为什么在质量控制中需要机器人？

制造商在质量控制中使用机器人变得越来越普遍。让我们探索这些高科技机器带来的具体好处。

使测量更易于管理

测量检查是许多质量控制过程的关键部分。但是，当涉及处理精密组件时，它们可能会变得更加复杂。这就是为什么有些人有兴趣让机器人接管。

在精密光学制造和计量设备制造商 OptiPro，领导者寻求构建一种解决方案，让客户能够自动测量光学镜头。以前的方法要求用户在将组件送入机器进行最终检查之前手动测量组件。自动化替代方案包括一个配备智能夹具的协作机器人。

进行机器人可行性研究的一个重要部分是让机器接触各种尺寸、质量水平和类型的样品部件。这样，结果对于确定该技术在现实世界中的表现最有用。测试还验证了机器人不会损坏敏感组件。

“对于许多不同的脆性材料、陶瓷和光学应用来说，零件处理可能是一个问题，”OptiPro Systems 的计量协调员 Dave Mohring 说。“在这里，我们正在实施一个可以自动装载和卸载零件的机器人。”

首先，机器人抓取器拾取并测量组件。然后它将详细信息发送到坐标测量机，坐标测量机会自动加载正确的软件来检查工件。

在三坐标测量机验证零件的细节后，它会根据检查是否通过，将信息发送给机器人。这种改进的过程可以在更短的时间内检查更多的组件。它还使操作员腾出时间来处理其他任务。

机器人以微米级精度进行表面测量

最近的另一项发展涉及研究人员开发一种轻型光学系统，用于对产品表面进行机器人 3D 检测。他们相信他们的工作可以改善半导体和电视组件等产品的质量控制流程。

“我们的系统可以以前所未有的灵活性、精度和速度组合来测量 3D 表面形貌，”项目联合负责人 Daniel Wertjanz 说。“这减少了浪费，因为可以实时识别制造问题，并且可以快速调整和优化流程。”

安装在机械臂上的测量系统只有浓缩咖啡杯那么大。该团队还考虑了许多制造设施的高振动环境，确保该技术在这种条件下仍能按预期工作。

为可持续再利用做贡献

了解电动汽车 (EV) 电池的人士警告说，必须进行讨论，以确保这些电源不会最终被丢弃在垃圾填埋场。他们正在探索各种再利用和材料回收的选择。通过检查电池性能，机器人可以在这些活动中发挥重要作用。自动测试结果可帮助人们确定这些电源的健康状况以及如何处理退役电池。

研究人员开发了一种机械臂，可帮助对日产 EV 的退役电池进行电化学阻抗谱测试。他们手动收集测试数据，然后将其与机器人记录的结果进行比较。

结果表明，该机器获得了与人类相当的结果，并且在此过程中不需要监督。研究人员表示，这一成就可以帮助对退役电池模型进行分级，而不会使人们面临潜在危险。

让机器人通过电池拆卸保持高品质

机器人还可以通过大大改善仍然很大程度上低效的电池拆卸过程来支持质量控制。美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员开发了一种机器人系统，可以保护人们免受这项任务的众多危害，包括有毒化学物质。

Tom Lograsso说：“自动拆卸包含关键材料的部件不仅消除了劳动密集型手动拆卸，而且提供了一种有效的过程，将部件分离成更高价值的流，其中关键材料集中到单个原料中进行循环加工。”，能源部关键材料研究所所长。“这一附加值是建立经济可行过程的重要组成部分。”

该项目的工作人员表示，由于时间关系，当人类必须手动拆卸电池组时，会出现重大瓶颈。他们说机器人的速度要快得多。此外，人类通常比机器给过程带来更多的可变性。他们感到疲劳或训练不足，这可能会影响成绩的整体质量。机器人可以连续工作并保持稳定可靠的输出。

实现持续改进

机器人颠覆了许多传统工艺，帮助各行各业的人们追求更高的质量，同时注意到其他相关的好处。机器人可以在建筑行业3D打印结构，帮助确保它们符合项目的严格规范。

在质量控制中使用机器人对于确定产品是否经得起实际使用也很有价值。机器往往比人类更快地得出这个结论，因为它们使一个项目受到重复运动的影响。三星依靠机器人来测试可折叠手机的耐久性。这样做有助于公司员工了解零件是如何以及何时发生故障的。这些信息被纳入改善未来设备质量控制的决策中。

机器人大约每秒折叠手机三次。在119380次折叠后，一半的屏幕停止工作，一个弹簧从铰链上脱落。在120168次折叠后，手机的铰链卡住了，需要额外的力才能打开。

然而，在三星进行的其他测试表明，这款手机的续航时间应该比这更长。该公司的代表估计，该设备可以承受 200,000 次折叠，如果人们每天折叠 100 次，它可以使用五年。如果在此之前失败，正如机器人测试所暗示的那样，实际设备的使用寿命可能接近三年。

三星的工程师使用这些测试结果来精确检查导致手机故障比预期更快的原因：是与外部组件有关，还是与内部工作有关，还是两者兼而有之？

此外，在质量控制中使用机器人可以更快地获得结果。这允许团队成员获取信息，以了解某些设计更新是否具有预期的效果。这是机器人如何支持组织的持续改进文化的一个很好的例子。

依靠机器人进行质量控制带来了令人印象深刻的结果

这些例子强调了为什么在质量控制过程中使用机器人是一种越来越受欢迎的选择。但是，采用这种方法并不是一个快速的解决方案。它要求决策者清楚地了解他们想要实现的目标，并愿意投入必要的资源来实现它。机器人并非万无一失，但投资于高科技选项通常可以发现挑战并提高关键或需求物品的整体质量。

审核编辑 黄昊宇