كيف يساعد 11 روبوتًا تعاونيًا في تجميع السيارة الكهربائية Fiat 500
Stellantis N.V. شركة متعددة الجنسيات لتصنيع السيارات مقرها هولندا، نشأت نتيجة اندماج شركتي PSA وFiat Chrysler Automobiles. ركّبت الشركة 11 روبوتًا تعاونيًا من طراز المناور من Universal Robots (UR) في مصنعها Mirafiori في تورينو (إيطاليا) لأتمتة عدد من العمليات المعقدة على خط التجميع ومراقبة جودة السيارة الكهربائية الجديدة Fiat 500.
وقد حققت تطبيقات العمل التعاوني التي طُوّرت في Mirafiori مزايا ملموسة من حيث دقة الأداء وجودة العمل، كما حسّنت الergonomics في عدد من العمليات التي كانت تُنفَّذ يدويًا من قبل.
التحدي
على خط إنتاج السيارة الكهربائية Fiat 500، احتاجت بعض عمليات التجميع ومراقبة الجودة إلى تطبيق تقنيات أتمتة خاصة لضمان الجودة والتكرارية المطلوبتين لتلبية معايير المنتج. وإضافةً إلى ذلك، ونظرًا لارتفاع متوسط عمر عمال المصنع نسبيًا، كانت مسألة الراحة الergonomic مطروحة بإلحاح.
الحل
قررت Stellantis استخدام الكوبوتات من UR قبل عدة سنوات. وقد حرّرت الأتمتة التعاونية المشغلين من المهام اليدوية المتكررة والشاقة جسديًا، ليتمكنوا من المشاركة في عمليات ذات قيمة مضافة أعلى.
تتولى 11 كوبوتًا من UR الآن أتمتة المهام التالية:
- عزل أبواب السيارة بطبقة مانعة للماء (يعمل كوبوتان من طراز UR10e بالتوازي)
- تثبيت السقف القابل للطي (تفعيل مسار الطلاء الأساسي والفحص البصري لضمان الترطيب الصحيح لشريط اللصق حول المحيط) (كوبوت واحد من طراز UR10e)
- فحص أبعاد إطار السقف القابل للطي (كوبوت واحد من طراز UR10e)
- تثبيت باب صندوق السيارة بمسامير عمياء على إطار الصندوق (كوبوت واحد من طراز UR10e)
- تثبيت غطاء المحرك (كوبوت واحد من طراز UR10)
- شد مفصلات الباب الخلفي الجانبي (كوبوت واحد من طراز UR10)
- تثبيت الرفرف الواقي (كوبوتان من طراز UR5 وكوبوتان من طراز UR10)
جرى إدخال كوبوتات UR في مصنع Mirafiori تدريجيًا، حتى يتمكن المشغلون من فهم طريقة عمل العمليات المؤتمتة فهمًا كاملًا.
«كخطوة أولى، قررنا تركيب كوبوت من UR في مطعم الشركة ليقدّم أكواب الماء للموظفين أثناء استراحة الغداء. وقد أتاح ذلك لعمال خط الإنتاج أن يتحققوا بأنفسهم من أمان الكوبوتات وطابعها التعاوني، وأن يتجاوزوا أي مخاوف تتعلق بسلامة التطبيقات اللاحقة»
النتائج
بعد نجاح هذه التجربة الأولى، رُكّبت كوبوتات UR لتنفيذ مهام على خط إنتاج السيارات الكهربائية 500:
تطبيق الطبقة المانعة للماء على أبواب المركبات
يعمل كوبوتان من طراز UR10e بالتوازي على خط تجميع الأبواب. يرصد نظام الرؤية الآلية وصول الباب ويفعّل الكوبوت الذي يضغط باستمرار على القماش بواسطة بكرة مثبتة على معصمه، مما يلصقه على لوح الباب.
يُعد هذا التطبيق معقدًا بصورة خاصة، لأنه يتطلب من الكوبوت أن يتحرك على مسار معقد في مساحة محدودة، متجنبًا النتوءات الخاصة بدبابيس الضغط على اللوح، ومحققًا إحكامًا كاملًا للبطانة لمنع تسرب الماء. وتعمل الكوبوتات بدقة تصل إلى الملليمتر، مع ضمان تكرارية قدرها +/- 0,05 مم.
«حسّن كوبوت UR الergonomics في هذا التطبيق بصورة ملحوظة. فقد كان تطبيق البطانة يتطلب من المشغل الضغط باستمرار بواسطة بكرة ذات عزم قابل للقياس، وهي مهمة كان من شأنها على المدى الطويل أن تُلحق الضرر بمفاصل اليدين وتسبب أمراضًا في الجهاز الحركي. وهكذا حقق الكوبوت ميزتين: الدقة العالية وجودة العمل، إضافةً إلى تحسين الergonomics وراحة مشغلينا»
تجميع السقف القابل للطي
يعمل كوبوتان من طراز UR10e على خط تجميع السقف القابل للطي لطراز Fiat Cabrio 500. ينفّذ الكوبوت الأول عمليتين مختلفتين. فباستخدام وسادة مدعومة بجهاز قبض خاص، ينظف UR10e مسار الطلاء الأساسي ويجهزه، ليُوضع عليه لاحقًا الغراء الذي يثبت السقف القابل للطي بالإطار.
أما العملية الثانية فهي مراقبة الجودة، حيث يتحقق نظام الرؤية الآلية من استمرارية الشكل الهندسي وأبعاد شريط اللصق. ويعمل الكوبوت الثاني بتناغم مع روبوت بشري الشكل.
بعد تجميع السقف الناعم، يُفتح على دعامة خاصة ثم يرفعه الروبوت. عند هذه النقطة يفحص الكوبوت الثاني من UR أبعاد إطار السقف القابل للطي (عبر نظام الرؤية الآلية) للتأكد من مطابقة المقاسات. وبعد تأكيد المطابقة، يُنزع السقف الناعم من الخط بواسطة روبوت بشري الشكل.
يقدم هذا التطبيق عددًا من مزايا الأداء والجودة. تتحقق الكوبوتات من صحة وضع الغراء، وتفحص أبعاد إطار السقف القابل للطي.
تثبيت الباب الخلفي بالمسامير
على خط تجميع الأبواب لسيارة Fiat 500 الكهربائية، جرى ضبط كوبوت من طراز UR10e لتثبيت 10 مسامير عمياء بالضغط، تربط تقوية مفصلة الصندوق بإطار الصندوق. يضع المشغل إطار الباب الخلفي وتقويات المفصلات على محطة العمل، ثم يترك للكوبوت مهمة تحديد الموضع وتثبيت المسامير.
يوفر استخدام الكوبوت مزايا في الأداء والergonomics. وفي الوقت نفسه، يضمن الرصد المستمر لمعايير الدخل والخرج في محطة العمل جودة عملية أعلى وأكثر استقرارًا.
تثبيت غطاء المحرك
في هذا التطبيق، يصل هيكل السيارة إلى محطة العمل وغطاء المحرك مركّب عليه في وضع الإغلاق، والمفصلات المسمارية مُدخلة من قبل المشغلين في المحطة السابقة. وما إن يُضبط الشكل الهندسي للغطاء، حتى يتحرك الكوبوت (UR10) إلى الموضع المطلوب، ويشد أربعة مسامير بعزم الشد الصحيح.
تتمثل المزايا الرئيسية لهذا التطبيق في الجودة والكفاءة والergonomics، نظرًا إلى أن الهيكل يصل إلى المحطة وهو مغلق، مما يجعل الشد الصحيح أمرًا بالغ الصعوبة. ولأن المسامير المفصلية التي يجب شدها غير مرئية، فقد يُغفل المشغل أحدها بسهولة أو يشده بطريقة خاطئة. كما يحسّن الكوبوت الergonomics في العمل، إذ يحرر المشغلين من العمل في وضعيات غير مريحة.
شد إضافي لمفصلات الأبواب
تطلّب طراز Fiat 500 المزوّد بباب جانبي خلفي إضافي تطبيقًا مؤتمتًا قادرًا على تنفيذ دورة شد معقدة. وبفضل أداة مؤتمتة متطورة مزودة بكوبوت، يُوضع الباب في موضعه الصحيح على هيكل السيارة. ثم ينفذ الكوبوت عمليات الشد من الخلف.
يلبي الكوبوت متطلبين تقنيين مختلفين: فهو يحرر المشغل من شد المفصلات في وضعية غير مريحة، حين لا يستطيع رؤية الموضع الصحيح داخل هيكل السيارة، كما يمنع ارتداد أداة الشد (التي تعمل بعزم قدره 75 نيوتن متر) فيضرب يد المشغل.
تثبيت الرفرف الواقي
في هذه المحطة من خط الصفائح المعدنية، يصل الهيكل وقد رُكّب عليه الرفرفان الأيمن والأيسر. وقد رُكّب كوبوتان من طراز UR5 وكوبوتان من طراز UR10s على منصة تنخفض على المحور Z بالنسبة لجسم السيارة. تُغلق أجنحة المنصة لتثبيت الشكل الهندسي وتفعيل عملية شد 24 مسمارًا تثبت الرفارف. ويُزوَّد كل كوبوت من الكوبوتات الأربعة بمفك براغي أوتوماتيكي يتحكم في عزم الشد.
يقدم هذا التطبيق مزايا متعددة. تضمن الأتمتة التعاونية مزايا في الergonomics للمشغلين (الذين لم يعودوا مضطرين للعمل أسفل هيكل السيارة). ولأن المسامير تُشد بعزم محدد، يُستبعد إجهاد الشد الواقع على الأجزاء المعدنية الرقيقة. وإضافةً إلى ذلك، يُختصر زمن الدورة، مما يرفع إنتاجية المحطة بأكملها.
