Kaip robotų suvirinimas gerina gamybos automatizavimą

Efektyvumo ir tikslumo didinimas naudojant robotų suvirinimą

Ciklo trukmės sumažinimas dėl nuolatinės, optimizuotos robotų veiklos

Robotų suvirinimas sistemos veikia nuolat be nuovargio, užtikrindamos pastovią našumą, kurios negali palaikyti rankomis suvirinamieji. Veikdamos 24 valandas per parą su minimaliu prastovų laiku parametrų regulavimui, jos žymiai sutrumpina ciklo trukmę. Realiojo laiko jutikliai ir adaptaciniai valdymo algoritmai dinamiškai optimizuoja judėjimo greitį ir lankinio srovės charakteristikas – pašalindami nereikalingus judesius ir neprivalomus pauzių laikotarpius. Įmontuota siūlės sekimo sistema kompensuoja detalės nuo detalės svyravimus realiuoju laiku, sumažindama pakartotinio apdorojimo ciklus. Dėl to gamybos našumas dažnai padidėja 30 % ar daugiau, leisdamas gamintojams padidinti gamybą ir laiku įvykdyti griežtus terminus be papildomo darbo jėgos įtraukimo.

Submilimetrinė tikslumas ir pakartojamumas didelės apimties gamyboje

Tikslumas yra pagrindas robotų suvirinimui. Programuojamas kontrolės sistema, reguliuojanti degiklio kampą, judėjimo greitį ir šilumos įvedimą, užtikrina pakartotinus suvirinimus su nuokrypių ribomis, matuojamomis dešimtosios milimetro dalimis. Didelėse gamybos apimtyse kiekvienas sujungimas atitinka ankstesnį – tai užtikrina nuoseklią lydymosi sritį ir mažina poringumą. Šis tikslumas pasiekiama dėka standžių mechaninių rankų bei uždarosios kilpos grįžtamųjų ryšių sistemų, kurios remiasi lazeriniais ar vaizdo pagrindu veikiančiomis siūlės stebėjimo sistemomis. Rezultatas – vienoda kokybė tūkstančiams detalių, kas sumažina po suvirinimo patikrinimų sąnaudas ir broko kiekį. Pramonės šakoms, tokioms kaip automobilių ir aviacijos pramonė – kur matmeninė vientisumas ir konstrukcinė patikimumas yra neabejotinas reikalavimas – robotų suvirinimas yra ne tik naudingas, bet ir būtinas.

Nuolatinės kokybės užtikrinimas ir atliekų mažinimas naudojant robotų suvirinimą

Realiojo laiko duomenų registracija paverčia robotų suvirinimą aktyvia kokybės užtikrinimo sistema. Registruodama kiekvieno suvirinimo ėjimo srovę, įtampą, judėjimo greitį ir kitus esminius parametrus sistema leidžia Statistinė procesų kontrolė (SPC) operatoriai nedelsdami aptinka nuokrypius ir pataiso juos, kol defektai dar nesikaupia – taip sumažėja šukos, perdaromų detalių ir medžiagų švaistymas. Vienas pirmaujantis traktorių gamintojas pranešė apie 22 % medžiagų švaistymo sumažėjimą įdiegęs robotizuotą suvirinimą su realiuoju laiku vykdoma stebėsena ir statistinio proceso valdymo (SPC) pagrįsta atgaline ryšio sistema.

Statistinio proceso valdymo (SPC) galimybės, užtikrinamos realiuoju laiku vykdomo robotizuoto suvirinimo duomenų registravimo

Statistinis procesų valdymas (SPC) priklauso nuo dažnų ir tikslų procesų duomenų – o šiuolaikinės robotizuotos suvirinimo sistemos tai užtikrina. Kiekvienas suvirinimas generuoja parametrinį profilį ir, daugelyje atvejų, integruotų jutiklių gaunamą „parašo“ vaizdą. Kai išryškėja tam tikros tendencijos – pavyzdžiui, palaipsniui kintantis įtampa – valdymo sistema gali nustatyti netinkamus reiškinius, sustabdyti gamybą arba automatiškai pataisyti nustatytąsias vertes. Tai neleidžia defektingoms partijoms pereiti į tolesnius gamybos etapus. Laikui bėgant kaupiami duomenys padeda prognozuoti techninę priežiūrą ir nuolat tobulinti procesus, dar labiau stabilizuojant kokybę ir naudingumą.

72 % vidutinis perdaromų detalių rodiklio sumažėjimas tarp pirmosios pakopos automobilių tiekėjų (2023 m. SME lyginamasis tyrimas)

2023 m. mažųjų ir vidutinių įmonių (SME) atlikta lyginamoji studija parodė, kad pirmosios pakopos automobilių tiekėjai po to, kai į savo robotizuotų suvirinimo linijų procesus įvedė realaus laiko statistinio proceso valdymo (SPC) sistemą, vidutiniškai sumažino perdaromų detalių kiekį 72 %. Kadangi tokie defektai kaip poringumas, nepakankamas suvirinimo sujungimas ir iššokantys lašeliai aptinkami jų atsiradimo metu – o ne po suvirinimo vykstančioje patikroje – rečiau tenka šlifuoti, taisyti ar šalinti dalis. Tai lemia mažesnį sąnaudų medžiagų naudojimą, mažesnį darbo jėgos poreikį perdarant gaminius, didesnį pratekėjimą ir geresnį atitikimą OEM kokybės standartams – kas aukšto našumo gamybos įmonėms kiekvienais metais reiškia milijonų dolerių taupymą.

Darbo vietos saugos gerinimas ir žmogaus bei robotų bendradarbiavimo įgalinimas

Lanko žibo, dūmų poveikio ir ergonominių pavojų pašalinimas

Robotų suvirinimas pašalina darbuotojus iš tiesioginės lankinio iškrovos, ultravioletinės spinduliuotės ir pavojingų dūmų poveikio – įskaitant ozoną, azoto oksidus ir metalo daleles, susijusias su profesinėmis kvėpavimo takų ligomis. Taip pat pašalinamos pakartotinės apkrovos sužalojimų rizika, susijusi su sunkių degiklių laikymu, nepatogiomis kūno pozomis palaikymu arba ilgalaikiu virš galvos vykdomu suvirinimu. Automatizuodami šiuos didelės rizikos uždavinius, gamintojai žymiai sumažina įvykių dažnį, gerina darbuotojų ilgalaikę sveikatą ir stiprina atitiktį OSHA bei ISO 45001 saugos standartams.

Bendradarbiaujantys robotai (kobotai) lankstiems, greitai perkonfigūruojamiems suvirinimo blokams

Bendradarbiaujantys robotai (kobotai) plečia automatizacijos taikymo sritį į mažo apimties ir didelės įvairovės gamybos aplinkas, kur tradicinės fiksuotos automatinės ląstelės neturi pakankamai lankstumo. Turėdami jėgos ribojimo sąnarius, susidūrimų aptikimo sistemas ir intuityvius programavimo sąsajos interfeisus, kobotai saugiai veikia žmonių šalia – saugos grotos nereikalingos. Technikai gali tiesiogiai bendradarbiauti įrankių keitimo, paruošimo arba eilės viduje vykdomos kokybės patikros metu. Pag according to Tarptautinės robotikos federacijos duomenims (2023 m.), pasaulinės kobotų siuntos padidėjo 25 % palyginti su praėjusiais metais, kas atspindi vis didesnį priėmimą greitai perkonfigūruojamoms gamybos ląstelėms. Vienas kobotas gali būti perduotas į kelias skirtingas stotis per valandas – ne savaites – tai pagreitina perėjimus ir palaiko lankščios gamybos strategijas.

Robotų suvirinimo integravimas į galinę-galinę automatinės gamybos sistemas

PLC ir MES lygio sinchronizacija bepertraukiamam gamybos stebėjimui ir sekamumui užtikrinti

Tikroji veiklos vertė atsiranda tada, kai robotų suvirinimo ląstelės natūraliai integruojamos į visos gamyklos valdymo sistemas. Sinchronizuojantis su programuojamaisiais logikos valdikliais (PLC) ir gamybos vykdymo sistemomis (MES) įmanoma realiuoju laiku stebėti gamybą, automatiškai registruoti duomenis ir užtikrinti visą suvirinimų sekamumą. Kiekvieno suvirinimo parametrai, ciklo trukmė ir klaidos būsena tiesiogiai perduodami į MES – tai padeda nustatyti problemų šaknis, atlikti kokybės auditus ir vertinti lean gamybos rodiklius. Ši nuosekli, galinė iki galinės jungtis paverčia suvirinimo stotį ne izoliuota darbo vieta, o protingu mazgu reaguojančioje, duomenimis grindžiamoje gamybos tinklo struktūroje – taip pagerinant tiek operacinę lankstumą, tiek reglamentinį atitikimą.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokie yra pagrindiniai robotų suvirinimo privalumai?

Robotų suvirinimas suteikia daugybę privalumų, įskaitant mažesnius ciklo laikus, didelę tikslumą, nuolatinę kokybę, mažesnį medžiagų švaistymą, pagerintą darbo vietos saugą bei integraciją į automatizuotas gamybos sistemas.

Kaip realaus laiko duomenų registravimas pagerina robotų suvirinimo procesus?

Realaus laiko duomenų registravimas leidžia taikyti statistinį procesų valdymą (SPC), fiksuojant kritinius suvirinimo parametrus, todėl galima nedelsiant aptikti nuokrypius ir atlikti korekcijas. Jis taip pat palaiko numanomąją techninę priežiūrą, mažindamas perdaromų gaminių skaičių ir medžiagų š waste laikui bėgant.

Kurios pramonės šakos dažniausiai remiasi robotų suvirinimu?

Automobilių, aviacijos ir sunkiosios technikos gamybos pramonės šakos dažniausiai remiasi robotų suvirinimu dėl jo tikslumo, pakartojamumo ir gebėjimo atitikti griežtus kokybės reikalavimus.

Kokias saugos privalumus suteikia robotų suvirinimas?

Robotų suvirinimas pašalina tiesioginį darbuotojų veikimą lanku, pavojingomis dūmų išsklaidomis ir ergonominiu įtempimu, taip gerinant darbo vietos saugą ir mažinant profesinės traumos ar ligos riziką.

Kas yra bendradarbiaujantys robotai (kobotai) ir kaip jie naudojami suvirinime?

Kobotai – tai robotai, sukurti tiesioginiam žmogaus bendradarbiavimui. Virinant jie leidžia lankstų, perkonfigūruojamą automatizavimą, ypač mažo tūrio, didelės įvairovės gamybos aplinkoje, nereikalaujant saugos kliūčių.