Optimització de la programació de robots de soldadura d'acer inoxidable: planificació del camí per a la soldadura del cos del contenidor i la taxa de qualificació de soldadura (superior o igual al 99,5%).

Entreu a un pati de fabricació de contenidors i veureu fileres de robots de soldadura d'acer inoxidable treballant intensament-que s'uneixen a les parets, els sòls i les cantonades dels contenidors d'enviament, convertint les làmines de metall planes en caixes resistents i resistents a la intempèrie. Però aquí està el problema: la majoria d'aquests robots no estan programats tan bé com podrien ser

Una fàbrica de Califòrnia ho va descobrir l'any passat. Van utilitzar robots de soldadura per als seus contenidors d'acer inoxidable, però la taxa de qualificació de la soldadura oscil·lava al voltant del 95%-, la qual cosa significa que 1 de cada 20 soldadures era defectuosa (massa primes, massa amples o amb buits). Van passar 8 hores al dia reelaborant soldadures defectuoses i per això van incórrer en els terminis d'enviament. "Vam pensar que el robot només feia la seva feina", va dir Lisa, la supervisora ​​de soldadura de la fàbrica amb 15 anys d'experiència. "Resulta que ajustar la programació va marcar la diferència".

L'objectiu de la soldadura de contenidors és clar: aconseguir que la taxa de qualificació de la soldadura sigui Superior o igual al 99,5% (només 1 soldadura dolenta de 200) i fer que el camí del robot sigui el més eficient possible (sense moviments innecessaris). En aquest article s'explica com optimitzar la programació de robots de soldadura d'acer inoxidable per a cossos de contenidors-des d'una planificació de camins més intel·ligent fins a petits ajustaments que milloren la qualitat de la soldadura. Sense cap xerrada de codi confusa-només passos pràctics que funcionen a la fàbrica.​

Per què importa l'optimització de la programació per a la soldadura de contenidors d'acer inoxidable

Abans de capbussar-nos en les correccions, anem a comprendre per què la programació no és només "configurar-la i oblidar-la" per a la soldadura de contenidors. Els contenidors d'acer inoxidable necessiten soldadures fortes i consistents-han de contenir fins a 20 tones de càrrega, aigua salada i temperatures extremes. Una mala programació comporta dos grans problemes:​

1. Baix percentatge de qualificació de soldadura=Més reelaboració, menys diners​

Una taxa de qualificació de soldadura del 95% sona bé, però per a una fàbrica que fa 100 contenidors al dia (cadascun amb 50 soldadures), això són 250 males soldadures diàries. Cada reelaboració requereix 10 minuts-més de 40 hores setmanals. I si una soldadura defectuosa es llisca, el contenidor pot filtrar-se o trencar-se durant l'enviament-costa milers de reparacions.​

Una fàbrica de Texas tenia aquest problema: la seva taxa de qualificació del 94% significava 300 males soldadures al dia. Van començar a optimitzar la programació, van arribar al 99,6% i van estalviar 35 hores a la setmana en la reelaboració. "A solia tenir tres persones només arreglant soldadures", va dir el seu responsable de producció. "Ara estan construint més contenidors".

2. Camins ineficients=Producció més lenta​

Un robot que es mou cap endavant i cap enrere, o fa una pausa massa llarga, triga més a soldar un contenidor. Per exemple, un robot amb un camí mal planificat pot trigar 25 minuts a soldar un contenidor. Optimitza el camí i baixa a 20 minuts-estalviant 5 minuts per contenidor, 500 minuts al dia per a 100 contenidors.

Un taller de Florida va cronometrar el seu robot: es movia 10 peus més per contenidor (anant d'una soldadura a l'altra en un bucle en lloc d'una línia recta). Arreglant el camí es va retallar 4 minuts per contenidor-van fer 8 contenidors més al dia sense afegir torns.​

Optimització 1: planificació de la ruta més intel·ligent per a la soldadura del cos de contenidors

Els cossos dels contenidors tenen tres àrees principals de soldadura: les parets laterals (soldadures llargues i rectes), les cantonades del sòl (cobes estretes) i els rails superiors (metall més gruixut). El camí del robot ha de cobrir-los sense perdre temps. Aquí teniu com planificar-ho millor.​

1. Seguiu un patró "Zona-per-Zona" (sense marxa enrere)​

No deixeu que el robot salti de la paret frontal a la paret posterior, i després de nou al davant. En comptes d'això, divideix el contenidor en zones-p. ex., "meitat davantera (parets + terra)", després "meitat posterior (parets + terra)" i després "baranes superiors". Això redueix els moviments innecessaris

Una fàbrica d'Illinois solia programar el seu robot per soldar una paret lateral, després la cantonada oposada del pis i després l'altra paret lateral-retrocés 15 peus cada vegada. Van canviar a un patró de zona i el temps de viatge del robot es va reduir un 20%. "És com netejar una habitació-no aspires un racó, després el contrari i després enrere", va dir la Lisa. "Fes un costat, després l'altre".

2. Omet "Moviments buits" (Moveu ràpidament entre soldadures)​

Quan el robot no està soldant (es mou d'una soldadura a l'altra), s'ha de moure a tota velocitat-no el feu arrossegar. La majoria dels robots tenen una configuració de "passe ràpida" (2-3 vegades més ràpid que la velocitat de soldadura). Utilitzeu-lo.

Una fàbrica d'Oregon es va oblidar d'activar la marxa ràpida-el seu robot es va moure a velocitat de soldadura (5 polzades per minut) entre soldadures. El van encendre (12 polzades per minut) i el temps de soldadura de cada recipient va baixar 3 minuts. "Sembla petit, però 3 minuts per contenidor sumen ràpidament", va dir el seu tècnic

3. Ajusteu el camí per a cantonades estretes (evitar col·lisions).

Les cantonades del terra dels contenidors estan ajustades (corbes de 90-graus) i la torxa del robot pot colpejar el metall si el camí està desactivat. Programeu un "arc petit" en comptes d'un gir brusc; deixeu que el robot es mogui 1 polzada de la cantonada, després gireu i torneu al camí.

Un taller de Geòrgia va tenir un problema: la torxa del seu robot va colpejar la cantonada del contenidor 3 vegades al dia, doblegant la punta (cost 50 dòlars per propina). Van afegir un petit arc al camí i les col·lisions es van aturar completament

Optimització 2: ajustos per augmentar la taxa de qualificació de soldadura a un 99,5% o superior

Arribar al 99,5% significa solucionar problemes petits i habituals a la programació-com ara ajustar la calor, la velocitat o l'angle de la torxa. Aquí teniu el que funciona per a la soldadura de contenidors d'acer inoxidable

1. Relaciona la velocitat de soldadura amb el gruix del metall

Les peces dels contenidors d'acer inoxidable tenen diferents gruixos: les parets laterals tenen 1,5 mm de gruix, les cantonades del terra tenen un gruix de 3 mm. Si el robot solda ambdós a la mateixa velocitat, les peces primes es solden-(massa metall, buits), les peces gruixudes queden sota-soldades (massa primes, febles).​

Per a peces primes (1-2 mm): configureu la velocitat a 6-8 polzades per minut. Això evita que la soldadura s'acumuli

Per a peces gruixudes (2-4 mm): lenta a 4-6 polzades per minut. Això permet que la soldadura penetri més profundament

Una fàbrica de Texas utilitzava una velocitat (7 polzades per minut) per a tot-la seva taxa de qualificació era del 95%. Van ajustar les velocitats per al gruix i van arribar al 99,7%. "Les parts gruixudes necessiten més temps per fondre el metall", va dir la Lisa. "Les parts primes s'han de moure ràpidament-en cas contrari, et cremes."​

2. Ajusteu-la calor (amperatge) per a l'acer inoxidable​

L'acer inoxidable és delicat-l'excés de calor (amperatge alt) provoca deformacions (el metall es doblega), la poca calor provoca soldadures en fred (sense enllaç). Per a la soldadura de contenidors:

Parts primes: 80-100 amperes

Parts gruixudes: 120-140 amperes.​

Una fàbrica de Califòrnia tenia el seu amperatge ajustat a 110 amperes per a totes les peces. Les parets primes es van deformar (fer buits a les soldadures), les cantonades gruixudes tenien soldadures fredes. Van ajustar els amperes pel gruix, i les males soldadures van baixar un 80%.

3. Utilitzeu "Calibració visual" per a l'angle de la torxa

L'angle de la torxa del robot (com s'inclina) afecta com flueix el metall de soldadura. Per a la soldadura de contenidors:

Soldadures rectes (parets laterals): angle de 0 graus (torxa cap avall). Això fa una soldadura plana i uniforme

Soldadures de cantonada (cantonades del sòl): angle de 45 graus (torxa inclinada cap a la cantonada). Això omple el buit entre dues parts

Un taller de Florida no va ajustar l'angle-utilitzaven 0 graus per a les cantonades. Les soldadures no van omplir el buit, de manera que la taxa de qualificació va ser del 94%. Van canviar a 45 graus per a les corbes i van colpejar el 99,6%. “Les cantonades necessiten la torxa per arribar als dos costats”, va dir el seu tècnic. "Directament avall només falta un costat".

4. Afegiu un pas "Pre-escalfament" per al metall fred​

A les fàbriques de fred (per sota dels 15 graus), l'acer inoxidable es manté fred-les soldadures no s'adhereixen bé. Programeu el robot perquè faci un pre-escalfament ràpid: moveu la torxa sobre la zona de soldadura durant 2-3 segons (sense soldar) per escalfar el metall.

Una fàbrica de Minnesota va tenir problemes a l'hivern-la taxa de qualificació va baixar al 92% a causa del metall fred. Van afegir pre-escalfament i va tornar al 99,5%. "El metall fred és com la mantega freda-no es pot estendre fàcilment", va dir la Lisa. "Escalfeu-lo i la soldadura flueix millor".

-Cas guanyat real: una fàbrica que va assolir un percentatge de qualificació del 99,8%.

Vegem com una petita fàbrica d'Ohio va canviar les coses. Van fabricar contenidors d'enviament d'acer inoxidable, però la taxa de qualificació del seu robot va ser del 93% i va trigar 28 minuts a soldar un contenidor.

Van fer tres retocs de programació:​

Zona-per-Camí de la zona: divideix el contenidor en zones davantera/darrera, talla la marxa enrere. El temps de soldadura es va reduir a 22 minuts

Velocitat/amperes per gruix: estableix 7 polzades per minut/90 amperes per a parets primes, 5 polzades per minut/130 amperes per a cantonades gruixudes.

Ajust de l'angle de la torxa: 0 graus per a soldadures rectes, 45 graus per a cantonades

Els resultats?

La taxa de qualificació de soldadura va arribar al 99,8%-només 1 soldadura incorrecta cada 500.​

El temps de retreball es va reduir de 8 hores al dia a 30 minuts

Feien 12 contenidors més al dia (de 88 a 100) sense personal addicional.​

"Els canvis no van requerir un programari elegant-només de veure com es movia el robot i ajustar petites configuracions", va dir el propietari de la fàbrica. "Hem estalviat 15.000 dòlars al mes en reelaboració i ens vam incórrer en terminis".

Mites comuns sobre la programació de robots de soldadura (Busted)​

Aclarim tres errors que impedeixen que les fàbriques arribin a una taxa de qualificació superior o igual al 99,5%.

Mite 1: "Un cop programat, el robot no necessita canvis."​

Els contenidors poden tenir petites diferències (p. ex., xapes metàl·liques una mica més gruixudes de l'habitual). Si mai ajusteu el programa, les soldadures estaran desactivades. Comproveu la taxa de qualificació setmanal-ajusteu la velocitat/amperes si cau per sota del 99%.

Mite 2: "Soldar més ràpidament=més contenidors".​

Soldar massa ràpid (més de 8 polzades per minut per a peces primes) provoca males soldadures. Passareu més temps reelaborant del que estalvieu. Una fàbrica de Texas va provar de soldar 10 polzades per minut-faien 2 contenidors més al dia, però la reelaboració va trigar 10 hores, de manera que la producció neta va baixar.

Mite 3: "Només els experts poden optimitzar la programació".​

No cal que siguis programador. La majoria dels robots tenen interfícies senzilles-podeu ajustar la velocitat, els amplificadors o el camí amb uns quants clics. L'equip de la Lisa va aprendre provant: "Vam provar una nova velocitat, vam comprovar les soldadures i vam mantenir el que funcionava. És assaig i error, no ciència de coets".

Conclusió

L'optimització de la programació de robots de soldadura d'acer inoxidable per a cossos de contenidors no es tracta d'escriure codi complex-es tracta de planificar el camí intel·ligent i de petits ajustaments a la velocitat, la calor i l'angle. Aconsegueix el camí correcte (sense marxa enrere, moviments ràpids entre soldadures), coincideix la configuració amb el gruix del metall i aconseguiràs una taxa de qualificació superior o igual al 99,5% en molt poc temps.

El benefici és gran: menys reelaboració, producció més ràpida i contenidors que suporten condicions d'enviament dures. Tal com va dir la Lisa: "L'optimització de la programació no és un 'bon--tenir'-és com es manté competitiu. Un robot que treballa més intel·ligent, no més dur, marca la diferència".

Tant si teniu una gran fàbrica com un petit taller, aquests passos funcionaran. Comenceu amb un ajust (p. ex., camí de zona-per-zona), comproveu els resultats i creeu-ne a partir d'aquí. En poc temps, fabricaràs més contenidors, amb menys soldadures dolentes-i més diners a la butxaca.