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)器人變得越來越普遍。讓我們探索這些高科技機(jī)器帶來的具體好處。

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)用來說，零件處理可能是一個(gè)問題，”O(jiān)ptiPro Systems 的計(jì)量協(xié)調(diào)員 Dave Mohring 說。“在這里，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。”

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，將信息發(fā)送給機(jī)器人。這種改進(jìn)的過程可以在更短的時(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、精度和速度組合來測(cè)量 3D 表面形貌，”項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人 Daniel Wertjanz 說?！斑@減少了浪費(fèi)，因?yàn)榭梢詫?shí)時(shí)識(shí)別制造問題，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，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)器人通過電池拆卸保持高品質(zhì)

機(jī)器人還可以通過大大改善仍然很大程度上低效的電池拆卸過程來支持質(zhì)量控制。美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(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：“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?！斑@一附加值是建立經(jīng)濟(jì)可行過程的重要組成部分?！?/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。他們說機(jī)器人的速度要快得多。此外，人類通常比機(jī)器給過程帶來更多的可變性。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。

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。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)量控制過程中使用機(jī)器人是一種越來越受歡迎的選擇。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實(shí)現(xiàn)它。機(jī)器人并非萬無一失，但投資于高科技選項(xiàng)通常可以發(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