Memahami Apa yang Selanjutnya untuk Robotika di Manufaktur

Manufaktur robotika sampai batas tertentu mengikuti jalur kemajuan yang serupa dengan yang ada dalam permesinan dan sistem otomasi tetap. Meskipun ROI paling mudah diukur dalam efisiensi dan penghematan biaya, produsen mencari teknologi robotik untuk membantu mereka menyelesaikan masalah dalam operasi mereka atau untuk menciptakan peluang baru. Mungkin untuk menautkan proses secara lebih efisien atau menghilangkan kebutuhan untuk mengalihdayakan satu atau dua fungsi tertentu.

Oleh karena itu, jalur pertumbuhan untuk produsen kecil dan menengah (SMM) dengan robotika semakin terfokus pada aplikasi dan kemampuan tambahan, bukan hanya efisiensi dan peningkatan berkelanjutan. Kunci untuk meningkatkan adopsi robotika di SMM adalah membuat robot lebih mudah digunakan dan digunakan kembali.

Intinya, adopsi bergantung pada robot yang memiliki ketangkasan dan pengendalian diri yang lebih seperti manusia.

NIST Labs Memiliki Desain untuk Membuat Robot Lebih Mudah Digunakan

Para ilmuwan dan insinyur di NIST Labs bekerja untuk menutup kesenjangan yang signifikan antara teknologi mutakhir dan apa yang saat ini digunakan di banyak lantai pabrik manufaktur. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh kurangnya ilmu pengukuran untuk memverifikasi dan memvalidasi penelitian baru yang muncul dan dengan demikian mengurangi risiko adopsi.

Salah satu prioritas Divisi Sistem Cerdas NIST adalah kemajuan kinerja menggenggam, manipulasi, dan keselamatan yang akan memungkinkan SMM menerapkan solusi robot secara efektif. Pekerjaan ini mencakup metrik kinerja, metode pengujian, dan alat pengukuran terkait yang dapat menjadi standar industri.

Penelitian ini memajukan robotika di bidang manufaktur dengan menyediakan:

• Pengulangan yang lebih baik sehingga robot dapat dengan andal melakukan gerakan dan tindakan dalam ruang sistem koordinat X,Y,Z
• Antarmuka mesin manusia (HMI) yang lebih mudah digunakan bagi operator untuk memprogram tugas dan berinteraksi dengan robotika
• Desain baru untuk gripper yang memungkinkan gerakan lebih presisi dan seperti manusia
• Keamanan yang lebih baik dan kesadaran situasional

Di antara kemajuan yang sekarang mencapai lantai toko adalah perangkat lunak dalam perangkat HMI genggam yang menerjemahkan referensi koordinat manusia (kanan/kiri, menuju/menjauh) menjadi koordinat kartesian konvensional  X, Y, Z. Hal ini memungkinkan operator untuk lebih mudah memprogram robot kolaboratif.

Peningkatan dalam pemrograman dengan HMI memungkinkan beberapa robot diprogram oleh tukang las yang memodelkan gerakan dan tindakan untuk proses yang bersangkutan.

Setelah Menaklukkan Paletisasi, Robotika Menunjuk Menuju Perakitan

Adopsi awal robotika di bidang manufaktur berfokus pada tugas berulang yang tidak memerlukan keterampilan khusus atau memberikan nilai tambah. Aplikasi robot paling populer berdasarkan penggunaan:

Tugas	Tingkat Adopsi
Membuat palet	35%
Memuat/membongkar	18%
Penanganan material	11%
Kemasan kotak	11%

Perakitan hanya menghasilkan 2 persen dari penggunaan robot, meskipun peneliti NIST dan pakar industri percaya bahwa perakitan memiliki banyak janji untuk adopsi luas di antara SMM seiring dengan peningkatan teknologi manipulasi.

Kemungkinan area untuk memperluas pekerjaan perakitan:

• Konektor listrik
• Memasang dan memasukkan pengencang
• Perutean kabel

Salah satu tantangan untuk perakitan robot adalah banyaknya variabel yang harus diperhitungkan saat melakukan operasi yang kompleks. Misalnya, gaya optimal untuk gripper untuk mengambil dan memindahkan bagian mungkin tidak sama dengan gaya yang dibutuhkan untuk operasi threading nanti dalam produksi.

Saat penginderaan taktil meningkat, robot akan dapat mencengkeram segala sesuatu menggunakan kekuatan yang tepat, yang berpotensi mengurangi langkah yang diperlukan untuk proses produksi tersebut.

Desain Mencengkeram Menunjukkan Peningkatan Ketangkasan, Keserbagunaan

NIST Labs sedang mengerjakan sekitar selusin metode pengujian untuk grip dan manipulasi menggunakan platform standar Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Empat jenis gripper robot yang paling umum:

• Vacuum – perkakas ujung lengan standar yang digunakan untuk permukaan datar dan halus, sering digunakan dalam pembuatan palet dan pengemasan
• Pneumatik – juga dikenal sebagai “bang bang grippers” untuk kebisingan yang dibuat dalam operasi industri, tipe serbaguna ini sering digunakan untuk objek kecil dalam operasi pick-and-place
• Hidraulik – yang terkuat — dan paling berantakan — dari gripper industri
• Servo-Listrik – sangat fleksibel dan hemat biaya, ini memungkinkan toleransi material yang berbeda saat menangani suku cadang

Desain inovatif yang memanfaatkan sensor gaya dan torsi enam sumbu berkembang pesat untuk teknologi menggenggam, termasuk mekanisme yang meniru tangan manusia.

Kemajuan ini semakin muncul di lantai toko:

• Efektor akhir yang dapat disesuaikan dan dapat dengan mudah dilepas dan diganti
• Meningkatkan ketangkasan dengan gripper adaptif tiga jari, mampu memanipulasi item rapuh dan meminimalkan perubahan alat
• Robotika menggunakan pembelajaran mesin dari sensor cerdas pada gripper untuk mengajari diri mereka sendiri cara mendekati objek
• Gripper menggabungkan beberapa teknologi. Ini bisa berupa gripper vakum dengan jari atau dua lengan terpisah dan konfigurasi gripper di stasiun kerja yang sama untuk memungkinkan banyak tugas, meningkatkan kecepatan dan keandalan

Kunci Sukses Saat Memulai Perjalanan Robotik Anda

Tidak seperti sistem otomasi tetap, ada tradeoff antara fungsionalitas robotika dan kemudahan penggunaan. Salah satu daya tarik robotika adalah bahwa robot dapat dibuat dan diprogram untuk melakukan hampir semua hal. Namun, semakin banyak fungsionalitas yang Anda bangun menjadi robot, semakin banyak pertimbangan lingkungan yang harus dipertimbangkan dalam persyaratan bersyarat, yang membuat lebih sulit untuk memprogram dan mengintegrasikan robot ke dalam operasi untuk tugas tambahan.

Perencanaan batch kecil dapat menjadi sulit dengan robotika jika produsen tidak memiliki sistem pendukung yang tepat. Akan ada lebih banyak adopsi ketika SMM dapat melihat bagaimana robotika akan menghemat biaya retooling ketika mereka siap untuk mempekerjakan staf dengan mempertimbangkan robotika. Bukan tidak mungkin bahwa produsen dengan 10 karyawan atau kurang akan segera memiliki ahli robotika untuk memastikan efektivitas peralatan secara keseluruhan.

Koneksi Katalis, bagian dari Jaringan Nasional MEP ^TM , telah menyusun panduan robotika yang mudah dipahami. Ini mengidentifikasi kunci sukses ini untuk menjelajahi penggunaan robotika di bidang manufaktur:

• Identifikasi sumber daya, termasuk pendukung internal, untuk mendapatkan tingkat dukungan yang Anda butuhkan
• Identifikasi kebutuhan atau masalah Anda
  • Prioritaskan alat pendukung
  • Contoh pembuatan ID; mulai dari yang kecil dan tetap sederhana
• Bangun kasus bisnis; memperhitungkan 2x–4x biaya perangkat keras untuk perkakas, aksesori, dan kerumitan integrasi

Para ahli di Pusat MEP lokal Anda siap membantu Anda menjelajahi — dan berpotensi mengadopsi — robotika. Terhubung dengan mereka untuk melihat bagaimana robotika dapat membantu Anda mengembangkan bisnis dengan menambahkan fungsi baru.

Informasi tentang penelitian NIST Labs disediakan oleh Elena Messina, Jeremy Marvel, dan Joseph Falco.