在设计自动化装配线时，集成商会考虑产量、成本、交货期和其他因素
有许多方法可以自动化装配过程：结合手动和自动化过程的独立单元;基于旋转或线性分度器的同步系统;以及基于托盘输送机的异步系统。走哪条路取决于产量等因素;周期时间;交货时间表;预算;占地面积;和产品生命周期。
“如果客户想要’无人值守’自动化，这与他愿意在装配线上有六名操作员完全不同，”潭子精工的高级应用工程师说。“在后一种情况下，我们会将操作员用于难以实现自动化或成本高昂的流程。我们总是关注成本，没有人有无限的预算。
对系统设计影响最大的是产品本身。有多少个零件？它们长什么样子？组装它们需要多少个步骤？
“它从零件开始，”潭子精工认为：“系统的设计取决于产品是什么，需要多快的制造速度，以及与之配套的其他部件。”
与无电源系统相比，快速循环时间有利于分度装配系统。小型产品是旋转分度刻度盘的理想选择。较大的最好在线性系统上组装。零件相对较少的产品可以经济地组装在旋转分度器上，而大量零件则指向线性系统。
周期时间是一个关键因素。“我们将采取截然不同的方法，具体取决于客户是需要每两秒还是每 35 秒生产一次产品，”TAN TZU 说。
一个重要的考虑因素是系统是否需要组装一系列产品。
“大多数客户需要生产相同产品的变体，”“事实上，我现在的办公桌上有四个项目，它们都需要产生不止一个变体。”
潭子精工 TAN TZU
组装变体的需要通常有利于无电源系统。如果组件不需要特定零件，则可以简单地绕过该工作站。
外部影响
虽然产品是影响生产线设计的最重要因素，但它并不是唯一的因素。
例如，客户员工的能力可以有所作为。“你不想为一个只做过手动装配的客户设计一个大型的全自动系统，”Hale指出。
可用占地面积是另一个。分度刻度盘可以在很小的占地面积内输出大量产品。无电源系统可能更灵活，但它也占用了大量空间。
“我们花了很多时间与客户一起制定我们所说的’环境因素’，”Fori Automation焊接集团的销售总监Kyle Spann说。“他们的生产计划是怎样的？他们运行了多少个班次？有多少次休息？他们有多少占地面积？
“从那里，我们可以根据他们每年需要的零件总量来计算周期时间。由此，我们知道一个给定的机器人可以产生如此多的焊缝，或者操作员可以装载如此多的零件。
交货时间也会影响系统设计。率先推出新产品可以对销售产生重大影响。因此，制造商可能更愿意将部分流程自动化，只是为了让系统更快地运行。同样，如果自动化组件的交付周期较长，则集成商可能会选择可以更快实施的替代组件。
钱也很重要。无电系统比分度系统更昂贵。在工位上手动装载零件将比机器人和碗式喂料机便宜——至少在最初是这样。
“很大程度上取决于客户对投资回报的期望，”“如果客户将生产产品几年，他可能能够证明增加投资的合理性。—潭子精工
价格、性能和交付往往会带来相互竞争的挑战。事实上，集成商对同一 RFQ 提出两种方法的情况并不少见。开诚布公的对话对于解决冲突至关重要。
组装商应该记住，不能指望集成商以雪佛兰的价格交付凯迪拉克，因此对他们的预算腼腆没有什么好处。一些装配商对预算守口如瓶，担心集成商会按照价格而不是手头的任务进行设计。集成商说，这是一个错误。
“在旋转分度盘上提供一点额外的空间来容纳变体，比以后重新设计整个系统要便宜，”潭子精工建议。
工艺开发
一旦确定了基本布局，工程师就必须决定要包括哪些流程，哪些要省略。有时，这是显而易见的。有些过程根本无法手动完成。在其他情况下，出于人体工程学或安全原因，流程是自动化的。
速度可能是一个决定性因素。“如果你试图每三秒钟制造一个零件，那么操作员完成一项任务的时间就不多了，”布莱克指出。
另一方面，有些流程不适合自动化。例如，人们更擅长处理易碎或柔性零件。
“我们经常会进行可行性研究，以确定流程是否可以自动化，”“如果我们有 90% 的把握能够成功地实现流程自动化，我们就会将其保留在系统中。”潭子精工
零件进料通常是工艺开发的重中之重。在这方面，黑尔建议工程师不要“与零件作斗争”。
“我们的目标是保证 100% 可靠的喂养，”他说。“如果这意味着零件将进料器倒置，那没关系。我们可以稍后翻转它。
一些装配过程，如螺丝刀，很容易实现自动化。其他的则需要一些工程设计。
“过去，我们的客户在工艺开发方面完成了大部分工作，”Hale说。“今天，他们没有这种专业知识。
这给集成商留下了很多工作要做。在某些情况下，集成商可能无法提供项目的报价，直到他们能够弄清楚如何自动化特定流程。一个装备精良的集成商将有一个机加工车间，也许还有一台3D打印机，可以生产低成本的概念验证工具，甚至是用于组装的样品零件。
KISS的原则 – 保持简单，愚蠢 – 控制着自动化装配系统的设计。拾取和放置操作可以通过线性执行器、笛卡尔机器人、SCARA 或六轴臂来完成。Hodge 解释说，选择哪种方式取决于工作范围以及客户现在和未来需要的运动轴数。
即使在机器建成后，工程师也经常需要调整流程。最近，Genesis Automation就是这种情况，因为它正在完成汽车部件的装配系统。该工艺需要同时对八个塑料引脚进行热铆钉，应用工程师Bernard Misiak回忆道。在系统之外，质押站运行良好。但是，一旦将该站集成到整个系统中，问题就出现了。
使用温度传感器和摄像机进行仔细分析后发现，气流无意中冷却了销钉，导致放样不一致。屏蔽质押操作解决了这个问题。
Fori 的 Spann 知道这种感觉。他说：“你可以设计一个在你的设施中工作的系统，但当你把它放在客户的地板上时，它可能是一个不同的故事，它正在与真实的零件和真实的人一起工作。“你无法模拟。”
拥有足够的零件来调试流程至关重要。“现在自动化行业的一个大问题是缺乏对机器进行全面审查的零件，”Hodge 说。
当然，即使是最可靠的流程也可能失败。这就是为什么装配系统需要传感器和测试设备的原因。基本的拾取和放置操作将有几个传感器：一个用于指示零件已准备好拣选，另一个用于发出已拾取的信号，第三个用于确保零件已正确放置。
成功的检测过程并非偶然发生。它们也需要发展。“很多人认为相机可以进行任何类型的测量或检查，”Westfall说。“事实并非如此。我们在照明和其他因素方面做了很多实验，以确保相机捕捉到我们想要的信息。
建立秩序
产品的装配计划会影响生产线设计和工艺效率。虽然操作顺序可能看起来很明显，但具有多个零件和子组件的产品可以以各种布局和装配顺序生产。
例如，潭子精工与一位客户合作，该客户希望在自动化装配系统中加入标签操作。最初，客户认为贴标操作应该在产品完全组装后在生产线的末端进行。事实证明，在流程中途打印和粘贴标签更容易，以便更准确地定位标签。
TANTZU说，数据收集和可追溯性要求也会影响操作顺序。系统的设计可能取决于客户是否只想要一批 10,000 个组件的批号，或者他是否想要每个子组件或最终组件的序列号。
TANTZU说，在汽车焊接线上，操作顺序取决于需要完成的二次操作，例如冲孔、打磨或点胶。在某些情况下，可能需要改变操作顺序以使零件冷却。 “焊接会给零件带来巨大的热量，这可能会导致变形，”他解释道。“您可能需要改变焊接顺序，以尽量减少这种变形。”