机器人的回收利用

发布时间：2011-07-21 作者：Dave Fox，CIM Systems 公司

　　若论成本最低，尤其是长期成本，机器人无疑优于刚性自动化。尽管问问Navistar发动机工厂的工程师和操作员吧。这家工厂生产六缸及八缸中型柴油发电机。尽管Navistar的部分工厂这些年来已向自动化方向发展，但直到1980年代末安装了第一台机器人后，才开始向智能化方向发展。

当生产需求改变时，两台极富经验的机器人不断地经历改装和重新调换。

　　1994年，当时Indianapolis的电动机工厂每天只能只能生产580台电动机，这限制了它的产量，此时，公司才对智能化更为重视。一项对使用寿命及设备正常运行时间图表进行的评估表明，生产线上的刚性自动化会延误交货。若用机器人代替专用元件，并对瓶颈机械进行改进，产量将不止翻一倍。通过这些努力，工厂安装了将近200个用于材料处理、机械管理、粘接剂涂覆、除毛刺、计量、装配、上漆、自动储藏及提取的ABB机器人。
　　比之机器人的速率及可靠性，更重要的一点是很多独立元件可以重新利用至少一次。政府下令减少柴油发动机的排放，极大地降低了数年来某种特定发动机模型的生产。因此，目前大多数生产线上的机器人都在服务于它们的第二或第三次发电机项目中了。比之其他采用刚性自动化的厂家来说，这是极大的竞争优势。

　　搬迁到新工厂
　　2009年7月，Indianapolis发动机工厂因经济萧条及对柴油小型货车需求的下降而停产。仍留存的V8产品由Huntsville发动机工厂重新开始生产。许多机器人从Indianapolis运送到其他Navistar的工厂，以进行调换。
　　调换的一个重要范例，是两台最初安装在7.3L的连杆生产线上的ABB IRB 1400机器人。购买这些机器人，是用于杆组件机械的组装和拆卸。组装机器人从传送带上分别捡起一根杆和一个盖子，再把这些部件安装在组件机械上。拆卸机器人则将组装好的杆移除，并放置在输出传送带上。周期时间只需7.5秒。
　　这些机器人是在1997年从系统集成商CIM System处订购的。最初的购买价格，包括吊臂、编程及集成在内，是每台$66,300。这些机器人一直为杆组装机械服务，直到1999年7月新的连杆流水线造成为止。退役之后，它们每台有26，250小时的在线生产时间，这意味着它们每小时的运行成本约为$2.50。之后，机器人从工厂运走，并送返CIM以备调换。

　　让旧机器人学会新技能
　　拆除之后，机器人被送返CIM，装上粘结剂涂覆杆头，然后被用于组装流水线上。那时，工厂使用一台轻便型涂覆机器人作为三台CNC设备的后备。轻便型机器人可用叉车移动，并在主要机器维修期间工作。既然已经能使用杆流水线机器人，工厂便决定也用机器人取代CNC设备。

初次重新部署需要对其功能进行微调以应用RTV。他们执行了此项功能超过20,000个小时。

购买机器人，最初是为了在连杆生产线上执行取放功能。从这条生产线上移除之后，它们的工作生涯才刚刚开始。

　　CIM已经为轻便型机器人设计了粘结剂涂覆工具，只需一周多一点的时间，便可实现对杆流水线机器人的调换。CNC设备被拆除，机器人被置于已有的基座上。机器人调换的开销，包括工具、编程及集成在内，为每台$7,800。
　　这些机器人继续为组装生产线服务，直到2003年工厂安装了一条新生产线。机器人再次离开工厂返回CIM以进行调换。截至那时，每台机器人的生产时间已有47，350小时。将最初的购买及调换费用平均分布到这些生产时间之中，每台机器人每小时的运行成本只需$1.60。
　　回收这些机器人之后，CIM马上着手为其改装修边杆。Huntsville工厂新的6.0L发动机缸体生产线有毛刺过多的问题，因此CIM及Navistar工程师决定使用机器人来清理缸体和台板上的毛刺。新工具采用了40,000RPM杆、碳化倒角钻头及自动工具转换器。
　　2003年7月，这些经验丰富的机器人被安装在Huntsville的缸体生产线上。唯一需要更换的东西，是操纵器底部的SMB电池。机器人的调换开销，包括杆、工具转换器、周边围栏、编程及集成在内，为每台$61,330。
　　此后，为了适用于6.4L发电机，机器人被重新编程，并继续在缸体生产线上服务。现在，每台机器人的工生产时间为72，200小时，等同于35年来每周工作40小时。按照初始购买费用、调换开销和工作时间量来计算，机器人每小时的运行成本仅为$1.88。
　　机器人仅在2004年出现了一次局部故障，为了替换一台机器人的底部电缆而花费了$1,875。机器人在这72,200小时内的能源及空气成本，估计为每台$21,660。这样，包括部件及水电费在内，对两台机器人的总投资为$316,055或每小时$2.19。假设操作员的平均时薪为$30.00，在同样的生产时间内，将支付多达$4,332,000的人工费。

　　这两台经验丰富的机器人仍旧在Huntsville电动机工厂进行生产。最近，它们接受了重新编程，以处理第三种类型的电动机，并在2010年初达到100,000小时的服务时间。
　　要取得这样的长期成功，需要对给定的机器人未来可能发挥的作用作出预期。这可能需要规定一个比初始项目所需更大的有效载荷容量或范围，但这样做能改善其调换潜能。如今，许多自动化项目的生命周期相当短，而机器人可转换到其他工作项目上，使它们具有更大的长期价值。（翻译：肖红练）