Zrobotyzowany system spawania może zwiększyć produktywność, poprawić jakość spoin i obniżyć koszty produkcji. Jednak korzyści osiągane w praktyce zależą od tego, jak efektywnie system jest wykorzystywany w czasie.
Istnieją dwa podstawowe sposoby maksymalizacji zwrotu z inwestycji w automatyzację. Pierwszym z nich jest minimalizacja przestojów systemu, a drugim optymalizacja wydajności operacyjnej.
Oto 11 "najlepszych praktyk" w zakresie osiągania tych celów, zgodnie z zaleceniami naszych własnych ekspertów ds. robotyki i automatyzacji w IPG.
#1. Regularna konserwacja zapobiegawcza i predykcyjna
Stosowanie konserwacji zapobiegawczej i predykcyjnej w celu identyfikowania i rozwiązywania problemów przed ich wystąpieniem to najpewniejszy sposób na uniknięcie przerw w produkcji. W wielu przypadkach konserwacja zapobiegawcza i predykcyjna pomagają również utrzymać najwyższy poziom jakości produktu.
Kluczowe elementy, które powinny znaleźć się na liście kontrolnej konserwacji zapobiegawczej obejmują:
- Zaplanowane kontrole palników, optyki, kabli, materiałów eksploatacyjnych i systemów chłodzenia.
- Wykorzystanie narzędzi predykcyjnych (czujniki IoT, monitorowanie termiczne, analiza drgań i laserowe sprzężenie zwrotne mocy) w celu wychwycenia pojawiających się awarii.
- Śledzenie żywotności materiałów eksploatacyjnych (końcówki kontaktowe, dysze, optyka) w celu zapewnienia wymiany przed wystąpieniem awarii lub znacznego pogorszenia wydajności.
#2. Aktywne zarządzanie zapasami materiałów eksploatacyjnych i części zamiennych
Wydaje się to proste, ale zaniedbanie odpowiedniego zapasu części zamiennych jest zaskakująco częstym błędem. Części zamienne są niezbędne do utrzymania sprawności sprzętu i dokonywania wszelkich niezbędnych napraw. Posiadanie odpowiedniej części pod ręką może znacznie skrócić czas przestojów związanych z konserwacją lub naprawami.
Optymalizacja dostępności części zamiennych:
- Standardowe materiały eksploatacyjne (końcówki kontaktowe, dysze, soczewki, okienka ochronne, wkładki druciane) powinny być dostępne w pobliżu urządzenia.
- Zminimalizuj różnice w materiałach eksploatacyjnych w różnych komórkach, aby zmniejszyć zamieszanie i ryzyko użycia niewłaściwej części.
- Rozważ zapasy zarządzane przez dostawcę (VMI), aby zapewnić stałą dostępność krytycznych części.
#3. Programowanie i symulacja offline
Konfigurowanie nowego zadania i programowanie zrobotyzowanych ścieżek spawania może być czasochłonne. Jeśli zadanie to jest wykonywane w systemie produkcyjnym, może powodować niepotrzebne przestoje i zakłócać produkcję. Programowanie offline (OLP) i narzędzia symulacyjne umożliwiają przeniesienie tej pracy do środowiska wirtualnego. Oszczędza to czas i zmniejsza ryzyko wystąpienia błędów.
Aby uzyskać jak największe korzyści z programowania offline:
- Weryfikacja ścieżek, czasów cykli i kopert zasięgu przed wdrożeniem.
- Użyj symulacji, aby zidentyfikować potencjalne kolizje, problemy z kątem palnika lub zakłócenia osprzętu, zanim do nich dojdzie.
- Twórz programy offline, aby wyeliminować potrzebę ręcznego nauczania.
#4. Dokładne przeszkolenie operatorów i personelu konserwacyjnego
Dobrze wyszkoleni operatorzy konsekwentnie uzyskują najwyższą wydajność i najlepsze wyniki zrobotyzowanego systemu spawania. Doświadczony personel konserwacyjny zapobiega przeradzaniu się drobnych problemów w poważne przestoje i szybciej reaguje w przypadku ich wystąpienia.
Wzmocnienie umiejętności i zdolności reagowania zespołu:
- Przeszkolenie operatorów w celu szybkiego identyfikowania i rozwiązywania najczęstszych problemów, takich jak zagnieżdżanie się ptaków, zanieczyszczenia optyczne lub procedury resetowania systemu.
- Współpracę z personelem konserwacyjnym i produkcyjnym w celu zapewnienia spójnego wsparcia i obsługi na wszystkich zmianach.
- Opublikuj jasne, wizualne SOP w każdej komórce. Powinno to pomóc zminimalizować czas rozwiązywania problemów i ustandaryzować najlepsze praktyki w celu zapewnienia stałej jakości.
#5. Wdrożenie monitorowania i alertów w czasie rzeczywistym
Monitorowanie stanu systemu i wydajności spoin w czasie rzeczywistym jest cennym uzupełnieniem konserwacji zapobiegawczej. Umożliwia zespołowi wczesne wykrywanie anomalii i zapobiega przeradzaniu się drobnych problemów w dłuższe przestoje.
Na przykład, istnieje wiele narzędzi i technologii laserowego monitorowania spoin, które oferują znaczne ulepszenia w porównaniu z metodami kontroli jakości, takimi jak badania niszczące. Metody takie jak bezpośredni pomiar spoin w czasie rzeczywistym zapewniają bardzo dokładne dane geometryczne, które można wykorzystać do przewidywania wadliwych spoin przed ich wystąpieniem.
Aby w pełni wykorzystać możliwości monitorowania w czasie rzeczywistym:
- Wdrożenie pulpitów nawigacyjnych dla statusu robota, parametrów spawania i śledzenia błędów.
- Wysyłanie automatycznych alertów (SMS/email) w przypadku przekroczenia progów lub wystąpienia usterek.
- Rejestruj zdarzenia przestojów, aby analizować trendy, identyfikować przyczyny źródłowe i wdrażać środki zaradcze. Dane te mogą również pomóc w ciągłym doskonaleniu.
#6. Utrzymanie prawidłowego podawania drutu
Problemy z podawaniem drutu są jednymi z najczęstszych przyczyn przestojów w spawaniu zrobotyzowanym. Nawet niewielkie niespójności mogą obniżyć jakość spawania i spowodować niepotrzebne przestoje lub kosztowne przeróbki.
Zapewnienie i utrzymanie prawidłowego podawania drutu:
- Sprawdź, czy linery mają odpowiednią długość i nie powodują oporu podczas artykulacji robota.
- Dopasuj rolki napędowe i ustawienia naprężenia do typu drutu, aby zapobiec poślizgowi lub deformacji.
- Priorytetem jest stabilne podawanie drutu - przekłada się to bezpośrednio na stabilną produkcję.
#7. Precyzyjne dopasowanie połączenia i kontrola szczelin
Nawet najlepszy zrobotyzowany system spawalniczy nie zawsze może zrekompensować źle wyrównane lub niespójnie przedstawione części. Słabe mocowanie lub różnice w rozmieszczeniu części prowadzą do wad spawalniczych, przeróbek i nieplanowanych przestojów. Warto zainwestować w solidne, powtarzalne mocowanie, aby utrzymać stabilną produkcję i wysoką jakość spawania.
- Używaj precyzyjnego mocowania z funkcjami "poka-yoke". Obejmują one wbudowane prowadnice, które gwarantują prawidłową orientację części, lokalizatory sworzni i rowków zapewniające spójne umieszczenie oraz zautomatyzowane zaciski, które stosują jednolitą siłę mocowania.
- Zaprojektuj osprzęt tak, aby był niewrażliwy na zmiany obciążenia operatora lub tolerancje części.
- Zapewnij precyzyjne dopasowanie złącza i kontrolę szczeliny, aby zapobiec powstawaniu szczelin spawalniczych i awarii oraz uniknąć przestojów.
#8. Konstrukcja umożliwiająca szybką wymianę
Zastosowanie komponentów szybkowymiennych sprawia, że rutynowa obsługa jest szybsza i łatwiejsza. Minimalizują one również średni czas naprawy (MTTR) w przypadku wystąpienia nieoczekiwanych problemów. Projektowanie z myślą o łatwości serwisowania to projektowanie z myślą o bezawaryjności.
Aby zmaksymalizować użyteczność:
- Wyposaż systemy w szybko wymienne uchwyty palnika, optykę typu kartridżowego i modułowe materiały eksploatacyjne.
- Usprawnij rutynową konserwację, aby technicy mogli wykonywać zadania szybko i konsekwentnie.
- Zmniejsz MTTR poprzez projektowanie, zapewniając, że naprawy wymagają minimalnej ilości narzędzi, czasu i zakłóceń.
#9. Zaopatrz robota w wysokiej jakości części
Zrobotyzowany system spawania nie jest w stanie całkowicie zrekompensować niskiej jakości części. Źle wykonane lub niespójne części nieuchronnie prowadzą do wad spawalniczych, przeróbek i niepotrzebnych przestojów. Technologie takie jak systemy wizyjne, śledzenie spoin i solidne mocowanie mogą pomóc, ale zwiększają koszty i złożoność.
Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku spawania laserowego. Podczas gdy spawanie laserowe jest precyzyjnym procesem, który tworzy wysokiej jakości połączenia, jest ono czasami mniej tolerancyjne na szerokie tolerancje i różnice w jakości części niż inne metody łączenia. Spawanie laserowe oferuje największe korzyści, gdy części, zespoły i procesy poprzedzające są zaprojektowane z myślą o nim.
Aby konsekwentnie produkować części, które obsługują wysokiej jakości spawanie zrobotyzowane:
- Projektowanie i produkcja części z zachowaniem wąskich tolerancji, spójnych materiałów i właściwego przygotowania połączeń.
- Zweryfikuj spójność części, zanim jednostki dotrą do celi. Zmniejszy to potrzebę przeróbek i dostosowania procesu.
- Zminimalizowanie zależności od technologii kompensacyjnych, wykorzystywanie ich jako zabezpieczeń, a nie substytutów niskiej jakości części.
#10. Dokładne ustawienie i konfiguracja robota
Dokładna konfiguracja ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania produktywności i niezawodności zrobotyzowanego systemu spawania. Błędy w punkcie centralnym narzędzia (TCP), masteringu lub integralności palnika/optyki mogą prowadzić do niewspółosiowości, niskiej jakości spoiny lub nieplanowanych przestojów. Regularna weryfikacja i kalibracja zapewniają powtarzalność robota i zapobiegają problemom, zanim zakłócą one produkcję.
Optymalizacja ustawień i konfiguracji robota:
- Weryfikacja poprawności TCP, masteringu i integralności palnika/optyki podczas konfiguracji i po konserwacji.
- Aby potwierdzić powtarzalność, należy stosować kontrole wyrównania i położenia. Obejmuje to narzędzia do weryfikacji nadgarstka robota, wyrównanie oprzyrządowania na końcu ramienia (laser lub palnik) oraz kupony wyrównania laserowego.
- Utrzymuj spójną kalibrację, aby zmniejszyć zmienność i wyeliminować przestoje spowodowane błędami konfiguracji.
#11. Aktywna kontrola środowiska produkcyjnego
Środowisko pracy ma bezpośredni wpływ na niezawodność spawania zrobotyzowanego. Pył, opary i wahania temperatury mogą pogorszyć wydajność sprzętu i skrócić żywotność komponentów. - zwłaszcza w przypadku optyki do spawania laserowego. Proaktywne kontrole środowiskowe chronią wrażliwe systemy, zmniejszają zanieczyszczenie i utrzymują płynność produkcji.
Aby zminimalizować wpływ na środowisko:
- Aby zminimalizować zanieczyszczenie, należy stosować skuteczne odciąganie oparów i zarządzanie przepływem powietrza.
- Chroń soczewki i inne elementy optyczne za pomocą odpowiednich osłon i regularnie je czyść.
- Stabilizuj środowisko za pomocą aktywnej kontroli temperatury i wilgotności, aby zmaksymalizować spójność procesu i zapobiec przerwom związanym z wysoką temperaturą.
Spawanie zrobotyzowane to ciągły proces optymalizacji, a nie tylko jednorazowa inwestycja. Podejmując opisane tutaj kroki, można zminimalizować przestoje, zmaksymalizować wydajność i konsekwentnie produkować wysokiej jakości części. Pomoże to uzyskać pełny zwrot z inwestycji w automatyzację i chronić ją w przyszłości.
Rozpoczęcie pracy z rozwiązaniem zrobotyzowanym
Rozważasz spawanie zrobotyzowane? Rozpoczęcie pracy jest proste - wyślij nam przykładowe części, odwiedź jedno z naszych globalnych centrów aplikacji lub po prostu opowiedz nam o swojej aplikacji.
