במאמר הקרוב נאמוד על פתרונות האוטומציה והרובוטיקה- מהו הפתרון הנכון, ההבדלים בין המונחים והאופציות שיש בשוק בשנת 2020.
כיום קיים קושי למתוח קו ברור בין סוגי הפתרונות. כמעט בכל פתרון אוטומציה ניתן למצוא מאפיינים רובוטיים. ובהרבה מיקרים משתמשים ברובוט לבצע עבודה אוטומטית שלא מצריכה כישורים אופייניים לרובוט. תחילה נגדיר את שני התחומים שחופפים בחלקים גדולים ומשיקים ביישומים רבים.

רובוטיקה-

פתרון רב תחומי (מולטי דיציפלינארי ) המשלב בתוכו, הנדסת מכונות, הנדסת אלקטרוניקה, והנדסת תוכנה. כל אלה משולבים ביצירת מכונה בעלת יכולת תנועה עצמאית על פי מידע שמגיע מחיישנים שונים. למכונה "יכולת תבונית", כלומר לאחר הגדרת הפעילות שיש לבצע ה"רובוט" מבצע בעצמו.

אוטומציה-

(מיונית פועל מעצמו) שימוש באביזרים מכניים, אלקטרוניים, על מנת לבצע סידרת פעולות ברצף, ללא מגע יד אדם.

אז מה ההבדל?

היכולת לגמישות ברובוט בעוד האוטומציה קשיחה ומתקשה בשינויים.  רובוט הנו סוג של אוטומט הכולל בתוכו מחשב המאפשר לרובוט בחירה של מצבי פעולה וסדור מהלך הפעולות  באופן שונה. כיום מערכי אוטומציה כוללים בדרך כלל פיקוד ממוחשב המאפשר גם להם רמת גמישות מסוימת וההבדלים ברמת הפיקוד והבקרה הולכים ומיטשטשים. מכאן אפשר לראות שההבדל המשמעותי היום הנו במבנה מכני המאפשר גמישות תפעולית. לסיכום אוטומציה תבצע ייצור בן מספר פעולות ללא יכולת להחליף  או לשנות ייצור באופן משמעותי. הרובוט לעומת זו יכול לבצע פעולות שונות על גבי מוצרים שונים לחלוטין.

הרובוטים החלו לחדור באופן מסיבי לתעשיית הפלסטיק עם העלמות כוח האדם הזול. התפיסה הייתה להוסיף רובוט קרטזי שמוציא את המוצר מהמכונה ומניח על גבי מסוע או שולחן לעירום או לפעולות המשך על ידי עובדים. בשיטה הזו נחסך כוח אדם וכבונוס הרוויחו המפעלים שיפור באיכות המוצר כתוצאה מיציבות הייצור ומעבודה רציפה בקצב אחיד בכל המשמורות.

בתעשיית ההזרקה נפוצו בעבר מניפולטורים להפרדת עוקצים או שליפת מוצרים.

לאחר מכן נוספו רובוטים של שלשה צירים קשיחים שיכלו להוציא מוצרים ולסדרם על גבי שטח נתון במספר ערמות לפי גודלם ומבנה המוצר .בתחילה הופיעו רובוטים אלה במכונות גדולות ובהמשך התפשטו למכונות בינוניות וקטנות. המגמה הזו המשיכה לרובוטים בעלי 6 צירים לשליפת מוצרים מורכבים והכנסת חלקים, לביצוע הזרקה הל גבי חלקים שהוכנו בתהליך קודם או טכנולוגיה שונה, כגון עיבוד מתכת, עץ, בד וכ"ו.

בעשור האחרון ראינו מעבר מצירי הינע באמצעות אויר או מנוע חשמלי פשוט לצירים מונעים  מנועי סרוו חשמליים. המעבר הזה אפשר תנועה מהירה יותר מדויקת בהרבה האפשרויות הקודמות. במקביל ניתן לקבל בקלות יחסית ובגמישות גדולה שילוב של תחנות עבודה נוספות כגון חיתוך הדבקה והדפסה הכנסת מדבקות (IML ו IMD)  תוך שמירה על אוריינטציית החלק וללא מעורבות מפעיל.

ציוד משלים

ניצול מרבי של הרובוטים ויכולת הסידור שלהם התבטא בהעברה של המוצר לתהליך משני ובאפליקציות פשוטות כגון הדבקת מדבקה שתתבצע בעוד הרובוט מחזיק את המוצר. ניצול כזה יכול לאפשר גם הזנה למכונות עיבוד משני .מכאן הדרך לתאי ייצור הייתה קצרה. הגיבוש של שיטה זו החל להניב פתרונות מותאמים לעבודה בצמוד למכונה העיקרית. היצרנים החלו להציע פתרונות כוללים המבוססים על רובוט וציוד היקפי המשולבים לעבודה יחד ובסביבת עבודה שלא תפגע במוצר הסופי ומשפרים את תהליכי האוטומציה והרובוטיקה במפעל.

לדוגמה: שילוב של מגרסה רגילה בתא ייצור אבק פלסטי שעשוי לפגוע במוצר או במכונה. בכדי למנוע פגיעה בייצור ועדיין להשתמש בחומר שנגרס בתהליך פיתחה HARMO יפן מגרסה דוחסת שיוצרת מהחומר נגרסה גרגרים ללא אבק ובגודל אחיד שאינו פוגע ביציבות מחזור ההזרקה.

במוצרים מסוימים ניתן  לשלב מכונות נוספות כגון אריזה המכלה לקרטונים ומשטוח לשיפור מערך אוטומציה רובוטיקה במפעל. בצורה זו אפשר לחסוך שטח ריצפה ופינוי על ידי עגלות משטחים או משטחים.

אז מה קורה היום?

מגמה זו של תאי ייצור למוצר ספציפי או קבוצת מוצרים שדורשים עיבוד משני כגון הדפסה, קידוח, גריסת עוקצים, ואריזה תלך ותגדל ככול שתתאפשר יותר גמישות ברובוטים ובמכונות הייצור עצמן. יש לזכור שריצפת הייצור שתידרש תהייה גדולה יותר.

בכדי לנצל את יתרונות הרובוט יש לארגן את סביבת העבודה לקליטת החלקים הנפלטים מהמכונה. האפשרות הפשוטה והקלה ביותר הנה מסוע שיפנה את החלקים מאזור ההנחה של הרובוט וייצור מצבור בקצהו שיפונה בתורו באמצעים אחרים או כוח אדם. אפשרות נוספת הנה מחסנית מערום של ארגזים שישונעו למחסן בהמתנה לפעולות נוספות או להרכבה בקבות חלקים של מוצר מוגמר. בשיטה זו הרובוט מניח את החלקים בארגז וכשזה מתמלא הוא מוחלף בארגז ריק שנערם במיקום נפרד וחת לזמן מפונים הארגזים המלאים ומוחלפים בארגזים ריקים

שילוב רובוטים בהזרקה בא בכדי לחסוך בכוח אדם, לשפר את איכות המוצר והספק המכונה. המגמה הרווחת כרגע הנה החלפת כוח אדם לפעולות פשוטות כגון חיתוך עוקצים אריזה ידנית, וכ"ו. כוח אדם זה בישראל. נמצא במחסור מזה זמן. יש לזכור ששילוב רובוטיקה, אוטומציה, וציוד היקפי סביב מכונת הייצור  העיקרית דורש כוח אדם מיומן (דרגי ביניים של מפעילים ,כנאים ומהנדסים) וגם בזה קיים מחסור בכוח אדם ובחסך של ידע , ניסיון טכני ורמת ידיעה.

רובוטיים ניידים

לאחר החליצה ממכונת ההזרקה והטיפול במוצר בתוך תא הייצור מגיע השלב הבא שבו יש להעביר את המוצרים שהם בתהליך או מוצרים מוגמרים לאחסון ביניים או שילוח ללקוחות. עלות השינוע מנקודה א לנקודה ב על ידי כוח אדם עשויה להגיע ל 2/3 מעלות הייצור הכוללת. העלויות הגבוהות נובעות מיעילות נמוכה, טעויות אנוש אובדן מוצרים וכ"ו. בכדי לצמצם את העלויות ולמנוע את נזקי ההעברה בתוך המפעל פותחו רובוטים ניידים. הרובוט הנייד הנו רכב אוטונומי אינטליגנטי המסוגל לנוע מנקודה  לנקודה במסלולים משתנים , כלומר לא קשיחים. הרובוטים האלה יודעים לעבוד בסביבת אדם ולשנות נתיבים ולעקוף מכשולים. בעבר היו רכבים תוך מפעלים אך אלה חייבו מערך קשיח של מסלולי תנועה. Automated guided vehicle והשוני היום ביכולת תנועה ללא "מסילות" קבועות. רובוטים אלה מכונים Automated intelligent vehicle .

על גבי בסיסים ניידים אלה מורכבות  יחידות המותאמות  לצורכי הקו אותו הם משרתים. יחידות אלה מאפשרות אופטימיזציה וגמישות מרבית בניגוד למערכי מסועים קשיחים. היתרון שניתן להסיט את מקום האיסוף והאספקה בקלות. בנוסף שטח הרצפה קטן בהרבה.