Roostevabast terasest keevitusroboti programmeerimise optimeerimine: konteineri korpuse keevitamise ja keevisõmbluse kvalifikatsiooni määra (suurem või võrdne 99,5%) parandamise teekonna planeerimine

Astuge konteinerite tootmistehasesse ja näete, kuidas roostevabast terasest keevitusrobotid töötavad kõvasti{0}}, mis ühendavad transpordikonteinerite seinad, põrandad ja nurgad, muutes lamedad metalllehed tugevateks ilmastikukindlateks kastideks. Kuid siin on konks: enamik neist robotitest pole programmeeritud nii hästi, kui nad võiksid olla

California tehas avastas selle eelmisel aastal. Nad kasutasid oma roostevabast terasest anumate jaoks keevitusroboteid, kuid keevisõmbluse kvalifikatsioonimäär kõikus umbes 95%-, mis tähendab, et üks 20-st keevisõmblusest oli vigane (liiga õhuke, liiga lai või tühimikega). Nad kulutasid 8 tundi päevas halbade keevisõmbluste ümbertöötlemisele ja jätsid seetõttu tarnetähtaegadest mööda. "Arvasime, et robot lihtsalt "teeb ​​oma tööd"," ütles 15-aastase kogemusega tehase keevitusjuht Lisa. "Tuleb välja, et programmeerimise muutmine muutis kõik olulised."

Konteinerite keevitamise eesmärk on selge: saavutada keevisõmbluse kvalifikatsioonimäär 99,5% või suurem (ainult 1 halb keevisõmblus 200-st) ja muuta roboti teekond võimalikult tõhusaks (ilma asjatut liigutamist). Selles artiklis kirjeldatakse, kuidas optimeerida roostevabast terasest keevitusrobotite programmeerimist konteinerite korpuste jaoks-alates arukamast teeplaneerimisest kuni keevisõmbluse kvaliteeti tõstvate väikeste muudatusteni. Ei mingit segast koodikõnet-lihtsalt praktilised sammud, mis toimivad tehase põrandal.​

Miks on programmeerimise optimeerimine roostevabast terasest anumate keevitamiseks oluline?

Enne parandustesse sukeldumist mõelgem, miks programmeerimine ei ole konteineri keevitamiseks lihtsalt "seadista ja unusta". Roostevabast terasest konteinerid vajavad tugevaid ja ühtseid keevisõmblusi,{1}}need peavad taluma kuni 20 tonni lasti, soolast vett ja äärmuslikke temperatuure. Halb programmeerimine toob kaasa kaks suurt probleemi:

1. Madal keevitajate kvalifikatsioonimäär=Rohkem ümbertööd, vähem raha​

Keevisõmbluse kvalifikatsioonimäär 95% kõlab hästi, kuid tehases, mis valmistab 100 konteinerit päevas (igas 50 keevisõmblusega), on see 250 halba keevisõmblust päevas. Iga ümbertöötamine võtab 10 minutit{6}}üle 40 tunni nädalas. Ja kui halb keevisõmblus läbi libiseb, võib konteiner lekkida või tarnimise ajal puruneda{9}}, mille remont maksab tuhandeid.​

Texase tehases oli see probleem: nende 94% kvalifikatsioonimäär tähendas 300 halba keevisõmblust päevas. Nad alustasid programmeerimise optimeerimist, saavutasid 99,6% ja säästsid ümbertöötamisel 35 tundi nädalas. «Meil tegeles varem ainult keevisõmbluste parandamisega kolm inimest,» rääkis nende tootmisjuht. "Nüüd ehitavad nad selle asemel rohkem konteinereid."

2. Ebaefektiivsed teed=Aeglasem tootmine​

Robot, mis liigub edasi-tagasi või peatub liiga kaua, võtab konteineri keevitamiseks rohkem aega. Näiteks võib halvasti planeeritud teega robotil kuluda ühe konteineri keevitamiseks 25 minutit. Optimeerige tee ja see väheneb 20 minutini,{4}}säästades 5 minutit konteineri kohta, 500 minutit päevas 100 konteineri kohta.​

Floridas asuv töökoda määras nende roboti ajastamise: see liikus ühe konteineri kohta 10 jalga rohkem (liiges ühelt keevisõmbluselt teisele sirgjoone asemel silmusena). Tee parandamine vähendas 4 minutit konteineri kohta-tegi 8 konteinerit päevas ilma vahetusi lisamata.​

Optimeerimine 1: konteineri korpuse keevitamise nutikam tee planeerimine

Konteinerite korpustel on kolm peamist keevitusala: külgseinad (pikad sirged keevisõmblused), põranda nurgad (tihedad kõverad) ja ülemised siinid (paksem metall). Roboti tee peab need läbima ilma aega raiskamata. Siit saate teada, kuidas seda paremini planeerida.

1. Järgige mustrit „Tsoon-by- Zone” (taganemine puudub)​

Ärge laske robotil hüpata esiseinast tagaseinale, siis tagasi ette. Selle asemel jagage konteiner tsoonideks -nt "eesmine pool (seinad + põrand)", seejärel "tagumine pool (seinad + põrand)" ja seejärel "ülemised siinid". See vähendab tarbetut liikumist

Illinoisi tehas programmeeris oma roboti nii, et see keevitaks külgseina, seejärel vastaspõranda nurka ja seejärel teise külgseina,{0}}taganes iga kord 15 jalga. Nad läksid üle tsoonimustrile ja roboti reisiaeg vähenes 20%. "See on nagu toa koristamine-ei puhasta tolmuimejaga ühte nurka, siis teist nurka ja siis tagasi," ütles Lisa. "Teed ühe poole, siis teise poole."

2. Jätke vahele "Tühjad käigud" (keevisliidete vahel kiire liikumine).

Kui robot ei keevita (liigub ühelt keevisõmbluselt teisele), peaks see liikuma täiskiirusel-ära pane seda roomama. Enamikul robotitel on "kiirkäik" seadistus (2-3x kiirem kui keevituskiirus). Kasutage seda .

Oregonis asuv tehas unustas kiirkäigu sisse lülitada,{0}}nende robot liikus keevisõmbluste vahel keevituskiirusel (5 tolli minutis). Nad lülitasid selle sisse (12 tolli minutis) ja iga konteineri keevitusaeg langes 3 minuti võrra. "See tundub väike, kuid 3 minutit konteineri kohta lisandub kiiresti," ütles nende tehnik

3. Reguleerige rada kitsaste nurkade jaoks (vältige kokkupõrkeid).

Konteineri põranda nurgad on tihedad (90-kraadised kõverad) ja roboti taskulamp võib tabada metalli, kui tee on väljas. Programmeerige järsu pöörde asemel "väike kaar" – laske robotil liikuda nurgast 1 tolli kaugusele, seejärel pöörake ja minge tagasi rajale.​

Gruusias asuvas töökojas tekkis probleem: nende roboti taskulamp tabas 3 korda päevas konteineri nurka, painutades otsa (maksis 50 dollarit otsa kohta). Nad lisasid rajale väikese kaare ja kokkupõrked peatusid täielikult

Optimeerimine 2: muudatused keevitamise kvalifikatsiooni tõstmiseks 99,5% või rohkem

99,5% saavutamine tähendab programmeerimises väikeste levinud probleemide lahendamist-, nagu kuumuse, kiiruse või põleti nurga reguleerimine. Siin on see, mis töötab roostevabast terasest anumate keevitamisel.​

1. Sobitage keevituskiirus metalli paksusega

Roostevabast terasest konteineri osad on erineva paksusega: külgseinad on 1,5 mm paksused, põranda nurgad on 3 mm paksused. Kui robot keevitab mõlemat sama kiirusega, keevitavad õhukesed osad üle-(liiga palju metalli, vahed), paksud keevitavad alla-(liiga õhukesed, nõrgad).​

Õhukeste osade jaoks (1–2 mm): määrake kiirus 6–8 tolli minutis. See hoiab ära keevisõmbluse kuhjumise.

Paksude (2–4 mm) osade puhul: aeglustage kiirust 4–6 tolli minutis. See võimaldab keevisõmblusel sügavamale tungida.

Texase tehas kasutas kõige jaoks ühte kiirust (7 tolli minutis){1}}nende kvalifikatsioonimäär oli 95%. Nad kohandasid kiirust paksuse järgi ja saavutasid 99,7%. "Paksud osad vajavad metalli sulamiseks rohkem aega," ütles Lisa. "Õhukesed osad peavad kiiresti liikuma-muidu põlete läbi."​

2. Peen-häälestage roostevaba terase kuumus (voolutugevus)​

Roostevaba teras on peen{0}}liiga palju kuumust (kõrge voolutugevus) põhjustab kõverdumist (metall paindub), liiga vähe kuumust põhjustab külmi keevisõmblusi (puudub side). Mahuti keevitamiseks:

Õhukesed osad: 80-100 amprit.

Paksud osad: 120-140 amprit.

Californias asuvas tehases määrati kõigi osade voolutugevus 110 amprit. Õhukesed seinad väändunud (keevisõmblustes vahed), paksudes nurkades külmad keevisõmblused. Nad reguleerisid ampreid paksuse järgi ja kehvad keevisõmblused langesid 80%.

3. Kasutage põleti nurga jaoks "Visuaalset kalibreerimist".

Roboti põleti nurk (kuidas see on kallutatud) mõjutab keevismetalli voolamist. Mahuti keevitamiseks:

Sirged keevisõmblused (külgseinad): 0-kraadine nurk (põleti otse alla). See teeb tasase ja ühtlase keevisõmbluse.

Nurga keevisõmblused (põrandanurgad): 45-kraadine nurk (põleti kallutatud nurga poole). See täidab tühimiku kahe osa vahel

Floridas asuv töökoda ei reguleerinud nurka,{0}}nad kasutasid nurkade jaoks 0 kraadi. Keevisõmblused ei täitnud tühimikku, seega oli kvalifikatsiooni määr 94%. Nad lülitusid kurvide jaoks 45 kraadi peale ja tabasid 99,6%. "Nurgad vajavad tõrvikut, et jõuda mõlemale poole," ütles nende tehnik. "Otse alla läheb lihtsalt üks pool mööda."

4. Lisage "Eelsoojendus" etapp külma metalli jaoks​

Külmatehastes (alla 15 kraadi) jääb roostevaba teras külmaks-keevisõmblused ei kleepu hästi. Programmeerige robot kiiret eelsoojendust- tegema: metalli soojendamiseks liigutage põletit 2–3 sekundiks keevituspiirkonnale (ilma keevitamiseta).​

Minnesotas asuvas tehases oli talvel probleeme{0}}kvalifitseerumisprotsent langes külma metalli tõttu 92%-le. Nad lisasid eel-soojenduse ja see hüppas tagasi 99,5%-ni. "Külm metall on nagu külm või,{6}}seda ei saa lihtsalt määrida," ütles Lisa. "Soojendage seda ja keevisõmblus voolab paremini."

Tõeline-juhtumivõit: tehas, mis saavutas 99,8% kvalifikatsiooni

Vaatame, kuidas Ohio väike tehas asjad ümber pööras. Nad valmistasid roostevabast terasest veokonteinereid, kuid nende roboti kvalifikatsioonimäär oli 93% ja ühe konteineri keevitamiseks kulus 28 minutit.​

Nad tegid kolm programmeerimise näpunäidet:

Tsooni-haaval-tsooni tee: jagage konteiner esi-/tagatsoonideks, vähendage tagasiliikumist. Keevitusaeg vähenes 22 minutini

Kiirus / amprid paksuse järgi: määrake õhukeste seinte jaoks 7 tolli minutis / 90 amprit, paksude nurkade jaoks 5 tolli / 130 amprit.​

Põleti nurga reguleerimine: 0 kraadi sirgete keevisõmbluste jaoks, 45 kraadi nurkade jaoks.​

Tulemused?

Keevituse kvalifikatsioonimäär saavutas 99,8%-ainult 1 halb keevisõmblus iga 500 kohta.​

Ümbertöötamise aeg vähenes 8 tunnilt päevas 30 minutile

Nad valmistasid 12 konteinerit rohkem päevas (88-lt 100-le) ilma lisatööjõuta

"Muudatused ei nõudnud väljamõeldud tarkvara{0}}lihtsalt roboti liikumise jälgimist ja väikeste seadete kohandamist," ütles tehase omanik. "Säästsime 15 000 dollarit kuus ümbertöötamise ja tähtaegadest möödasaatmise pealt."

Levinud müüdid keevitusroboti programmeerimise kohta (lõhkunud).

Teeme selgeks kolm viga, mis takistavad tehastel saavutamast 99,5% või suuremat kvalifikatsioonimäära.​

Müüt 1: "Kui robot on programmeeritud, ei vaja ta muudatusi."​

Mahutitel võivad olla väikesed erinevused (nt tavalisest veidi paksemad metalllehed). Kui te programmi kunagi ei reguleeri, katkevad keevisõmblused. Kontrollige iganädalast kvalifikatsiooni määra,{4}}kui see langeb alla 99%.​

2. müüt: "Kiireim keevitamine=rohkem mahuteid."​

Liiga kiire keevitamine (õhukeste osade puhul üle 8 tolli minutis) põhjustab kehvad keevisõmblused. Kulutate ümbertöötamisele rohkem aega, kui säästate. Texase tehas proovis keevitada kiirusega 10 tolli minutis,-nad valmistasid veel 2 konteinerit päevas, kuid ümbertöötamiseks kulus 10 tundi, nii et netotoodang langes.​

Müüt 3: "Ainult eksperdid saavad programmeerimist optimeerida."

Sa ei pea olema kodeerija. Enamikul robotitel on lihtsad liidesed,{1}}saate mõne klõpsuga reguleerida kiirust, ampreid või rada. Lisa meeskond õppis testimise teel: "Proovisime uut kiirust, kontrollisime keevisõmblusi ja säilitasime selle, mis töötas. See on katse-eksitus, mitte raketiteadus."​

Järeldus

Roostevabast terasest keevitusrobotite programmeerimise optimeerimine konteinerite korpuste jaoks ei tähenda keeruka koodi kirjutamist-see on nutikas tee planeerimine ja väikesed kiiruse, kuumuse ja nurga muudatused. Valige õige tee (ei taha tagasi liikuda, keevisõmbluste vahel on kiire liikumine), sobitage sätted metalli paksusega ja saavutate hetkega 99,5% või suurem kvalifikatsioonimäär.​

Tasu on suur: vähem ümbertööd, kiirem tootmine ja konteinerid, mis peavad vastu karmidele tarnetingimustele. Nagu Lisa ütles: "Programmeerimise optimeerimine ei ole tore,-ei ole tore-omada"-, vaid see on see, kuidas te konkurentsis püsite. Robot, mis töötab targemalt, mitte raskemini, teeb kõik oluliseks."​

Olenemata sellest, kas juhite suurt tehast või väikest töökoda, need sammud toimivad. Alustage ühe näpunäidetega (nt tsoonide -haaval-tsoon), kontrollige tulemusi ja alustage sealt edasi. Varsti valmistate rohkem konteinereid, vähem halbu keevisõmblusi-ja rohkem raha taskus.