Βελτιστοποίηση προγραμματισμού ρομπότ συγκόλλησης από ανοξείδωτο χάλυβα: Σχεδιασμός διαδρομής για συγκόλληση αμαξώματος κοντέινερ και ποσοστό πιστοποίησης συγκόλλησης (μεγαλύτερο ή ίσο με 99,5%) Βελτίωση

Μπείτε σε μια αυλή κατασκευής εμπορευματοκιβωτίων και θα δείτε σειρές ρομπότ συγκόλλησης από ανοξείδωτο χάλυβα να δουλεύουν σκληρά-που ενώνουν τους τοίχους, τα δάπεδα και τις γωνίες των εμπορευματοκιβωτίων μεταφοράς, μετατρέποντας τα επίπεδα μεταλλικά φύλλα σε σκληρά, ανθεκτικά στις καιρικές συνθήκες κουτιά. Αλλά εδώ είναι το αλιεύμα: τα περισσότερα από αυτά τα ρομπότ δεν είναι προγραμματισμένα όσο καλά θα μπορούσαν να είναι.​

Ένα εργοστάσιο στην Καλιφόρνια το ανακάλυψε πέρυσι. Χρησιμοποίησαν ρομπότ συγκόλλησης για τα δοχεία τους από ανοξείδωτο χάλυβα, αλλά το ποσοστό πιστοποίησης συγκόλλησης κυμαινόταν γύρω στο 95%-που σημαίνει ότι 1 στις 20 συγκολλήσεις ήταν ελαττωματικές (πολύ λεπτές, πολύ φαρδιές ή με κενά). Ξόδευαν 8 ώρες την ημέρα για να ξαναδουλέψουν κακές συγκολλήσεις και έχασαν τις προθεσμίες αποστολής εξαιτίας αυτού. «Πιστεύαμε ότι το ρομπότ απλώς «έκανε τη δουλειά του», είπε η Λίζα, η επόπτρια συγκόλλησης του εργοστασίου με 15 χρόνια εμπειρίας. "Αποδείχθηκε, ότι η προσαρμογή του προγραμματισμού έκανε τη διαφορά."​

Ο στόχος για τη συγκόλληση εμπορευματοκιβωτίων είναι σαφής: πάρτε το ποσοστό πιστοποίησης συγκόλλησης σε μεγαλύτερο ή ίσο με 99,5% (μόνο 1 κακή συγκόλληση από τις 200) και κάντε τη διαδρομή του ρομπότ όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική (χωρίς περιττή κίνηση). Αυτό το άρθρο περιγράφει πώς μπορείτε να βελτιστοποιήσετε τον προγραμματισμό ρομπότ συγκόλλησης ανοξείδωτου χάλυβα για σώματα δοχείων-από πιο έξυπνο σχεδιασμό διαδρομής έως μικρές τροποποιήσεις που ενισχύουν την ποιότητα συγκόλλησης. Χωρίς μπερδεμένες συζητήσεις για τον κώδικα-μόνο πρακτικά βήματα που λειτουργούν στο εργοστάσιο.​

Γιατί η βελτιστοποίηση προγραμματισμού έχει σημασία για τη συγκόλληση δοχείων από ανοξείδωτο χάλυβα

Πριν προχωρήσουμε σε επιδιορθώσεις, ας καταλάβουμε γιατί ο προγραμματισμός δεν είναι απλώς "ρυθμίστε το και ξεχάστε το" για συγκόλληση δοχείων. Τα δοχεία από ανοξείδωτο χάλυβα χρειάζονται ισχυρές, σταθερές συγκολλήσεις-που πρέπει να χωρέσουν έως και 20 τόνους φορτίου, αλμυρού νερού και ακραίες θερμοκρασίες. Ο κακός προγραμματισμός οδηγεί σε δύο μεγάλα προβλήματα:​

1. Χαμηλό ποσοστό πιστοποίησης συγκόλλησης=Περισσότερη επανεπεξεργασία, λιγότερα χρήματα​

Ένα ποσοστό πιστοποίησης συγκόλλησης 95% ακούγεται καλό, αλλά για ένα εργοστάσιο που κατασκευάζει 100 δοχεία την ημέρα (το καθένα με 50 συγκολλήσεις), αυτό είναι 250 κακές συγκολλήσεις ημερησίως. Η επανεπεξεργασία καθενός διαρκεί 10 λεπτά-πάνω από 40 ώρες την εβδομάδα χαμένες. Και αν μια κακή συγκόλληση γλιστρήσει, το δοχείο μπορεί να διαρρεύσει ή να σπάσει κατά τη διάρκεια της αποστολής-και να κοστίσει χιλιάδες επισκευές.​

Ένα εργοστάσιο στο Τέξας είχε αυτό το πρόβλημα: το ποσοστό προσόντων του 94% σήμαινε 300 κακές συγκολλήσεις την ημέρα. Άρχισαν να βελτιστοποιούν τον προγραμματισμό, πέτυχαν το 99,6% και εξοικονόμησαν 35 ώρες την εβδομάδα στην εκ νέου εργασία. «Παλιότερα είχαμε τρία άτομα που απλώς έφτιαχναν συγκολλήσεις», είπε ο διευθυντής παραγωγής τους. "Τώρα φτιάχνουν περισσότερα κοντέινερ αντί."

2. Αναποτελεσματικές διαδρομές=Πιο αργή παραγωγή​

Ένα ρομπότ που κινείται μπρος-πίσω, ή σταματά πολύ καιρό, χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να συγκολλήσει ένα δοχείο. Για παράδειγμα, ένα ρομπότ με μια κακώς σχεδιασμένη διαδρομή μπορεί να χρειαστεί 25 λεπτά για να συγκολλήσει ένα δοχείο. Βελτιστοποιήστε τη διαδρομή και μειώνεται στα 20 λεπτά-εξοικονομώντας 5 λεπτά ανά κοντέινερ, 500 λεπτά την ημέρα για 100 κοντέινερ.​

Ένα συνεργείο στη Φλόριντα μέτρησε το ρομπότ τους: κινούνταν 10 πόδια επιπλέον ανά δοχείο (πηγαίνοντας από τη μια συγκόλληση στην άλλη σε βρόχο αντί για ευθεία γραμμή). Διορθώνοντας τη διαδρομή έκοψαν 4 λεπτά ανά κοντέινερ-κατασκεύασαν 8 ακόμη κοντέινερ την ημέρα χωρίς να προσθέσουν βάρδιες.​

Βελτιστοποίηση 1: Εξυπνότερος Σχεδιασμός Διαδρομών για Συγκόλληση Σωμάτων Εμπορευματοκιβωτίων

Τα σώματα δοχείων έχουν τρεις κύριες περιοχές συγκόλλησης: τα πλευρικά τοιχώματα (μακριές, ευθείες συγκολλήσεις), τις γωνίες του δαπέδου (σφιχτές στροφές) και τις επάνω ράγες (παχύτερο μέταλλο). Το μονοπάτι του ρομπότ πρέπει να τα καλύπτει χωρίς να χάνεται χρόνος. Δείτε πώς να το προγραμματίσετε καλύτερα.

1. Ακολουθήστε ένα μοτίβο "Zone-by-Zone" (Χωρίς backtracking)​

Μην αφήνετε το ρομπότ να πηδήξει από τον μπροστινό τοίχο στον πίσω τοίχο και μετά πίσω στο μπροστινό μέρος. Αντίθετα, χωρίστε το κοντέινερ σε ζώνες-π.χ. "μπροστινό μισό (τοίχοι + δάπεδο)" μετά "πίσω μισό (τοίχοι + δάπεδο)" και μετά "πάνω ράγες". Αυτό μειώνει την περιττή κίνηση.​

Ένα εργοστάσιο στο Ιλινόις προγραμμάτιζε το ρομπότ του για να συγκολλήσει έναν πλευρικό τοίχο, μετά την απέναντι γωνία του δαπέδου και μετά τον άλλο πλευρικό τοίχο-υποχωρώντας 15 πόδια κάθε φορά. Άλλαξαν σε ένα μοτίβο ζώνης και ο χρόνος ταξιδιού του ρομπότ μειώθηκε κατά 20%. "Είναι σαν να καθαρίζεις ένα δωμάτιο-δεν σκουπίζεις μια γωνία, μετά την αντίθετη και μετά πίσω", είπε η Λίζα. «Κάνεις τη μια πλευρά και μετά την άλλη».

2. Παραλείψτε το "Empty Moves" (Μετακίνηση γρήγορα μεταξύ συγκολλήσεων)​

Όταν το ρομπότ δεν συγκολλάται (μετακινείται από τη μια συγκόλληση στην άλλη), θα πρέπει να κινείται με πλήρη ταχύτητα-μην το κάνετε να σέρνεται. Τα περισσότερα ρομπότ έχουν ρύθμιση "ταχείας διέλευσης" (2-3 φορές ταχύτερη από την ταχύτητα συγκόλλησης). Χρησιμοποιήστε το.

Ένα εργοστάσιο στο Όρεγκον ξέχασε να ενεργοποιήσει την ταχεία διέλευση-το ρομπότ του κινούνταν με ταχύτητα συγκόλλησης (5 ίντσες ανά λεπτό) μεταξύ των συγκολλήσεων. Το άνοιξαν (12 ίντσες ανά λεπτό) και ο χρόνος συγκόλλησης κάθε δοχείου μειώθηκε κατά 3 λεπτά. «Φαίνεται μικρό, αλλά 3 λεπτά ανά δοχείο αθροίζονται γρήγορα», είπε ο τεχνικός τους.​

3. Προσαρμόστε τη διαδρομή για σφιχτές γωνίες (Αποφύγετε τις συγκρούσεις).

Οι γωνίες του δαπέδου του κοντέινερ είναι σφιχτές (κάμψεις 90-μοιρών) και ο φακός του ρομπότ μπορεί να χτυπήσει το μέταλλο εάν η διαδρομή είναι εκτός διαδρομής. Προγραμματίστε ένα "μικρό τόξο" αντί για μια απότομη στροφή - αφήστε το ρομπότ να απομακρυνθεί 1 ίντσα από τη γωνία, μετά στρίψτε και μετά επιστρέψτε στην τροχιά.​

Ένα συνεργείο στη Τζόρτζια είχε ένα πρόβλημα: ο φακός του ρομπότ τους χτυπούσε τη γωνία του κοντέινερ 3 φορές την ημέρα, λυγίζοντας την άκρη (κοστίζει 50 $ ανά φιλοδώρημα). Πρόσθεσαν ένα μικρό τόξο στο μονοπάτι και οι συγκρούσεις σταμάτησαν εντελώς.​

Βελτιστοποίηση 2: Προσαρμογές για την ενίσχυση του ποσοστού πιστοποίησης συγκόλλησης σε μεγαλύτερο ή ίσο με 99,5%​

Το να φτάσετε στο 99,5% σημαίνει επίλυση μικρών, κοινών προβλημάτων στον προγραμματισμό-όπως η προσαρμογή της θερμότητας, της ταχύτητας ή της γωνίας πυρκαγιάς. Δείτε τι λειτουργεί για τη συγκόλληση δοχείων από ανοξείδωτο χάλυβα.​

1. Αντιστοιχίστε την ταχύτητα συγκόλλησης με το πάχος μετάλλου

Τα εξαρτήματα δοχείων από ανοξείδωτο χάλυβα έχουν διαφορετικά πάχη: τα πλευρικά τοιχώματα έχουν πάχος 1,5 mm, οι γωνίες του δαπέδου έχουν πάχος 3 mm. Εάν το ρομπότ συγκολλήσει και τα δύο με την ίδια ταχύτητα, τα λεπτά μέρη συγκολλούνται-(πολύ μέταλλο, κενά), τα χοντρά μέρη συγκολλούνται κάτω-(πολύ λεπτά, αδύναμα).​

Για λεπτά μέρη (1-2 mm): Ρυθμίστε την ταχύτητα σε 6-8 ίντσες ανά λεπτό. Αυτό αποτρέπει τη συσσώρευση της συγκόλλησης

Για παχιά μέρη (2-4 mm): Αργή έως 4-6 ίντσες ανά λεπτό. Αυτό επιτρέπει στη συγκόλληση να διεισδύσει βαθύτερα

Ένα εργοστάσιο στο Τέξας χρησιμοποιούσε μία ταχύτητα (7 ίντσες ανά λεπτό) για όλα-το ποσοστό πιστοποίησής του ήταν 95%. Προσάρμοσαν τις ταχύτητες για το πάχος και έφτασαν το 99,7%. «Τα παχιά μέρη χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να λιώσουν το μέταλλο», είπε η Λίζα. "Τα λεπτά μέρη πρέπει να κινούνται γρήγορα-διαφορετικά, θα καεί."​

2. Ρυθμίστε με ακρίβεια τη θερμότητα (Αμπέρ) για ανοξείδωτο χάλυβα​

Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι πολύ λεπτός-η υπερβολική θερμότητα (υψηλή ένταση ρεύματος) προκαλεί στρέβλωση (το μέταλλο λυγίζει), η πολύ λίγη θερμότητα προκαλεί ψυχρές συγκολλήσεις (χωρίς κόλληση). Για συγκόλληση δοχείων:​

Λεπτά μέρη: 80-100 αμπέρ

Παχιά μέρη: 120-140 αμπέρ.​

Ένα εργοστάσιο στην Καλιφόρνια είχε ρυθμίσει την ένταση του ρεύματος στα 110 αμπέρ για όλα τα μέρη. Λεπτοί τοίχοι παραμορφωμένοι (δημιουργώντας κενά στις συγκολλήσεις), παχιές γωνίες είχαν ψυχρές συγκολλήσεις. Προσάρμοσαν τους ενισχυτές κατά πάχος και οι κακές συγκολλήσεις μειώθηκαν κατά 80%.

3. Χρησιμοποιήστε το "Visual Calibration" για Torch Angle​

Η γωνία πυρσού του ρομπότ (πώς έχει κλίση) επηρεάζει τον τρόπο ροής του μετάλλου συγκόλλησης. Για συγκόλληση δοχείων:​

Ευθείες συγκολλήσεις (πλευρικά τοιχώματα): γωνία 0 μοιρών (φλόγας ευθεία προς τα κάτω). Αυτό κάνει μια επίπεδη, ομοιόμορφη συγκόλληση

Γωνιακές συγκολλήσεις (γωνίες δαπέδου): γωνία 45 μοιρών (ο φακός έχει κλίση προς τη γωνία). Αυτό γεμίζει το κενό μεταξύ δύο μερών.

Ένα συνεργείο στη Φλόριντα δεν προσάρμοσε τη γωνία-που χρησιμοποίησε 0 μοίρες για τις γωνίες. Οι συγκολλήσεις δεν κάλυπταν το κενό, επομένως το ποσοστό πιστοποίησης ήταν 94%. Άλλαξαν στις 45 μοίρες για τις στροφές και χτύπησαν 99,6%. «Οι γωνίες χρειάζονται τον πυρσό για να φτάσουν και στις δύο πλευρές», είπε ο τεχνικός τους. "Κατευθείαν χάνει μόνο τη μία πλευρά."​

4. Προσθέστε ένα βήμα "Προ-Θέρμανσης" για κρύο μέταλλο​

Στα ψυχρά εργοστάσια (κάτω από 15 μοίρες ), ο ανοξείδωτος χάλυβας παραμένει κρύος-οι συγκολλήσεις δεν κολλάνε καλά. Προγραμματίστε το ρομπότ να κάνει μια γρήγορη προ-θέρμανση: μετακινήστε τον φακό πάνω από την περιοχή συγκόλλησης για 2-3 δευτερόλεπτα (χωρίς συγκόλληση) για να ζεσταθεί το μέταλλο.​

Ένα εργοστάσιο στη Μινεσότα αντιμετώπισε προβλήματα το χειμώνα-το ποσοστό πιστοποίησης μειώθηκε στο 92% λόγω του κρύου μετάλλου. Πρόσθεσαν προ-θέρμανση και ανέβηκε στο 99,5%. "Το κρύο μέταλλο είναι σαν το κρύο βούτυρο-δεν μπορείς να το αλείψεις εύκολα", είπε η Λίζα. "Ζεσταίνετε και η συγκόλληση ρέει καλύτερα."​

Πραγματική-Νίκη περίπτωσης: Ένα εργοστάσιο που έφτασε το 99,8% ποσοστό πιστοποίησης​

Ας δούμε πώς ένα μικρό εργοστάσιο στο Οχάιο ανέτρεψε τα πράγματα. Κατασκεύασαν εμπορευματοκιβώτια αποστολής από ανοξείδωτο χάλυβα, αλλά το ποσοστό προσόντων του ρομπότ τους ήταν 93%, και χρειάστηκαν 28 λεπτά για να συγκολληθεί ένα κοντέινερ.​

Έκαναν τρεις προγραμματιστικές τροποποιήσεις:​

Ζώνη-από-Διαδρομή ζώνης: Διαχωρίστε το κοντέινερ σε ζώνες εμπρός/πίσω, κόψτε το backtracking. Ο χρόνος συγκόλλησης μειώθηκε στα 22 λεπτά

Ταχύτητα/Αμπέρ κατά πάχος: Ρυθμίστε 7 ίντσες ανά λεπτό/90 αμπέρ για λεπτά τοιχώματα, 5 ίντσες ανά λεπτό/130 αμπέρ για χοντρές γωνίες.​

Ρύθμιση γωνίας φακού: 0 μοίρες για ευθείες συγκολλήσεις, 45 μοίρες για γωνίες.​

Τα αποτελέσματα;

Το ποσοστό πιστοποίησης συγκόλλησης έφτασε στο 99,8%-μόνο 1 κακή συγκόλληση κάθε 500.​

Ο χρόνος επανάληψης εργασίας μειώθηκε από 8 ώρες την ημέρα σε 30 λεπτά.​

Έφτιαχναν 12 περισσότερα κοντέινερ την ημέρα (από 88 σε 100) χωρίς επιπλέον προσωπικό.​

"Οι αλλαγές δεν χρειάστηκαν φανταχτερό λογισμικό-απλώς η παρακολούθηση του τρόπου κίνησης του ρομπότ και η τροποποίηση μικρών ρυθμίσεων", είπε ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου. "Εξοικονομήσαμε 15.000 $ το μήνα σε επανεπεξεργασία και χάσαμε προθεσμίες."​

Κοινοί μύθοι σχετικά με τον προγραμματισμό ρομπότ συγκόλλησης (κατεστραμμένοι).

Ας ξεκαθαρίσουμε τρία λάθη που εμποδίζουν τα εργοστάσια να πετύχουν μεγαλύτερο ποσοστό πιστοποίησης ή ίσο με 99,5%.​

Μύθος 1: "Μόλις προγραμματιστεί, το ρομπότ δεν χρειάζεται αλλαγές."​

Τα δοχεία μπορεί να έχουν μικρές διαφορές (π.χ. μεταλλικά φύλλα λίγο παχύτερα από το συνηθισμένο). Εάν δεν προσαρμόσετε ποτέ το πρόγραμμα, οι συγκολλήσεις θα είναι απενεργοποιημένες. Ελέγξτε το ποσοστό πιστοποίησης εβδομαδιαία-ταχύτητα προσαρμογής/αμπέρ εάν πέσει κάτω από το 99%.​​​

Μύθος 2: "Ταχύτερη συγκόλληση=περισσότερων δοχείων."​

Η πολύ γρήγορη συγκόλληση (πάνω από 8 ίντσες ανά λεπτό για λεπτά μέρη) προκαλεί κακές συγκολλήσεις. Θα ξοδέψετε περισσότερο χρόνο στην επανεπεξεργασία από ό,τι εξοικονομείτε. Ένα εργοστάσιο στο Τέξας προσπάθησε να συγκολλήσει 10 ίντσες ανά λεπτό-κατασκεύασε 2 ακόμη δοχεία την ημέρα, αλλά η επανεπεξεργασία χρειάστηκε 10 ώρες, επομένως η καθαρή παραγωγή έπεσε.​

Μύθος 3: "Μόνο οι ειδικοί μπορούν να βελτιστοποιήσουν τον προγραμματισμό."​

Δεν χρειάζεται να είσαι κωδικοποιητής. Τα περισσότερα ρομπότ έχουν απλές διεπαφές-που μπορείτε να προσαρμόσετε την ταχύτητα, τους ενισχυτές ή τη διαδρομή με μερικά κλικ. Η ομάδα της Lisa έμαθε μέσω δοκιμών: "Δοκιμάσαμε μια νέα ταχύτητα, ελέγξαμε τις συγκολλήσεις και κρατήσαμε αυτό που λειτούργησε. Είναι δοκιμή και σφάλμα, όχι επιστήμη πυραύλων."​

Συμπέρασμα

Η βελτιστοποίηση του προγραμματισμού ρομπότ συγκόλλησης ανοξείδωτου χάλυβα για σώματα δοχείων δεν αφορά τη σύνταξη σύνθετου κώδικα-αφορά τον έξυπνο σχεδιασμό διαδρομής και μικρές αλλαγές στην ταχύτητα, τη θερμότητα και τη γωνία. Λάβετε τη σωστή διαδρομή (χωρίς οπισθοδρόμηση, γρήγορες κινήσεις μεταξύ συγκολλήσεων), ταιριάξτε τις ρυθμίσεις σε πάχος μετάλλου και θα πετύχετε μεγαλύτερο ή ίσο ποσοστό πιστοποίησης 99,5% σε χρόνο μηδέν.​

Η ανταμοιβή είναι μεγάλη: λιγότερη επεξεργασία, ταχύτερη παραγωγή και κοντέινερ που αντέχουν σε δύσκολες συνθήκες αποστολής. Όπως το έθεσε η Lisa: "Η βελτιστοποίηση προγραμματισμού δεν είναι "καλό-{-να έχεις"-να είσαι ανταγωνιστικός. Ένα ρομπότ που λειτουργεί πιο έξυπνα, όχι πιο σκληρά, κάνει τη διαφορά."​

Είτε διαχειρίζεστε ένα μεγάλο εργοστάσιο είτε ένα μικρό εργαστήριο, αυτά τα βήματα θα λειτουργήσουν. Ξεκινήστε με μια προσαρμογή (π.χ. ζώνη-κατά-διαδρομή ζώνης), ελέγξτε τα αποτελέσματα και δημιουργήστε από εκεί. Σε λίγο, θα φτιάξετε περισσότερα δοχεία, με λιγότερες κακές συγκολλήσεις-και περισσότερα χρήματα στην τσέπη σας.