סימולציה של תהליך הרכבה מורחב בשיתוף זרוע רובוטית וניטור באמצעות מערכת ראייה לבקרת איכות

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לסימולציה וניטור של תהליך הרכבה חצי אוטומטי בקנה מידה, באמצעות שיתוף פעולה של רובוט שיתופי ואימות באמצעות מערכת ראייה ממוחשבת לבקרת איכות.

Abstract

פרוטוקול זה מתאר סימולציה חצי אוטומטית של פס ייצור מורחב להרכבת סט ציוד תולעת חינוכי, תוך שימוש בזרוע רובוטית שיתופית ומערכת ראייה ממוחשבת לניטור איכות המוצר על ידי הערכת שני קריטריונים עיקריים: צורה וצבע. מטרת מחקר זה היא להפיק נתונים עקביים ואמינים כדי להעריך את היכולת, היציבות וההתאמה של התהליך בהתאם למפרט הלקוח. הפרוטוקול מספק מסגרת מתודולוגית ברורה לאיסוף וניתוח מדדי מפתח באמצעות בקרת תהליכים סטטיסטית (SPC), תוך שימוש במדדי יכולת, כגון יכולת תהליך (Cp), מדד יכולת תהליך מותאם לריכוז (Cpk), יכולת תהליך עליונה (CPU) ויכולת תהליך תחתון (Cpl), וכלים גרפיים כגון היסטוגרמות ותרשימי בקרה. אלה מאפשרים זיהוי סטיות ומגמות במאפייני מוצר קריטיים. תוצאות הערכת הצורה מצביעות על כך שהתהליך האוטומטי נמצא בשליטה סטטיסטית, אם כי עם נטייה לגבול המפרט העליון, מה שמרמז על הצורך להתאים את ממוצע התהליך. לעומת זאת, הערכת הצבע מגלה שונות גדולה יותר, יכולת נמוכה (Cpk = 0.539), ונקודות מחוץ לשליטה, מה שמעיד על חוסר יציבות הדורש פעולות מתקנות מיידיות. על סמך ממצאים אלה, מומלץ ליישם פעולות מתקנות להפחתת שונות הצבעים, כגון בקרה קפדנית יותר על תשומות, סטנדרטיזציה של תנאי תאורה וסקירת שיטות הפעלה. באופן כללי, התוצאות מחזקות את החשיבות של שילוב טכנולוגיות אוטומטיות עם כלים סטטיסטיים כגון SPC כדי לזהות סטיות קריטיות, לייעל תהליכים ולהבטיח התאמה למוצר. סינרגיה זו בין אוטומציה לניתוח סטטיסטי מהווה עמוד תווך מרכזי לשמירה על תחרותיות בסביבות תעשייתיות תובעניות יותר ויותר. בנוסף, פרוטוקול זה מספק בסיס איתן ליישום שיפורים בקווי ייצור אמיתיים.

Introduction

התקדמות מהירה של אוטומציה בתהליכים תעשייתיים הובילה לשינוי משמעותי במערכות הייצור. התפתחות זו שיפרה משמעותית תחומים קריטיים, כולל יעילות תפעולית, חיסכון בעלויות, סטנדרטיזציה של תהליכים ואופטימיזציה של איכות המוצר¹. בהקשר זה, ההתקדמות הטכנולוגית הניעה את היישום של פתרונות מורכבים ומיוחדים יותר, המסוגלים לעמוד בדרישות^{של ייצור} זריז, מדויק ומסתגל יותר ויותר.

אחת ההתקדמות המשמעותית ביותר בעידן התעשייתי החדש הזה היא שילוב רובוטים שיתופיים, הידועים כקובוטים. מכשירים אלה מייצגים אבולוציה של רובוטיקה תעשייתית מסורתית, מכיוון שהם נועדו לעבוד בבטחה

Protocol

מסמך זה מתאר את פרוטוקול הסימולציה שנועד לשכפל באופן אוטומטי למחצה תהליך ייצור מורחב באמצעות זרוע רובוטית שיתופית. התהליך מנוטר כדי לוודא אם ההרכבה הושלמה כהלכה או מכילה שגיאות. הפרוטוקול בנוי משני שלבים עיקריים: א) ביצוע הפעולות הנדרשות לביצוע ההרכבה בתמיכת הזרוע הרובוטית (סעיפים 1-3); ii) תצורה של מערכת הראייה הממוחשבת המשמשת לניטור ואימות הרכיב המורכב (סעיפים 4-8).

1. מצב הרכבה ראשוני

1. הפעל את הציוד הנדרש לביצוע הפרוטוקול, המפורט בטבלת החומרים.
   הערה: הפרוטוקול מתבצע בפס ייצור מבוזר כפי שמוצג באיור 2.
2. ארגן את החלקים הד....

Results

מסמך זה מציג פרוטוקול לסימולציה חצי אוטומטית של מודל מוקטן של תהליך ייצור באמצעות זרוע רובוטית שיתופית. איכות המוצר הסופי מוערכת באמצעות מערכת ראייה ממוחשבת הבודקת תכונות קריטיות של ההרכבה.

כלי חיוני לזיהוי וניתוח כשלים פוטנציאליים בתהליך ייצור הוא בקרת תהליכים סטטיסטית (SPC), המבוססת על יישום שיטות סטטיסטיות שמטרתן ניטור ובקרה של תהליך, ובכך להבטיח ביצועים אופטימליים והתאמה למוצר. מטרתו העיקרית היא לשמור על התהליך יציב וצפוי, למקסם את הייצור של חלקים במפרט תו.......

Discussion

בשוק הגלובלי התחרותי של היום, שיפור מתמיד ויכולת הסתגלות חיוניים לחברה כדי לשמור על התחרותיות שלה ולהבטיח את הישרדותה. לכן, חיוני לעלות על ציפיות הלקוחות על ידי אספקה עקבית של מוצרים איכותיים בזמן ובעלויות תחרותיות²⁹.

סימולציה מורחבת של תהליכי ייצור, תוך שימוש בטכנולוגיות מתקדמות כגון זרועות רובוטיות שיתופיות ומערכות ראייה מלאכותית, מייצגת כלי רב ערך לזיהוי תחומים לשיפור ולהגיב לדרישות השוק הנוכחיות. המערכת החצי אוטומטית המשלבת רובוט שי.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
זרוע רובוטית שיתופית	יוניברסל רובוט	דגם UR3 (CB-3 UR3)
מסוע	גמלייה		מסוע בגודל 30 על 150 ס"מ
חיישן פוטואלקטרי	OMRON	E3F2-DS10B4-N
מערכת ראייה	קיינס	CV-X-300