制造业装配线的前世今生:未来将会应用更多的机器人

国际金属加工网 2019年04月09日

装配线一直被认为是20世纪最伟大的创新之一。它对工业世界的影响非常地大,以至于没有采用这种做法的企业很快就灭绝了,而这也是帮助汽车融入美国社会的关键因素之一。

早期装配线的概念

在工业革命之前,各种制成品通常是由手工制作的,工人们只对产品的某一部分掌握专业知识,而每个工人会使用简单的工具去创建自己的那一部分,在每个组件被精心制作出来之后,它们将被放在一起,最终组装成一个完整的产品。

早在12世纪,在威尼斯军火库制造船只的工人们就已经会把船的部件放到运河里组装部件,在部件往下游漂浮的每一站中,在水中漂浮的部件都会被安装上新的部件。在其最成功的时期,威尼斯兵工厂每天可以完成一艘船。

伊莱·惠特尼和可互换零件

随着工业革命的开始,机器开始代替人手工作,而由于机器的普及使用,工厂也逐渐取代了手工小作坊。这一变化正是由EliWhitney设计的可互换部件概念实现的。

可互换部件的概念最早出现在枪支行业,当时法国枪械匠奥诺雷·勒布朗(HonoreLeBlanc)提出了使用标准化枪支部件的想法。在此之前,火器都是单独手工制作的,因此每一件武器都独一无二,坏了的话也不容易修理。但枪匠们意识到勒布朗的想法可能会对他们的定制作品产生影响,所以这个概念没有流行起来。另一位欧洲工匠也有类似的想法,来自英国的海军工程师塞缪尔·边沁(SamuelBentham)在为船只生产木制滑轮时就使用了统一的部件。

直到伊莱·惠特尼(EliWhitney)在美国提出这一想法,这种做法才开始流行起来。伊莱能够在很短的时间内,使用大量生手工人和标准化设备以低成本生产大量相同的枪支部件,这种方法同时也使得修理和更换枪支零件变得更加方便。

兰塞姆·奥茨

兰塞姆·奥茨于1901年创建了装配线并申请了专利。转而采用这种方法使得他的汽车制造公司在一年内的产量增加了500%。曲线Dash模型能够以每天20台的超高速度生产。

当时,Oldsmobile品牌得以创造了出一款价格低廉、组装简单、功能时尚的汽车。他们的汽车是第一辆大批量生产的汽车。奥茨的装配线方法是第一个应用于汽车工业的方法,也是亨利·福特创造其新型装配线的原型。

亨利福特

亨利福特使用移动平台的输送系统改进了装配线的概念,在这个输送系统中,车辆的底盘被一根绳子拖着,从一个站拖到另一个站,以便各个站的工人组装部件。

用这种方法,一部ModelT的生产时间只需要90分钟,或者说,在最好的年份里生产量可将近200万台。因此,福特常常被誉为装配线之父,更恰当地说,他是汽车大规模生产之父。

大规模生产和机器人时代

在整个20世纪50年代和60年代,世界各地的工程师都将机器人作为工业发展的一种手段进行实验。通用汽车公司在1961年安装了自己的机械臂来协助装配线。1969年,斯坦福大学的工程师维克多·沙因曼发明了斯坦福臂,斯坦福臂是一个六轴机器人,它可以以连续重复的模式移动和组装部件,这个发明扩大了机器人的用途,使其继续应用于现代装配的过程中。在荷兰飞利浦电子厂,生产是由分配有特定任务的机器人手臂完成的。

如今,机器人技术正达到一个全新的复杂程度。像RethinkRobotics这样的公司正在努力开发能够与人类一起工作的适应性制造机器人;这些机器人将有助于提高效率和生产率。RethinkRobotics特别致力于使他们的机器人具有低成本和用户友好性的特质。RethinkRobotics公司的巴克斯特(Baxter)机器人最早于2012年推出,目前一直在进行升级。

UnboundedRobotics公司最近也推出了一款名为UBR-1的机器人,这款机器人具有操作性、智能性和机动性,但是成本低于5万美元。它被提供给大学作为一个研究平台,它类似于巴克斯特,但可以移动。这个单臂机器人可以完成需要人类完成的任务,并提供先进的软件和最先进的硬件。UnboundedRobotics公司一直在接受UBR-1的订单,并计划在今年夏天开始发货。

有人认为机器人性价比低、或者它们将取代人类在工作场所的地位,但事实上,像巴克斯特那样的机器人每小时成本大约只需要3美元,并且由于这些机器人和其他协作机器人的出现,在这十年里我们还会获得三到五百万的新就业机会。

很明显,机器人已经并且肯定会在未来的制造业中继续占有一席之地。随着我们每年看到的技术增长,在不久的将来,机器人领域将会有很多伟大的事情发生。


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雷尼绍

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