Un sistema di saldatura robotizzato può aumentare la produttività, migliorare la qualità della saldatura e ridurre i costi di produzione. Ma i vantaggi ottenuti nella pratica dipendono dall'efficacia con cui il sistema viene utilizzato nel tempo.
Esistono due modi principali per massimizzare il ROI dell'automazione. Il primo è ridurre al minimo i tempi di fermo del sistema e il secondo è ottimizzare l'efficienza operativa.
Ecco le 11 "best practice" per raggiungere questi obiettivi, raccomandate dai nostri esperti di robotica e automazione di IPG.
#1. Eseguire regolarmente la manutenzione preventiva e predittiva
L'utilizzo della manutenzione preventiva e predittiva per identificare e risolvere i problemi prima che si verifichino è il modo più sicuro per evitare interruzioni della produzione. In molti casi, la manutenzione preventiva e predittiva contribuisce anche a mantenere il massimo livello di qualità dei prodotti.
I punti chiave che dovrebbero essere presenti nella lista di controllo della manutenzione preventiva includono:
- Controlli programmati di torce, ottiche, cavi, materiali di consumo e sistemi di raffreddamento.
- L'uso di strumenti predittivi (sensori IoT, monitoraggio termico, analisi delle vibrazioni e feedback di potenza laser) per individuare guasti nascenti.
- Tracciamento della durata dei materiali di consumo (punte di contatto, ugelli, ottiche) per garantire la sostituzione prima che si verifichi un guasto o un degrado significativo delle prestazioni.
#2. Gestire attivamente le scorte di materiali di consumo e parti di ricambio
Sembra semplice, ma trascurare di tenere un inventario adeguato di pezzi di ricambio è un errore sorprendentemente comune. I pezzi di ricambio sono necessari per mantenere in funzione le apparecchiature e per effettuare le riparazioni necessarie. Avere il pezzo giusto già a portata di mano può ridurre drasticamente i tempi di manutenzione o di riparazione.
Per ottimizzare l'accessibilità dei ricambi:
- Tenere a disposizione e possibilmente vicino all'apparecchiatura i materiali di consumo standardizzati (punte di contatto, ugelli, lenti, finestre protettive, rivestimenti in filo).
- Ridurre al minimo la variazione dei materiali di consumo tra le celle per ridurre la confusione e la possibilità di utilizzare il pezzo sbagliato.
- Considerate l'inventario gestito dal fornitore (VMI) per garantire che i pezzi critici siano sempre disponibili.
#3. Programmazione e simulazione offline
L'impostazione di un nuovo lavoro e la programmazione dei percorsi di saldatura robotizzati possono richiedere tempo. Se questo compito viene svolto su un sistema di produzione, può causare inutili tempi di inattività e interrompere la produzione. Gli strumenti di programmazione offline (OLP) e di simulazione consentono di spostare questo lavoro in un ambiente virtuale. In questo modo si risparmia tempo e si riduce la possibilità di errori.
Per ottenere il massimo beneficio dalla programmazione offline:
- Convalidare i percorsi, i tempi di ciclo e gli inviluppi di portata prima della distribuzione.
- Utilizzate la simulazione per identificare potenziali collisioni, problemi di angolazione della torcia o interferenze dei dispositivi prima che si verifichino.
- Creare programmi offline per eliminare la necessità di lezioni manuali.
#4. Formare accuratamente gli operatori e il personale addetto alla manutenzione
Gli operatori ben addestrati ottengono sempre la massima efficienza e i migliori risultati da un sistema di saldatura robotizzato. Un personale di manutenzione competente evita che i piccoli problemi si trasformino in grandi fermi macchina e risponde più rapidamente quando i problemi si verificano.
Per rafforzare le competenze e la reattività del vostro team:
- Addestrare gli operatori a identificare e risolvere rapidamente i problemi più comuni, come ad esempio la presenza di cavi nidi di uccellicontaminazione ottica o procedure di ripristino del sistema.
- Collaborare con il personale di manutenzione e di produzione per garantire un supporto e una copertura coerenti tra i turni.
- Affiggere SOP chiare e visibili in ogni cella. Questo dovrebbe aiutare a ridurre al minimo i tempi di risoluzione dei problemi e a standardizzare le migliori pratiche per una qualità costante.
#5. Implementare il monitoraggio e gli avvisi in tempo reale
Il monitoraggio in tempo reale dello stato del sistema e delle prestazioni delle saldature è un valido complemento alla manutenzione predittiva. Consente al team di individuare tempestivamente le anomalie e impedisce che i piccoli problemi si trasformino in lunghi tempi di fermo.
Ad esempio, esistono diversi strumenti e tecnologie di monitoraggio laser delle saldature che offrono miglioramenti significativi rispetto ai metodi di AQ come i test distruttivi. Metodi come la misurazione diretta della saldatura in tempo reale forniscono dati geometrici estremamente precisi che possono essere utilizzati per prevedere le saldature difettose prima che si verifichino.
Per ottenere il massimo dal monitoraggio in tempo reale:
- Implementazione di dashboard per lo stato del robot, i parametri di saldatura e il monitoraggio dei guasti.
- Invio di avvisi automatici (testo/email) al superamento di soglie o al verificarsi di guasti.
- Registrate gli eventi di downtime per analizzare le tendenze, identificare le cause principali e implementare le contromisure. Questi dati possono anche contribuire al miglioramento continuo.
#6. Mantenere una corretta alimentazione del filo
I problemi di alimentazione del filo sono tra le cause più comuni dei tempi morti nella saldatura robotizzata. Anche piccole incongruenze possono ridurre la qualità della saldatura e causare inutili arresti o costose rilavorazioni.
Assicurare e mantenere una corretta alimentazione del filo:
- Verificare che le guaine siano della lunghezza corretta e non creino resistenza durante l'articolazione del robot.
- Adattare i rulli di trasmissione e le impostazioni di tensione al tipo di filo per evitare slittamenti o deformazioni.
- Privilegiare un'alimentazione stabile del filo - si traduce direttamente in una produzione stabile.
#7. Mantenere la precisione dell'adattamento del giunto e il controllo delle fessure
Anche il miglior sistema di saldatura robotizzata non può sempre compensare i pezzi mal allineati o presentati in modo incoerente. Un'attrezzatura inadeguata o variazioni nel posizionamento dei pezzi sono entrambi causa di difetti di saldatura, rilavorazioni e tempi di inattività non pianificati. Vale la pena investire in un fissaggio robusto e ripetibile per mantenere stabile la produzione e alta la qualità della saldatura.
- Utilizzate il fissaggio di precisione con le funzioni "poka-yoke". Queste includono guide integrate che garantiscono il corretto orientamento dei pezzi, localizzatori di perni e scanalature per un posizionamento coerente e morsetti automatizzati che applicano una forza di serraggio uniforme.
- Progettare le attrezzature in modo che siano insensibili alle variazioni di carico dell'operatore o alle tolleranze dei pezzi.
- Garantire un montaggio preciso dei giunti e il controllo degli spazi per prevenire vuoti di saldatura e guasti ed evitare arresti.
#8. Progettazione per la manutenzione a cambio rapido
L'uso di componenti a cambio rapido rende più semplice e veloce la manutenzione di routine. Inoltre, riduce al minimo il tempo medio di riparazione (MTTR) quando si verificano problemi imprevisti. Progettare per la manutenibilità significa progettare per l'operatività.
Per massimizzare la manutenibilità:
- Equipaggiate i sistemi con supporti per torce a cambio rapido, ottiche a cartuccia e materiali di consumo modulari.
- Semplificate la manutenzione di routine in modo che i tecnici possano completare le attività in modo rapido e coerente.
- Ridurre l'MTTR attraverso la progettazione, garantendo che le riparazioni richiedano strumenti, tempo e interruzioni minime.
#9. Rifornire il robot di componenti di alta qualità
Un sistema di saldatura robotizzato non può compensare completamente la scarsa qualità dei pezzi. Pezzi di scarsa qualità o incoerenti portano inevitabilmente a difetti di saldatura, rilavorazioni e inutili tempi di inattività. Tecnologie come i sistemi di visione, il tracciamento delle giunzioni e un robusto fissaggio possono aiutare, ma aggiungono costi e complessità.
Questo vale soprattutto per la saldatura laser. Sebbene la saldatura laser sia un processo preciso che crea giunzioni di alta qualità, a volte è meno tollerante nei confronti di ampie tolleranze e variazioni della qualità dei pezzi rispetto ad altri metodi di giunzione. La saldatura laser offre i maggiori vantaggi quando i pezzi, gli assemblaggi e i processi a monte sono progettati tenendo conto di questa caratteristica.
Produrre costantemente pezzi che supportino una saldatura robotizzata di alta qualità:
- Progettare e produrre pezzi con tolleranze ristrette, materiali coerenti e una corretta preparazione dei giunti.
- Verificate la consistenza dei pezzi prima che le unità raggiungano la cella. In questo modo si riduce la necessità di rilavorazioni e aggiustamenti del processo.
- Ridurre al minimo l'affidamento alle tecnologie di compensazione, utilizzandole come garanzie piuttosto che come sostituti della scarsa qualità dei pezzi.
#10. Impostare e configurare accuratamente il robot
Un'impostazione accurata è essenziale per mantenere un sistema di saldatura robotizzato produttivo e affidabile. Errori nel punto centrale dell'utensile (TCP), nella masterizzazione o nell'integrità della torcia/ottica possono causare disallineamenti, scarsa qualità della saldatura o tempi di fermo non programmati. Una verifica e una calibrazione regolari mantengono il robot ripetibile e prevengono i problemi prima che interrompano la produzione.
Per ottimizzare l'impostazione e la configurazione del robot:
- Verificare la corretta integrità di TCP, masterizzazione e torcia/ottica durante l'impostazione e dopo la manutenzione.
- Utilizzare controlli di allineamento e posizione per confermare la ripetibilità. Ciò include gli strumenti di verifica del polso del robot, l'allineamento dell'utensile di fine braccio (laser o torcia) e i tagliandi di allineamento laser.
- Mantenere una calibrazione costante per ridurre la variabilità ed eliminare i tempi di inattività causati da errori di impostazione.
#11. Controllare attivamente l'ambiente di produzione
L'ambiente operativo ha un impatto diretto sull'affidabilità della saldatura robotica. Polvere, fumi e fluttuazioni di temperatura possono degradare le prestazioni dell'apparecchiatura e ridurre la durata dei componenti. - soprattutto nel caso delle ottiche di saldatura laser. I controlli ambientali proattivi proteggono i sistemi sensibili, riducono la contaminazione e mantengono la produzione regolare.
Ridurre al minimo gli impatti ambientali:
- Utilizzare un'efficace aspirazione dei fumi e una gestione del flusso d'aria per ridurre al minimo la contaminazione.
- Proteggere le lenti e le altre ottiche con coperture adeguate ed eseguire una pulizia regolare.
- Stabilizzare l'ambiente con un controllo attivo della temperatura e dell'umidità per massimizzare la coerenza del processo e prevenire le interruzioni dovute al calore.
Considerate la saldatura robotizzata come un processo continuo di ottimizzazione, non solo come un investimento una tantum. Adottando le misure qui descritte, è possibile ridurre al minimo i tempi di fermo, massimizzare l'efficienza e produrre costantemente pezzi di alta qualità. Questo vi aiuterà a realizzare il pieno ritorno dell'investimento nell'automazione e a proteggerlo per il futuro.
Come iniziare con una soluzione robotica
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