החברה המודרנית מסתמכת באופן נרחב על מכונות מסוגים שונים. עניין זה בולט במיוחד בתעשייה, שעברה עם השנים מייצור ידני לייצור ממוכן ואוטומטי. פיתוח מכונות לתעשייה הוא תחום מקצועי וותיק, שבו נצבר ידע וניסיון רב אך עדיין יש בו לא מעט אתגרים, בייחוד כאשר מפתחים מכונה בעלת היבט יוצא דופן או חדשני במיוחד. מה כרוך בפיתוח מכונות כאלו? ריכזנו כאן את כל מה שאתם צריכים לדעת בנושא.
מהו פיתוח מכונות?
פיתוח מכונות הוא התהליך הכולל יצירה של מכונה חדשה כמוצר, מהרעיון הראשוני ועד לתוכניות הסופיות של המכונה ושל תהליכי הייצור שלה. הפיתוח יכול להתבסס על תכנונים קודמים, למשל לשם פיתוח דגם חדש של מכונה קיימת, והוא גם יכול להיות חדשני ואפילו ניסיוני מבחינות כאלה ואחרות. בכל מקרה, התוצר הסופי יהיה תכנון של מכונה שאפשר להתחיל לייצר באופן מסודר בייצור חד פעמי או בייצור סדרתי.
אילו סוגים של פיתוח מכונות קיימים?
כיוון שעולם המכונות רחב מאוד, ואיתו גם הצורך המוביל לפיתוח מכונות, אפשר לחלק את תחום הפיתוח לסוגים שונים, למשל לפי האלמנטים השונים במכונות שבהם יעסוק הפיתוח. הינה כמה דוגמאות:
- אוטומציה ורובוטיקה – האוטומציה מכניסה מורכבות טכנית רבה ודורשת מומחיות ניכרת, אך היא גם מאפשרת להשיג מכונות יעילות במיוחד, החוסכות זמן ומשאבים נוספים. ברמה המתקדמת ביותר של אוטומציה מדובר כבר על רובוטיקה
- חיישנים, זיהוי דיבור וראייה ממוחשבת – כדי שמכונה תוכל לפעול באופן חכם ומתוחכם, נעשה שימוש נרחב בחיישנים ובאמצעים המחקים את חושי האדם, כמו ניתוח מידע ויזואלי או קולי
- בינה מלאכותית ולמידת מכונה – אלו הם תחומי משנה מיוחדים ברמת התוכנה (שעליה נרחיב מייד)
- תקשורת ו-IoT – מכונות צריכות לתקשר עם סביבתן ולפעמים לתקשר גם עם מכונות אחרות. לשם כך דרושים אמצעי תקשורת, ומקובל לציין בהקשר זה את “האינטרנט של הדברים” (IoT)
עוד אפשרות לחלוקת הפיתוח לסוגים היא לפי סוגי המכונות שמפתחים:
- מכונות הרכבה – מכונות שנועדו להרכיב מוצרים שונים. הרכבה היא פעולה נפוצה מאוד בתהליכי ייצור שונים
- מכונות בדיקה – מכונות שנועדו לבדוק מוצרים מבחינות שונות
- מכונות למטרות ספציפיות – כגון מכונות קטיף לחקלאות או מכונות מיון לפסי ייצור בתעשייה
מהו התהליך של פיתוח מכונה?
תהליך פיתוח מכונות יתחיל מהגדרת המטרות והדרישות מהמכונה. במידת הצורך עשוי להידרש גם ייעוץ מקצועי ספציפי, בייחוד כאשר דרוש היבט פיתוח מיוחד ואולי יוצא דופן. בהתאם לכך יבוצעו אפיון ותכנון מתקדם, ולאחר מכן מפתחים אב טיפוס, שאותו משפרים וממנו ממשיכים לפיתוח הסופי.
איך מפתחים תוכנה למכונות?
מכונות כוללות היום במקרים רבים גם תוכנה ייעודית. התוכנה עשויה להיות חלק ממערכת חיצונית ששולטת על המכונה, כולל מחשב PC. היא עשויה להיות גם מוטמעת בתוך המכונה עצמה, ולה קוראים מערכת משובצת (embedded system). הפיתוח יעבור דרך שלבים הדומים בחלקם לשלבי פיתוח המכונה עצמה, כולל הגדרת דרישות, אפיון כללי של התוכנה, בחירת שפת פיתוח והיבטי תשתית נוספים, תכנון מפורט של התוכנה, פיתוח שלה בפועל וביצוע בדיקות תוכנה. ממשק המשתמש עשוי לעבור שלבי פיתוח נפרדים, והבדיקות עשויות להתבצע במהלך הפיתוח עצמו ולא רק בסוף. לתוכנה יהיה צורך להכין גם תיעוד מתאים, שיסביר נקודות מפתח כמו אופן התקנת התוכנה, כיצד היא תעודכן, מה עושים במקרי תקלה שונים וכדומה.
פיתוח וייצור מכונות הרכבה מסוג “קרוסלה”
מכונות הקרוסלה הן מכונות שצורתן עגולה ומסביב להן מספר תחנות להזנת החלקים אותם יש להרכיב. המכונה מחזיקה את החלק בבסיס מכני ומעבירה אותו בין התחנות השונות, בכל תחנה מזינים חלק נוסף ומשלבים אותו עם החלק הקודם.
בין תחנות ההרכבה ממוקמות תחנות בדיקה שתפקידן לבדוק שהחלקים הורכבו בצורה תקינה.
מכונת קרוסלה יכולה להיות מופעלת על ידי תחנות הרכבה פנאומטיות או מכניות, קצב ההרכבה במכונה פנאומטית יהיה בין 3 ל-6 שניות למוצר, בעוד שבמכונה מכנית ניתן לרדת לקצב של פחות מ-2 שניות למוצר.
החלקים מוזנים למכונה בעזרת מזינים ויברציונים או ממגשים יעודיים.
המכונה מתאימה להרכבת מוצרים המורכבים מ-4 חלקים ועד 8 חלקים.
פיתוח וייצור מכונות הרכבה אליפטיות (מבוססות שרשרת פלדה)
מכונה מסוג זה דומה למכונה בצורת קרוסלה, צורתה האליפטית מאפשרת לה להיות ארוכה יותר ולכן ניתן להרכיב במכונה יותר חלקים (בין 10 ל-26).
גם מכונה זו יכולה להיות פנאומטית או מכנית (מכונה מכנית מהירה יותר).
פיתוח וייצור מכונות הרכבה עם פלטים ומסועים
מכונות הרכבה מבוססות מסועים ופלטים מתאימות למוצרים גדולים יחסית ולקצב הרכבה איטי (בין 5 ל-8 שניות למוצר).
היתרון במכונת הרכבה מבוססת פלטים הוא בכך שניתן להוסיף תחנות עבודה ידניות מבלי לסכן את העובד. ברוב המקרים ניתן לשלב רובוטים בתחנות הרכבה בהם יש לבצע פעולת הרכבה מורכבת.
כמו במכונות צורת קרוסלה גם במכונה זו ממוקמות מצלמות וחיישנים לבדיקת איכות ההרכבה.
פנאומטי או מכני – איך מחליטים?
מכונות הרכבה פנאומטיות מבוססות על שימוש בלחץ אוויר ליצירת תנועה במערכת. יתרונותיהן של מכונות ההרכבה הפנאומטיות באים לידי ביטוי באמינות גבוהה ומחיר אטרקטיבי. מכונות ההרכבה הפנאומטיות אינן מצריכות הפעלה חשמלית, שולטות ברגולציה האלקטרונית ומבוססות על סרנים אנכיים ואופקיים.
מכונה מכנית מבוססת על ציר גלגלים ההופכים תנועה סיבובית לתנועה לינארית. מכונות אלו מהוות מענה אמין ומהיר בקנה מידה של הרכבה ב-1.8 שניות לחלק.
יתרונה של ארק אוטומציה מבוסס על יכולת אפיון מקצועית של סוג המכונה והפתרון המתאים לה. כל מכונה עוברת תהליך תיאום ציפיות, תכנון מפורט הכולל הגדרת האינטגרציה בין החלקים השונים, ייצור תחת פיקוח של PMO, הרכבת המכונה וביצוע בדיקות איכות שונות בהתאם להגדרת המכונה.
התאמת הפיתרון האידאלי ללקוח
המטרה הראשית העומדת לנגד עיני צוות הפיתוח והתכנון בארק אוטומציה הינה זיהוי ויצירת פיתרון אידיאלי המותאם לצרכים המשתנים של הלקוח. על מנת לפתח מכונות הרכבה יעילות, אנו מלווים את הלקוח לכל אורך התהליך, תוך מתן ליווי אישי ויחס לכל שאלה, בעיה או רעיון המופיעים בתהליך.
על מנת להחליט על סוג המכונה יש לבחון מספר פרמטרים: קצב, גודל המוצר, כמות חלקים, דיוק נדרש בזמן הרכבה, תחנות בדיקה ושילוב תחנות הרכבה ידניות .
פיתוח מכונות עם ארק אוטומציה
ארק אוטומציה היא הנציגה הרשמית של חברת CAMAS האיטלקית המובילה את ענף האוטומציה באירופה עם 30 שנות ניסיון. הודות לקשר ייחודי זה, ארק אוטומציה מציעה ללקוחותיה ליווי אישי המבוסס על נסיון רב בפיתוח מכונות הרכבה רבות.
לחברתנו ניסיון רב בהרכבת מוצרים שונים, ובבדיקת האיכות במהלך הרכבת המוצר וזאת כדי להשיג ביצועי מכונה גבוהים יותר ותוך מתן תשומת לב מירבית לאיכות התוצר.
הצלחותיה של CAMAS מבוססים על ידע שנצבר במשך שנים תוך שימוש בקבלני משנה מומחים המשולבים בבניית המכונה בתחומים שונים כגון: ריתוך, הלחמה, הברגה, הזנה, הדבקה, שימון, צילום ועוד.
הפיתוח המתקיים בארק אוטומציה מבוסס על שנים רבות של ניסיון המיושם בתכנון מדויק, תוך שימוש בידע נרחב בתחומים שונים. יישום הידע מצריך עבודה על פי שלבים מתוכננים המבוססים על מחקר והיכרות מעמיקה עם צרכי הלקוח, מאפייני החברה וערכי היסוד שלה.
לסיכום
כפי שאפשר לראות, פיתוח מכונות הוא נושא מורכב המחבר מומחים מתחומים שונים. הסוד להשגת תוצר איכותי בתחום זה הוא לעבוד מסודר וכמובן לעבוד עם מקצוענים.
