Оптимизация программирования робота для сварки нержавеющей стали: планирование пути сварки корпуса контейнера и улучшение уровня квалификации сварных швов (больше или равно 99,5%).

Зайдя на площадку по производству контейнеров, вы увидите ряды сварочных роботов из нержавеющей стали, усердно работающих-они соединяют стены, полы и углы транспортных контейнеров, превращая плоские металлические листы в прочные, устойчивые к атмосферным воздействиям коробки. Но вот в чем загвоздка: большинство этих роботов запрограммированы не так хорошо, как могли бы.​

Завод в Калифорнии обнаружил это в прошлом году. Они использовали сварочные роботы для изготовления контейнеров из нержавеющей стали, но уровень квалификации сварных швов колебался около 95 %,-это означает, что 1 из 20 сварных швов был дефектным (слишком тонким, слишком широким или с зазорами). Они тратили по 8 часов в день на доработку плохих сварных швов и из-за этого срывали сроки поставки. «Мы думали, что робот просто «выполняет свою работу», — сказала Лиза, руководитель сварочного производства с 15-летним опытом. «Оказывается, корректировка программы имела решающее значение».

Цель сварки контейнеров ясна: довести уровень квалификации сварных швов до уровня выше или равного 99,5% (только 1 плохой сварной шов из 200) и сделать путь робота максимально эффективным (без ненужных перемещений). В этой статье рассказывается, как оптимизировать программирование робота для сварки нержавеющей стали для корпусов контейнеров-от более разумного планирования маршрута до небольших настроек, повышающих качество сварки. Никаких запутанных разговоров о коде-только практические шаги, которые работают в заводских условиях.​

Почему оптимизация программирования важна для сварки контейнеров из нержавеющей стали

Прежде чем углубляться в исправления, давайте поймем, почему программирование для сварки контейнеров — это не просто «установил и забыл». Контейнерам из нержавеющей стали нужны прочные и надежные сварные швы.-они должны выдерживать до 20 тонн груза, соленую воду и экстремальные температуры. Плохое программирование приводит к двум большим проблемам:

1. Низкий уровень квалификации сварщиков=Больше доработок, меньше денег​

Уровень квалификации сварных швов в 95% звучит хорошо, но для завода, производящего 100 контейнеров в день (каждый из которых имеет 50 сварных швов), это 250 плохих сварных швов в день. Переделка каждого занимает 10 минут-более 40 часов в неделю тратится впустую. А если плохой сварной шов прорвется, контейнер может протечь или сломаться во время транспортировки,-что приведет к затратам на ремонт в тысячи долларов.​

На заводе в Техасе возникла такая проблема: уровень квалификации в 94% означал 300 плохих сварных швов в день. Они начали оптимизировать программирование, достигли 99,6% и сэкономили 35 часов в неделю на доработках. «Раньше у нас было три человека, которые просто чинили сварные швы», — рассказал их начальник производства. «Теперь вместо этого они строят больше контейнеров».​

2. Неэффективные пути=замедления производства​

Роботу, который движется вперед и назад или слишком долго останавливается, требуется больше времени для сварки контейнера. Например, роботу с плохо спланированным маршрутом сварка одного контейнера может занять 25 минут. Оптимизируйте путь, и оно упадет до 20 минут-сэкономив 5 минут на контейнер, 500 минут в день для 100 контейнеров.​

Мастерская во Флориде рассчитала время своего робота: он перемещался на 10 футов больше за каждый контейнер (переходя от одного сварного шва к другому по петле, а не по прямой). Исправление пути сократило время на 4 минуты на контейнер-они сделали еще 8 контейнеров в день без добавления смен.​

Оптимизация 1: более разумное планирование маршрута сварки кузова контейнера​

Корпуса контейнеров имеют три основные зоны сварки: боковые стенки (длинные прямые сварные швы), углы пола (плотные изгибы) и верхние направляющие (более толстый металл). Путь робота должен преодолеть их, не теряя времени. Вот как это лучше спланировать.​

1. Следуйте шаблону «По зонам-по-зонам» (без возврата)​

Не позволяйте роботу прыгать с передней стены на заднюю, а затем обратно на переднюю. Вместо этого разделите контейнер на зоны,-например, "передняя половина (стены + пол)", затем "задняя половина (стены + пол)", а затем "верхние направляющие". Это сокращает ненужные движения.​

На заводе в Иллинойсе робот запрограммировал сварку боковой стены, затем противоположного угла пола, а затем другой боковой стены,-отступая каждый раз на 15 футов. Они перешли на зональный шаблон, и время перемещения робота сократилось на 20%. «Это похоже на уборку комнаты:-вы не пылесосите один угол, затем противоположный и обратно», — сказала Лиза. «Ты делаешь одну сторону, потом другую».

2. Пропустить «пустые ходы» (быстро перемещаться между сварными швами)​

Когда робот не выполняет сварку (перемещается от одного сварного шва к другому), он должен двигаться на полной скорости,-не заставляйте его ползти. Большинство роботов имеют настройку «ускоренного хода» (в 2–3 раза быстрее скорости сварки). Используйте это.​

На заводе в Орегоне забыли включить ускоренный ход-их робот перемещался между сварными швами со скоростью сварки (5 дюймов в минуту). Включили его (12 дюймов в минуту), и время сварки каждого контейнера сократилось на 3 минуты. «Это кажется небольшим, но 3 минуты на контейнер быстро складываются», — сказал их техник.​

3. Отрегулируйте путь для крутых поворотов (избегайте столкновений)​

Углы пола контейнера крутые (изгибы 90-градусов), и факел робота может удариться о металл, если путь отклонен. Запрограммируйте «маленькую дугу» вместо резкого поворота — позвольте роботу отойти на 1 дюйм от угла, затем поверните, а затем вернитесь на правильный путь.​

В мастерской в ​​Джорджии возникла проблема: факел их робота трижды в день ударялся об угол контейнера, сгибая кончик (стоимостью 50 долларов за наконечник). Они добавили к пути небольшую дугу, и столкновения полностью прекратились.​

Оптимизация 2: настройки для повышения уровня квалификации сварных швов до уровня выше или равного 99,5 %.

Чтобы достичь 99,5 %, нужно исправить небольшие распространенные проблемы в программировании,-такие как регулировка нагрева, скорости или угла резака. Вот что подходит для сварки контейнеров из нержавеющей стали.​

1. Сопоставьте скорость сварки с толщиной металла.

Детали контейнера из нержавеющей стали имеют разную толщину: боковые стенки – 1,5 мм, углы пола – 3 мм. Если робот сваривает обе детали с одинаковой скоростью, тонкие детали перевариваются-свариваются (слишком много металла, зазоры), а толстые детали свариваются недостаточно-(слишком тонкие, слабые).​

Для тонких деталей (1–2 мм): установите скорость 6–8 дюймов в минуту. Это предохраняет сварной шов от скопления.​

Для толстых деталей (2–4 мм): замедлите скорость до 4–6 дюймов в минуту. Это позволяет сварному шву проникнуть глубже.​

На заводе в Техасе для всех операций использовалась одна скорость (7 дюймов в минуту).-их уровень квалификации составил 95 %. Они скорректировали скорость с учетом толщины и достигли 99,7%. «Толстым деталям нужно больше времени, чтобы расплавить металл», — сказала Лиза. «Тонкие детали должны двигаться быстро,-иначе вы прогорите».​

2. Точная-настройка температуры (силы тока) для нержавеющей стали​

Нержавеющая сталь привередлива:-слишком сильное нагревание (высокая сила тока) вызывает деформацию (металл изгибается), слишком малое нагревание приводит к образованию холодных сварных швов (отсутствие соединения). Для сварки контейнера:​

Тонкие детали: 80–100 ампер.​

Толстые детали: 120–140 ампер.​

На заводе в Калифорнии для всех деталей была установлена ​​сила тока 110 ампер. Тонкие стены деформировались (образовывались разрывы в сварных швах), толстые углы имели холодные сварные швы. Они отрегулировали усилители по толщине, и количество плохих сварных швов снизилось на 80%.​

3. Используйте «Визуальную калибровку» угла горелки.

Угол горелки робота (то, как она наклонена) влияет на течение сварочного металла. Для сварки контейнера:​

Прямые сварные швы (боковые стенки): угол 0 градусов (горелка направлена ​​вниз). Это позволит получить ровный и ровный сварной шов.​

Угловые сварные швы (углы пола): угол 45 градусов (горелка наклонена к углу). Это заполняет пробел между двумя частями.​

Мастерская во Флориде не отрегулировала угол,-они использовали 0 градусов для углов. Сварные швы не заполнили зазор, поэтому уровень квалификации составил 94%. Они перешли на угол 45 градусов для поворотов и достигли 99,6%. «Углам нужно, чтобы факел достиг обеих сторон», - сказал их техник. «Прямо вниз, просто не попадает в одну сторону».

4. Добавьте этап «Предварительный-нагрев» для холодного металла.

На холодных заводах (ниже 15 градусов) нержавеющая сталь остается холодной-сварные швы плохо склеиваются. Запрограммируйте робота на быстрый пред-нагрев: переместите горелку на область сварки на 2–3 секунды (без сварки), чтобы нагреть металл.​

Зимой на заводе в Миннесоте возникли проблемы.-Процент квалификации упал до 92 % из-за холодного металла. Они добавили пред-нагрев, и он снова подскочил до 99,5 %. «Холодный металл похож на холодное масло,-его нельзя легко размазать», — сказала Лиза. «Нагрейте его, и сварка будет течь лучше».

Реальная-выигрыш дела: фабрика, достигшая уровня квалификации 99,8 %​

Давайте посмотрим, как небольшая фабрика в Огайо изменила ситуацию. Они изготавливали транспортные контейнеры из нержавеющей стали, но уровень квалификации их робота составлял 93%, а сварка одного контейнера занимала 28 минут.​

Они внесли три изменения в программу:​

Зона-по-пути зоны: разделите контейнер на переднюю и заднюю зоны, отключите обратное отслеживание. Время сварки сократилось до 22 минут.​

Скорость/сила тока в зависимости от толщины: установите 7 дюймов в минуту/90 ампер для тонких стен, 5 дюймов в минуту/130 ампер для толстых углов.​

Регулировка угла горелки: 0 градусов для прямых сварных швов, 45 градусов для углов.​

Результаты?​

Уровень квалификации сварных швов достиг 99,8%-только 1 плохой сварной шов на каждые 500.​

Время переделки сократилось с 8 часов в день до 30 минут.​

Они делали еще 12 контейнеров в день (с 88 до 100) без привлечения дополнительного персонала.​

"Для внесения изменений не требовалось сложное программное обеспечение-просто наблюдение за тем, как движется робот, и настройка небольших параметров", – рассказал владелец фабрики. «Мы сэкономили 15 000 долларов в месяц на переделках и срыве сроков».​

Распространенные мифы о программировании сварочных роботов (разоблачены)​

Давайте проясним три ошибки, которые мешают фабрикам достичь уровня квалификации выше или равного 99,5%.​

Миф 1: «Однажды запрограммированный робот не нуждается в изменениях».​

Контейнеры могут иметь небольшие отличия (например, металлические листы немного толще обычных). Если вы никогда не откорректируете программу, сварные швы будут отключены. Еженедельно проверяйте уровень квалификации.-Настраивайте скорость/усилитель, если он падает ниже 99%.​

Миф 2: «Быстрее сваривать=больше контейнеров».​

Слишком быстрая сварка (более 8 дюймов в минуту для тонких деталей) приводит к ухудшению сварных швов. Вы потратите больше времени на переделку, чем сэкономите. Фабрика в Техасе попыталась сварить со скоростью 10 дюймов в минуту-они сделали еще 2 контейнера в день, но переделка заняла 10 часов, поэтому чистый объем производства упал.​

Миф 3: «Только эксперты могут оптимизировать программирование».​

Вам не обязательно быть программистом. Большинство роботов имеют простые интерфейсы-вы можете регулировать скорость, силу тока или путь несколькими щелчками мыши. Команда Лизы научилась на испытаниях: «Мы попробовали новую скорость, проверили сварные швы и сохранили то, что работало. Это метод проб и ошибок, а не ракетостроение».​

Заключение​

Оптимизация программирования роботов для сварки нержавеющей стали для корпусов контейнеров заключается не в написании сложного кода-, а в умном планировании пути и небольших изменениях скорости, нагрева и угла. Выберите правильный путь (без возврата, быстрые перемещения между сварными швами), сопоставьте настройки с толщиной металла, и вы в кратчайшие сроки достигнете уровня квалификации, превышающего или равного 99,5%.​

Выгода велика: меньше переделок, более быстрое производство и контейнеры, выдерживающие тяжелые условия транспортировки. Как выразилась Лиза: «Оптимизация программирования — это не просто-приятное занятие--, а то, как вы остаетесь конкурентоспособными. Все решает робот, который работает умнее, а не усерднее».​

Независимо от того, управляете ли вы большой фабрикой или небольшой мастерской, эти шаги сработают. Начните с одной настройки (например, зоны-по-пути зоны), проверьте результаты и приступайте к построению на основе этого. Вскоре вы будете производить больше контейнеров с меньшим количеством плохих сварных швов-и иметь больше денег в своем кармане.