پولیش رباتیک در مقابل پولیش شیمیایی برای پرداخت جواهرات (هزینه های نیروی کار و یکنواختی سطح)

PFT، شنژن

چکیده
این مطالعه تکنیک‌های پرداخت رباتیک و پرداخت شیمیایی را برای تکمیل جواهرات ارزیابی می‌کند و بر کارایی هزینه نیروی کار و یکنواختی سطح تمرکز دارد. یک تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای با استفاده از مجموعه نمونه‌ای از 120 قطعه نقره و طلا انجام شد. پرداخت رباتیک از یک بازوی مفصلی شش محوره با سرهای پرداخت با سرعت متغیر استفاده می‌کرد، در حالی که پرداخت شیمیایی از حمام‌های اسید کنترل‌شده تحت شرایط استاندارد استفاده می‌کرد. اندازه‌گیری زبری سطح (Ra) با استفاده از یک پروفیل‌سنج تماسی ثبت شد و هزینه‌های نیروی کار بر اساس زمان فرآیند و مشارکت اپراتور محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد که پرداخت رباتیک یکنواختی سطح ثابتی (تغییر Ra ≤5%) را با هزینه‌های اولیه تجهیزات بالاتر اما هزینه‌های نیروی کار به ازای هر قطعه کمتر به دست می‌آورد. پرداخت شیمیایی یکنواختی قابل مقایسه را برای هندسه‌های ساده ارائه می‌دهد، اما تغییرپذیری بیشتری را در سطوح پیچیده نشان می‌دهد و هزینه‌های عملیاتی مرتبط با ایمنی بالاتری را متحمل می‌شود. یافته‌ها از انتخاب پرداخت رباتیک برای تولید جواهرات با حجم بالا و پیچیده پشتیبانی می‌کنند، در حالی که پرداخت شیمیایی برای تکمیل دسته‌ای ساده‌تر با سرمایه‌گذاری محدود مناسب است.

1. مقدمه

تکمیل جواهرات به دقت بالایی برای برآورده کردن استانداردهای زیبایی‌شناختی و کیفی نیاز دارد. صافی و یکنواختی سطح مستقیماً بر جذابیت محصول تأثیر می‌گذارد، در حالی که هزینه‌های نیروی کار تأثیر قابل توجهی بر اقتصاد تولید دارد. پرداخت رباتیک و پرداخت شیمیایی دو روش تکمیل گسترده هستند، اما عملکرد مقایسه‌ای آنها در مورد کارایی عملیاتی و ثبات سطح نیاز به ارزیابی کمی دارد. این مطالعه یک ارزیابی سیستماتیک را برای هدایت انتخاب فرآیند در تولید صنعتی جواهرات ارائه می‌دهد.

2. روش‌های تحقیق

2.1 رویکرد طراحی

یک چارچوب تجربی مقایسه‌ای ایجاد شد که بر ورودی نیروی کار و نتایج زبری سطح متمرکز بود. این مطالعه تکرارپذیری و تولید مثل را با آزمایش اجزای جواهرات یکسان تحت شرایط کنترل‌شده در نظر گرفت.

2.2 منابع داده

داده‌ها از یک کارخانه تولید جواهرات مستقر در شنژن در یک دوره چهار هفته‌ای جمع‌آوری شد. انواع اجزا شامل 60 آویز نقره و 60 حلقه طلا بود که طیفی از هندسه‌های سطح را نشان می‌داد.

2.3 ابزار و مدل‌های تجربی

• پرداخت رباتیک: بازوی رباتیک شش محوره (KUKA KR6) مجهز به سرهای پرداخت با سرعت متغیر، برنامه‌ریزی شده برای کنترل مسیر خودکار.

• پرداخت شیمیایی: تنظیم حمام اسید استاندارد با کنترل دما (25 ± 1 درجه سانتی‌گراد) و پروتکل‌های غوطه‌وری زمان‌بندی شده.

• ابزارهای اندازه‌گیری: پروفیل‌سنج تماسی (Mitutoyo SJ-410) برای اندازه‌گیری Ra، هزینه نیروی کار محاسبه شده از گزارش‌های زمان اپراتور.

تمام روش‌ها برای اطمینان از تکرارپذیری، از جمله اسکریپت‌های مسیر ربات، ترکیبات حمام شیمیایی و پروتکل‌های ایمنی، مستند شدند.

3. نتایج و تجزیه و تحلیل

3.1 مقایسه زبری سطح

جدول 1. مقایسه زبری سطح (Ra)

پرداخت رباتیک تغییرپذیری کمتری را در هر دو هندسه ساده و پیچیده نشان داد و از تکمیل یکنواخت اطمینان حاصل کرد. پرداخت شیمیایی تغییر Ra بالاتری را نشان داد، به ویژه در اشکال پیچیده.

3.2 ارزیابی هزینه نیروی کار

شکل 1. هزینه نیروی کار به ازای هر قطعه

تجزیه و تحلیل هزینه نیروی کار نشان داد که پرداخت رباتیک مشارکت اپراتور را 60٪ کاهش داده است، در حالی که پرداخت شیمیایی برای ایمنی و کنترل کیفیت به نظارت مداوم نیاز داشت.

4. بحث

4.1 تفسیر مکانیکی

یکنواختی بالاتر در پرداخت رباتیک به کنترل دقیق مسیر ابزار و نیروی تماس ثابت نسبت داده می‌شود. یکنواختی پرداخت شیمیایی به هندسه بستگی دارد و با قرار گرفتن در معرض اسید دیفرانسیل در نواحی فرورفته محدود می‌شود.

4.2 محدودیت‌ها

• راه‌اندازی رباتیک به سرمایه‌گذاری و نگهداری اولیه بالاتری نیاز دارد.

• پرداخت شیمیایی چالش‌های مدیریت محیطی و ایمنی را ایجاد می‌کند.

4.3 پیامدهای عملی

برای تولید انبوه جواهرات با طراحی پیچیده، پرداخت رباتیک کیفیت سطح و کارایی نیروی کار را بهینه می‌کند. پرداخت شیمیایی برای دسته‌های ساده‌تر و کم حجم با محدودیت‌های هزینه قابل اجرا است.

5. نتیجه‌گیری

پرداخت رباتیک یکنواختی سطح برتر و هزینه‌های نیروی کار به ازای هر قطعه کمتری را ارائه می‌دهد و آن را برای تکمیل جواهرات پیچیده و با حجم بالا مناسب می‌کند. پرداخت شیمیایی برای هندسه‌های ساده کافی است، اما مستلزم نظارت بر نیروی کار و سربار ایمنی بالاتری است. تحقیقات آینده ممکن است رویکردهای ترکیبی را که پرداخت رباتیک قبل از پرداخت را با تکمیل شیمیایی برای بهینه‌سازی کارایی و زیبایی‌شناسی سطح ترکیب می‌کند، بررسی کند.