Optimalizácia programovania zváracieho robota z nehrdzavejúcej ocele: Plánovanie trasy pre zváranie telesa kontajnera a miera kvalifikácie zvarov (vyššia alebo rovná 99,5 %) Zlepšenie

Vstúpte do dvora na výrobu kontajnerov a uvidíte rady zváracích robotov z nehrdzavejúcej ocele, ktoré usilovne pracujú-spájajú steny, podlahy a rohy prepravných kontajnerov a menia ploché plechy na pevné krabice odolné voči poveternostným vplyvom. Ale tu je háčik: väčšina týchto robotov nie je naprogramovaná tak dobre, ako by mohla byť.​

Minulý rok to zistila továreň v Kalifornii. Pre svoje nádoby z nehrdzavejúcej ocele použili zváracie roboty, ale miera kvalifikácie zvarov sa pohybovala okolo 95 %-, čo znamená, že 1 z 20 zvarov bol chybný (príliš tenký, príliš široký alebo s medzerami). Strávili 8 hodín denne prerábaním zlých zvarov a kvôli tomu zmeškali termíny dodania. „Mysleli sme si, že robot len ​​‚robí svoju prácu‘,“ povedala Lisa, zváračská supervízorka továrne s 15-ročnými skúsenosťami. "Ukázalo sa, že vyladenie programovania prinieslo celý rozdiel."

Cieľ pre zváranie kontajnerov je jasný: dosiahnuť mieru kvalifikácie zvaru na vyššiu alebo rovnú 99,5 % (iba 1 zlý zvar z 200) a urobiť dráhu robota čo najefektívnejšou (bez zbytočného pohybu). Tento článok popisuje, ako optimalizovať programovanie zváracích robotov z nehrdzavejúcej ocele pre karosérie kontajnerov-od inteligentnejšieho plánovania trasy až po malé vylepšenia, ktoré zvyšujú kvalitu zvarov. Žiadne mätúce reči o kóde-iba praktické kroky, ktoré fungujú v továrni.​

Prečo je pri zváraní nádob z nehrdzavejúcej ocele dôležitá optimalizácia programovania

Predtým, ako sa ponoríme do opráv, poďme pochopiť, prečo programovanie nie je len „nastav a zabudni“ na zváranie kontajnerov. Kontajnery z nehrdzavejúcej ocele potrebujú pevné a konzistentné zvary-, musia pojať až 20 ton nákladu, slanú vodu a extrémne teploty. Zlé programovanie vedie k dvom veľkým problémom:​

1. Nízka miera kvalifikácie zvárania=Viac prepracovania, menej peňazí​

Miera kvalifikácie zvarov 95 % znie dobre, ale pre továreň vyrábajúcu 100 kontajnerov denne (každý s 50 zvarmi) je to 250 zlých zvarov denne. Prepracovanie každého trvá 10 minút-viac ako 40 premárnených hodín týždenne. A ak sa zlý zvar prešmykne, kontajner môže počas prepravy vytiecť alebo prasknúť{9}}, čo bude stáť tisíce za opravy.​

Továreň v Texase mala tento problém: ich 94% kvalifikácia znamenala 300 zlých zvarov denne. Začali optimalizovať programovanie, dosiahli 99,6 % a ušetrili 35 hodín týždenne pri prerábaní. „Kedysi sme mali troch ľudí, ktorí len opravovali zvary,“ povedal ich vedúci výroby. "Teraz namiesto toho stavajú viac kontajnerov."

2. Neefektívne cesty=Pomalšia produkcia​

Robot, ktorý sa pohybuje tam a späť, alebo sa príliš dlho zastaví, trvá dlhšie, kým zvarí kontajner. Napríklad robotovi so zle naplánovanou dráhou môže zvarenie jednej nádoby trvať 25 minút. Optimalizujte cestu a zníži sa na 20 minút-, čím ušetríte 5 minút na nádobu, 500 minút denne na 100 nádob.​

Dielňa na Floride načasovala ich robot: pohyboval o 10 stôp navyše na kontajner (od jedného zvaru k druhému v slučke namiesto priamej línie). Po oprave cesty o 4 minúty na kontajner-vyrobili o 8 kontajnerov viac denne bez pridania zmien.​

Optimalizácia 1: Inteligentnejšie plánovanie trasy pre zváranie karosérií kontajnerov​

Telesá kontajnerov majú tri hlavné oblasti zvárania: bočné steny (dlhé, rovné zvary), rohy podlahy (tesné ohyby) a horné koľajnice (hrubší kov). Dráha robota ich musí pokryť bez straty času. Tu je návod, ako si to lepšie naplánovať.

1. Postupujte podľa vzoru „Zóna-po-zóne“ (bez spätného sledovania)​

Nedovoľte, aby robot preskočil z prednej steny na zadnú stenu a potom späť na prednú. Namiesto toho rozdeľte kontajner na zóny-, napr. „predná polovica (steny + podlaha)“, potom „zadná polovica (steny + podlaha)“ a potom „horné koľajnice“. Tým sa obmedzí zbytočný pohyb.

Továreň v Illinois zvykla naprogramovať svojho robota tak, aby zvaril bočnú stenu, potom protiľahlý roh podlahy a potom druhú bočnú stenu-zakaždým o 15 stôp. Prešli na zónový vzor a čas cesty robota klesol o 20 %. „Je to ako upratovanie izby,-nevysávate jeden roh, potom druhý a potom späť,“ povedala Lisa. "Urobíš jednu stranu, potom druhú."

2. Preskočte „Prázdne pohyby“ (Rýchly pohyb medzi zvarmi).

Keď robot nezvára (pohybuje sa od jedného zvaru k druhému), mal by sa pohybovať plnou rýchlosťou,-nenechajte sa plaziť. Väčšina robotov má nastavenie „rýchloposuv“ (2-3x rýchlejší ako rýchlosť zvárania). Použite to.

Továreň v Oregone zabudla zapnúť rýchly posuv-ich robot sa medzi zvarmi pohyboval rýchlosťou zvárania (5 palcov za minútu). Zapli ho (12 palcov za minútu) a čas zvárania každej nádoby sa skrátil o 3 minúty. "Zdá sa to málo, ale 3 minúty na kontajner sa rýchlo sčítajú," povedal ich technik.​

3. Upravte cestu pre úzke rohy (vyhnite sa kolíziám).

Rohy podlahy kontajnera sú tesné (90-ohyby) a baterka robota môže zasiahnuť kov, ak je cesta mimo. Namiesto ostrej zákruty naprogramujte „malý oblúk“ – nechajte robota posunúť sa 1 palec od rohu, potom sa otočte a potom sa vráťte na trať.​

V dielni v Gruzínsku sa vyskytol problém: baterka ich robota zasiahla 3-krát denne roh kontajnera a ohol hrot (stoja 50 dolárov za hrot). K ceste pridali malý oblúk a kolízie úplne prestali.​

Optimalizácia 2: Vylepšenia na zvýšenie miery kvalifikácie zvarov na 99,5 % alebo viac

Dosiahnutie hodnoty 99,5 % znamená opravu malých, bežných problémov v programovaní-, ako je nastavenie teploty, rýchlosti alebo uhla horáka. Tu je to, čo funguje pri zváraní nádob z nehrdzavejúcej ocele.​

1. Prispôsobte rýchlosť zvárania hrúbke kovu

Časti kontajnera z nehrdzavejúcej ocele majú rôznu hrúbku: bočné steny sú hrubé 1,5 mm, rohy podlahy sú hrubé 3 mm. Ak robot zvára oboje rovnakou rýchlosťou, tenké časti sa nad-zvárajú (príliš veľa kovu, medzery), hrubé časti sa-zvárajú (príliš tenké, slabé).​

Pre tenké časti (1-2 mm): Nastavte rýchlosť na 6-8 palcov za minútu. Tým sa zabráni hromadeniu zvaru.

Pre hrubé časti (2-4 mm): Pomaly na 4-6 palcov za minútu. To umožní zvaru preniknúť hlbšie

Továreň v Texase používala na všetko jednu rýchlosť (7 palcov za minútu)-ich kvalifikácia bola 95 %. Upravili rýchlosti pre hrúbku a dosiahli 99,7%. „Hrubé časti potrebujú na roztavenie kovu viac času,“ povedala Lisa. „Tenké časti sa musia pohybovať rýchlo-inak prepálite.“​

2. Jemne-dolaďte teplo (prúd) pre nehrdzavejúcu oceľ​

Nerezová oceľ je chúlostivá-príliš veľa tepla (vysoká intenzita prúdu) spôsobuje deformáciu (kov sa ohýba), príliš málo tepla spôsobuje studené zvary (žiadne spojenie). Na zváranie nádob:

Tenké časti: 80-100 ampérov

Hrubé časti: 120-140 ampérov

Továreň v Kalifornii mala prúd nastavenú na 110 ampérov pre všetky diely. Tenké steny sa krútili (vytvárali medzery vo zvaroch), hrubé rohy mali studené zvary. Upravili ampéry podľa hrúbky a zlé zvary klesli o 80%.

3. Použite "Vizuálna kalibrácia" pre uhol horáka​

Uhol horáka robota (ako je naklonený) ovplyvňuje, ako prúdi zvarový kov. Na zváranie nádob:

Priame zvary (bočné steny): 0-stupňový uhol (horák priamo dole). To vytvára plochý, rovnomerný zvar

Rohové zvary (rohy podlahy): 45-stupňový uhol (horák naklonený smerom k rohu). Tým sa vyplní medzera medzi dvoma časťami.

Dielňa na Floride neupravila uhol-na nulu, ktorý používali pre rohy. Zvary nevyplnili medzeru, takže kvalifikácia bola 94%. V zákrutách prepli na 45 stupňov a dosiahli 99,6 %. "Rohy potrebujú, aby sa baterka dostala na obe strany," povedal ich technik. "Priamo dole len míňa jednu stranu."

4. Pridajte krok „Pred-ohrievanie“ pre studený kov​

V studených továrňach (pod 15 stupňov) nehrdzavejúca oceľ zostáva studená-zvary sa zle spájajú. Naprogramujte robota na rýchle predhriatie-: presuňte horák nad oblasť zvárania na 2-3 sekundy (bez zvárania), aby sa kov zahrial.​

Továreň v Minnesote mala problémy v zime-podiel kvalifikácie klesol na 92 ​​% kvôli chladnému kovu. Pridali predohrev-a vyskočili späť na 99,5 %. „Studený kov je ako studené maslo-nemôžete ho ľahko rozotrieť,“ povedala Lisa. "Zahrejte to a zvar lepšie tečie."

Skutočná{0}}výhra prípadu: továreň, ktorá dosiahla 99,8 % mieru kvalifikácie​

Pozrime sa, ako malá továreň v Ohiu zmenila situáciu. Vyrobili prepravné kontajnery z nehrdzavejúcej ocele, ale kvalifikácia ich robota bola 93 % a zváranie jedného kontajnera trvalo 28 minút.​

Urobili tri programovacie vylepšenia:​

Cesta po zóne-po{1}}zóne: Rozdeľte kontajner na prednú a zadnú zónu, obmedzte spätné sledovanie. Čas zvárania klesol na 22 minút.​

Rýchlosť/Ampér podľa hrúbky: Nastavte 7 palcov za minútu/90 ampérov pre tenké steny, 5 palcov za minútu/130 ampérov pre hrubé rohy.

Nastavenie uhla horáka: 0 stupňov pre rovné zvary, 45 stupňov pre rohy.​

Výsledky?

Miera kvalifikácie zvaru dosiahla 99,8 %-len 1 zlý zvar každých 500.​

Čas prepracovania sa znížil z 8 hodín denne na 30 minút.​

Denne vyrobili o 12 kontajnerov viac (z 88 na 100) bez ďalšieho personálu.​

„Zmeny si nevyžadovali luxusný softvér-len sledovanie pohybu robota a vylaďovanie malých nastavení,“ povedal majiteľ továrne. "Ušetrili sme 15 000 dolárov mesačne na prepracovaní a nedodržaní termínov."

Bežné mýty o programovaní zváracieho robota (vyvrátené)​

Vyjasnime si tri chyby, ktoré bránia továrňam dosiahnuť mieru kvalifikácie vyššiu alebo rovnú 99,5 %.​

Mýtus 1: "Po naprogramovaní robot nepotrebuje zmeny."​

Nádoby môžu mať malé rozdiely (napr. plechy o niečo hrubšie ako zvyčajne). Ak program nikdy neupravíte, zvary budú vypnuté. Týždenne kontrolujte mieru kvalifikácie,-ak klesne pod 99 %.​

Mýtus 2: „Rýchlejšie zváranie=ďalších kontajnerov.“​

Príliš rýchle zváranie (viac ako 8 palcov za minútu pre tenké diely) spôsobuje zlé zvary. Prepracovaním strávite viac času, ako ušetríte. Továreň v Texase sa pokúsila zvárať rýchlosťou 10 palcov za minútu-vyrobili ďalšie 2 kontajnery denne, ale prepracovanie trvalo 10 hodín, takže čistá výroba klesla.​

Mýtus 3: "Iba odborníci môžu optimalizovať programovanie."​

Nemusíte byť kódovač. Väčšina robotov má jednoduché rozhrania,-ktoré môžete nastaviť pomocou niekoľkých kliknutí. Lisin tím sa pri testovaní poučil: "Vyskúšali sme novú rýchlosť, skontrolovali zvary a zachovali to, čo fungovalo. Je to pokus-omyl, nie raketová veda."​

Záver

Optimalizácia programovania zváracích robotov z nehrdzavejúcej ocele pre karosérie kontajnerov nie je o písaní zložitého kódu-je o inteligentnom plánovaní trasy a malých úpravách rýchlosti, tepla a uhla. Urobte správnu cestu (žiadne cúvanie, rýchle pohyby medzi zvarmi), prispôsobte nastavenia hrúbke kovu a okamžite dosiahnete mieru kvalifikácie vyššiu alebo rovnú 99,5 %.​

Výnos je veľký: menej prerábok, rýchlejšia výroba a kontajnery, ktoré vydržia náročné prepravné podmienky. Ako povedala Lisa: „Optimalizácia programovania nie je 'pekné-mať--, je to spôsob, akým si udržíte konkurencieschopnosť. Robot, ktorý pracuje inteligentnejšie, nie tvrdšie, robí rozdiel.“​

Či už prevádzkujete veľkú továreň alebo malú dielňu, tieto kroky budú fungovať. Začnite s jedným vylepšením (napr. zóna-podľa-cesty k zóne), skontrolujte výsledky a potom vytvorte. Onedlho budete vyrábať viac nádob s menším počtom zlých zvarov-a viac peňazí vo vrecku.