ محور دارای دو اتصال بیشتر در مقایسه با ربات قبلی بوده و در نتیجه دارای درجه آزادی حرکتی بیشتری است. بازوی اولی این ربات قابلیت حرکت در جهت افقی را درصفحه همانند ربات ۴ محور فراهم می کند، در حالی که دو بازوی دیگر حرکت در جهت قائم را برای این ربات فراهم می کنند. به علاوه، این ربات ۶ محور دارای یک ساعد و دو اتصال مچ مانند است که همانند این اجزا در بدن انسان عمل می کند. اتصال اضافی این ربات این قابلیت را برای این رباتها فراهم می کند که این رباتها قابلیت حمل یک جسم را که در هر جهت دلخواهی در صفحه قرار گرفته باشند، دارند. این رباتها همچنان قابلیت انجام عملیاتی را دارند که تنها از بازویی به پیچیدگی دست انسان بر می آید.
● مزیت رباتهای اسمبلی کوچک در صنعت بسته بندی
در مقایسه با سامانه های ثابت، مزیت اصلی رباتهای اسمبلی در صنعت بسته بندی هزینه پایین آنهاست. نه تنها این رباتها هزینه راه اندازی پایین تری دارند، انعطاف پذیری بالای آنها، سایز کوچک و هزینه نگهداری پایین آنها منجر به هزینه کلی کمتر این رباتها میشود. هردوی این ابزارها قابلیت انجام عملیات بسته بندی پیچیده را در مقایسه با کارگر انسانی دارند.
بر خلاف سامانه های ثابت که به طور معمول برای یک فرآیند خاص طراحی می شوند، رباتها قابلیت تطبیق به فرآیندهای بستهبندی مختلف را دارند. به علاوه، برخلاف سامانه های ثابت، رباتها نیازی به تعویض اجزای گران قیمت ندارند وقتی فرآیند بسته بندی دست خوش تغییر می شود، در اکثر موارد، یک تغییر ساده در ربات (به طور معمول در انتهای ربات) کافی است که ربات قابل استفاده در فرآیند جدید باشد. همچنین، در صورتی که ربات به انتهایی چند منظوره مجهز باشد، عملکرد آن بسیار زیاد شده و قابلیت کاری آن به شدت افزایش می یابد. مزیت مهم دیگری که این رباتها در مقایسه با سامانه های ثابت دارند، پوشش مناسب بیرونی آنهاست، به طوری که اجزای مکانیکی آنها که می تواند برای کارگرها خطرناک باشد، به خوبی پوشش داده شده است.
