Robotické svařováníje automatizovaný svařovací proces, ve kterém programovatelný průmyslový robot nebo kolaborativní robot řídí svařovací hořák a sleduje předem definovanou dráhu svařování. Nejlépe se hodí pro aplikace, kde jsou díly, místa spojů a výrobní podmínky dostatečně opakovatelné.
Ruční svařování je svařovací proces prováděný přímo zkušeným svářečem, který ovládá hořák nebo elektrodu a upravuje techniku v reálném čase. Svářeč může reagovat na změny mezery ve spoji, přizpůsobení-, zkreslení, přístupu a geometrii součásti v průběhu svaru.
Robotické vs ruční svařování na první pohled

Robotické vs ruční svařování je méně o tom, který proces je ze své podstaty lepší, a více o tom, který z nich vyhovuje výrobním podmínkám.Robotické svařováníobecně vytváří největší hodnotu, když se svary opakují dostatečně často, aby to ospravedlnilo programování, upevnění a integraci. Ruční svařování zůstává vysoce konkurenceschopné, když variace součástí, malý objem nebo časté změny pracovních míst zvyšují hodnotu lidské přizpůsobivosti.
Tabulka: Praktické kompromisy- mezi robotickým a ručním svařováním
|
Rozhodovací faktor |
Robotické svařování |
Ruční svařování |
|
Náklady předem |
Vyšší, protože systém může vyžadovat robota, svařovací balíček, přípravky, ochranu, senzory, programování a integraci. |
Obvykle nižší pro zařízení a nastavení pracovní stanice, i když mohou být stále vyžadovány specializované nástroje. |
|
Provozní náklady |
Může snížit mzdové náklady na součást při dostatečném využití, ale stále záleží na spotřebním materiálu, údržbě, programování a prostojích. |
Více přímo vázáno na kvalifikovanou pracovní dobu; může být hospodárné, když výroba neudržuje dostatečně využívanou automatizaci. |
|
Konzistence svaru |
Vysoká, když umístění spoje, přizpůsobení-, parametry a upevnění zůstávají v rámci procesního okna. |
Více závisí na dovednosti svářeče, přístupu, únavě a řízení procesu, ale zkušení svářeči dokážou odvést velmi-kvalitní práci. |
|
Flexibilita |
Silný pro známé, programovatelné rodiny produktů; méně efektivní, když se pracovní místa neustále mění. |
Vysoká pro jednorázové-opravy, prototypy a sestavy, které vyžadují časté posuzování nebo úpravy. |
|
Nastavení / přepnutí |
Programování, změny příslušenství, ladění-a ověřování mohou snížit atraktivitu krátkých běhů. |
Přechod mezi neznámými nebo málo{0}}objemovými úlohami je často rychlejší, zvláště když je potřeba jen málo specializovaných nástrojů. |
|
Propustnost |
Dokáže poskytnout vysokou, předvídatelnou propustnost, když je čas{0}}oblouk a využití vysoké a upstream/downstream procesy drží krok. |
Obvykle je více omezena dostupností operátora a rychlostí lidské práce, i když může překonat automatizaci na vysoce variabilní práci. |
|
Pracovní závislost |
Snižuje přímou práci při svařování na cyklus, ale stále vyžaduje lidi pro nakládání, kontrolu, programování, údržbu a podporu procesu. |
Velmi záleží na dostupnosti a úrovni dovedností svářečů. |
|
Tolerance odchylky dílu |
Nižší, pokud se nepoužívá snímání, sledování švu, adaptivní svařování nebo jiné korekční technologie. |
Vysoká, protože zkušený svářeč dokáže v reálném čase reagovat-na změny lícování, deformace, umístění spoje a neočekávané podmínky. |
|
Sledovatelnost kvality |
Může podporovat konzistentní protokolování parametrů a výrobní záznamy, když jsou integrované monitorovací systémy. |
Sledovatelnost je možná, ale obecně vyžaduje další postupy, kontrolu nebo systémy{0}}zachycování digitálních dat. |
|
Údržba |
Vyžaduje údržbu os robota, systémů hořáků, přípravků, senzorů, ovládacích prvků a související automatizace. |
Jednodušší architektura zařízení v mnoha aplikacích, ačkoli svařovací zařízení a nástroje stále vyžadují údržbu. |
|
Dávková vhodnost |
Nejatraktivnější pro opakovatelné středně{0}} až velké{1}}objemové práce nebo menší-objemové práce s rychlým programováním a flexibilním nastavením. |
Obzvláště efektivní pro malé{0}}objemové, velké{1}}mixy, opravy, zakázkové a nepředvídatelné práce. |
|
Typické aplikace |
Opakující se držáky, rámy, kryty, podsestavy a další produkty se stabilním umístěním svarů a opakovanou poptávkou. |
Opravy, svařování v terénu, prototypy, zakázková výroba, variabilní sestavy a zakázky, které je obtížné důsledně upevnit. |
Praktická dělicí čára vrobotické vs ruční svařováníobvykle záleží na čtyřech faktorech:opakovatelnost, variace, využití a změna. Automatizace se stává přesvědčivější, protože stejné podmínky svařování se vyskytují častěji; ruční svařování získává hodnotu, protože náklady na přizpůsobení variaci rostou.
Zvolte Robotické svařování Kdy
Robotické svařování se hodí, když je výrobní proces-ne pouze svařovací úkol- dostatečně opakovatelný.
Často se vyskytují stejné dráhy svaru. Opakované švy umožňují opětovné použití programování, vývoje upínacích přípravků a ověřování procesu v mnoha částech. Každý den vyráběný držák, rám nebo kryt je proto mnohem silnějším kandidátem na automatizaci než podobně velká sestava postavená jen několikrát za rok.
Důslednost procesu má větší hodnotu než neustálá lidská adaptace. Když je geometrie kloubu řízena, robotické systémy mohou opakovat pojezdovou rychlost, úhel hořáku, dráhu a naprogramované parametry cyklus po cyklu. To je zvláště cenné tam, kde záleží na stabilním výstupu a sledovatelných podmínkách procesu.
Ponechat ruční svařování, když
Ruční svařování zůstává lepší výrobní volbou, když lidská přizpůsobivost stojí méně než řízení variací pomocí automatizace.
Jedno{0}}jednotlivé díly, opravy, prototypy a zakázková výroba se často mění příliš často na to, aby se jim specializované programování a upevnění vrátilo. Zkušený svářeč může zkontrolovat spoj, kompenzovat nekonzistentní lícování-, upravit techniku a pokračovat v práci, aniž by nejprve převedl každou variaci na naprogramovanou odezvu.
Totéž platí pro často se měnící produkty, svařování v terénu, sestavy, které se obtížně upevňují, a práce s nepředvídatelným přístupem nebo deformací. V těchto prostředích nejde o to, že by automatizace nedokázala spoj svařit. Jde o to, zda vytvoření spoje dostatečně předvídatelného pro automatizaci vytváří více úsilí, než ušetří operace svařování.
Opravna je jednoduchým příkladem: dvě poškozené sestavy mohou vyžadovat stejný nominální svar, přesto dorazí se zcela odlišnými mezerami, znečištěním, geometrií a přístupem. Lidský úsudek je spíše součástí procesu než pouhou náhražkou automatizace.
Zvažte hybridní přístup, když
V mnoha prostředích s vysokým{0}}mixem je užitečnější strategií automatizovat opakující se sváry a zároveň ponechat zkušené svářeče pro variabilní práci.
To může mít smysl pro smíšenou-výrobu SKU, střední série, sestavy obsahující několik vysoce opakovatelných švů nebo obchody, které pravidelně zavádějí nové zakázky, ale stále mají opakující se rodiny svarů. Robot nebo cobot svařovací buňka zvládne stabilní práci, zatímco svářeči se soustředí na problémy s montáží-, zakázkové spoje, opravy, dokončovací práce a zakázky, které se příliš často mění na to, aby je bylo možné ekonomicky automatizovat.
Hodnota tohoto hybridního modelu bude jasnější, jakmile pochopíte zásadnější rozdíl: lidé a roboti neřídí svařovací proces stejným způsobem.
Skutečný rozdíl: Naprogramovaná opakovatelnost
Nejdůležitější rozdíl mezi ručním a robotickým svařováním není pouze člověk versus stroj. Je to způsob, jakým každý přístup reaguje na změny.
Zkušený svářeč nepřetržitě pozoruje spoj a může modifikovat techniku podle změny podmínek. Naproti tomu svařovací robot funguje nejlépe, když vztah mezi naprogramovanou dráhou a skutečným obrobkem zůstává předvídatelný. Jeho předností je naprogramovaná opakovatelnost: jakmile jsou pohyb a proces svařování ověřeny, robot je může reprodukovat s velmi malými změnami cyklu-k{3}}cyklu.
Tento rozdíl vysvětluje mnoho praktických rozdílů mezi těmito dvěma přístupy. Ruční svařování může absorbovat změny během procesu. Robotické svařování obecně vyžaduje, aby byly změny řízeny, detekovány nebo kompenzovány automatizačním systémem.
Co dokáže kvalifikovaný svářeč upravit v reálném čase
Při ručním svařování svářeč pouze neposouvá hořák podél předem definované linie. Vyškolený svářeč pozoruje spoj, chování oblouku, kaluži, lícování- a vyvíjející se geometrii, přičemž neustále upravuje, jak je svar vytvořen.
Zvažte spoj, kde se mezera postupně otevírá podél švu. Svářeč může vidět, že se množství potřebného plniva mění, a reagovat na to úpravou rychlosti pojezdu, manipulace s hořákem, polohování nebo strategie plnění. Odezva nemusí být předem určena pro každý možný rozměr mezery; svářeč interpretuje, co se děje, a provádí úpravu během svařování.
Technická výhoda je konkrétnější: vyškolení svářeči mohou interpretovat vizuální a procesní zpětnou vazbu, na kterou pevný program automaticky nereaguje, pokud nebyl automatizační systém navržen tak, aby tuto odchylku detekoval.
Svařovací robot se lépe ovládá
A svařovací robotke stejnému problému přistupuje jinak. Namísto nepřetržité interpretace neznámého kloubu provádí definovanou kombinaci pohybů, časování a příkazů procesu.
Po ověření této kombinace může robot reprodukovat proměnné, jako je rychlost pojezdu, úhel hořáku, poloha -středového{1}} bodu nástroje (TCP), dráha svaru, načasování a svařovací sekvence od cyklu k cyklu. V závislosti na tom, jak je svařovací systém integrován, může program také koordinovat procesní proměnné, jako jsou příkazy pro podávání drátu, časování spuštění a zastavení oblouku, rutiny kráterů, vzory tkaní a přechody mezi svary.
Důležité není, že pohyb robota je ze své podstaty „lepší“. Jde o to, že stejný naprogramovaný pohyb je vysoce reprodukovatelný.
Představte si jednu kontrolovanou sestavu obsahující stejný šev na 500 po sobě jdoucích dílech. Pokud byl robot naprogramován tak, aby se přiblížil ke spoji pod definovaným úhlem, začal v určitém bodě, pohyboval se po určité dráze definovanou rychlostí, ukončil svar a přesunul se k dalšímu spoji v pevném pořadí, nemusí se tyto pohyby znovu učit v každém cyklu. To je základ konzistence robotického svařování.
Proč opakovatelnost robota není stejná jako přesnost svaru
Jednou z nejčastějších chyb v diskusích o robotickém svařování je ošetřováníopakovatelnost robotaapřesnost robotického svařováníjako zaměnitelné pojmy.
nejsou.
Opakovatelnost popisuje, zda se robot může vrátit do téměř stejné naprogramované polohy za opakovaných podmínek.
Přesnost svaru popisuje, zda je výsledný svar správně umístěn vzhledem ke skutečnému spoji a zda celkový proces svařování poskytuje zamýšlený výsledek.
Tyto definice vedou k důležitému inženýrskému principu:
Robot může velmi konzistentně opakovat špatnou cestu.
Rozdíl je jasnější, když je robotické svařování vnímáno jako kompletní polohovací řetězec spíše než jako izolované rameno robota:
Opakovatelnost robota → Kalibrace TCP → upínací základ → umístění dílu → skutečná poloha spoje → naprogramovaná dráha a proces svaru → skutečný výsledek svaru
Každý článek ovlivňuje vztah mezi přikázaným pohybem robota a fyzickým kloubem.

Kvalita a přesnost svaru: Která metoda vytváří lepší svary?
Užitečnější odpověď zní: kvalita svaru závisí na tom, jak stabilní je proces a jak velké rozdíly existují ve skutečných svařovaných dílech. Robotické svařování může zajistit velmi vysokou konzistenci svaru, když umístění součásti, geometrie spoje, uchycení, parametry svařování a další procesní vstupy zůstávají pod kontrolou. Ruční svařování může přinést lepší výsledky, pokud se tyto podmínky natolik liší, že se přizpůsobení člověkem v reálném čase- stává cennějším než naprogramovaná opakovatelnost.
Jinými slovy, kvalita robotického svařování je nejsilnější ve stabilním okně procesu; ruční svařování se stává konkurenceschopnějším, když se spoj pohybuje mimo toto předvídatelné okno.
Kde mají roboti výhodu kvality
Robotické svařování má svou nejjasnější výhodu kvality, když je práce prezentovaná robotovi dostatečně opakovatelná a svařovací proces již byl ověřen.
Za těchto podmínek může robot reprodukovat stejné fyzické a procesní proměnné z jednoho cyklu do druhého.
Jedním z příkladů je cestovní rychlost. Naprogramovaný robot může udržovat přikázaný pohyb po dráze svařování bez malých změn rychlosti, ke kterým přirozeně dochází při ručním pohybu hořáku. Když svařovací proces závisí na udržování rychlosti pojezdu v definovaném rozsahu, tato opakovatelnost pomáhá stabilizovat přívod tepla a tvorbu housenek.
Totéž platí pro úhel a polohu hořáku. Jakmile jsou správně stanoveny střed nástroje, poloha obrobku a dráha svaru, může robot reprodukovat naprogramovanou orientaci a trajektorii hořáku na opakovaných dílech. Tím se odstraní jeden zdroj variací cyklu-k{3}}cyklu.
Parametry procesu lze také řídit systematicky. V závislosti na svařovacím systému může program koordinovat proměnné, jako je podávání drátu, nastavení související s napětím,-pojezdová rychlost, časování oblouku, pohyb tkaní, spouštěcí a zastavovací postupy a sekvence svařování. Hodnota pochází z udržování konzistentní ověřené kombinace proměnných, než ze spoléhání se na operátora, který reprodukuje stejné fyzické provedení každý cyklus.
Roboty také neovlivňují-únavové změny pohybu. Lidský svářeč může zůstat plně schopen produkovat přijatelné svary po celou směnu, ale poloha, přístup, opakování, teplo a únava mohou způsobit změny v pohybu nebo manipulaci s hořákem. Naprogramovaný robot tyto fyziologické účinky nepociťuje.
Tyto výhody se mohou promítnout do stabilnějšího výtěžku při prvním průchodu{0}} a nižších odchylek vad, ale pouze v případě, že je podporuje zbytek systému. Bylo by nesprávné usuzovat, že robotické svařování automaticky vytváří vynikající svary.
Klíčová kvalifikace je vždy stejná:
Opakovatelný robotický pohyb zlepšuje konzistenci svaru pouze tehdy, když jsou prezentace součástí a vstupy procesu dostatečně stabilní, aby tato opakovatelnost zůstala v souladu se skutečným spojem.
Když ruční svařování přináší lepší výsledky
Ruční svařování může přinést lepší výsledky, když se spoj natolik liší, že přizpůsobení je důležitější než reprodukce pevné dráhy.
To je patrné zejména při opravách. Oprava může zahrnovat opotřebené hrany, předchozí svarový kov, deformaci, nejisté rozměry, omezený přístup, znečištění nebo geometrii, která se podstatně liší od jednoho dílu k druhému. Vytvoření vyhrazeného přípravku a naprogramované dráhy pro každou podmínku může vyžadovat více úsilí než provádění samotného svaru.
Zkušený svářeč může zkontrolovat skutečnou oblast opravy, určit, kam je třeba materiál uložit, upravit pohyb hořáku při změně spoje a reagovat, když se přístup nebo geometrie liší od očekávání.
Výroba prototypů vytváří podobnou situaci. Dřívější sestavy nemusí mít stabilní rozměry nebo dokončené přípravky. Umístění spojů se může mezi revizemi měnit a součásti mohou vyžadovat ruční montáž během vývoje. V tomto prostředí může být schopnost okamžitě reagovat na aktuální součást důležitější než produkce stovek identických cyklů.
Nepředvídatelné vyrobené sestavy mohou také upřednostňovat ruční svařování. Pokud montáž před řezáním, tvarováním nebo spojováním vytváří měnící se mezery nebo nesoulad, svářeč může upravit dráhu, polohu hořáku nebo techniku plnění podle vývoje stavu, místo aby vyžadoval detekci každé změny a převedení do automatické korekce.
Rozdíl je ještě výraznější při svařování v terénu. Konstrukce může být již nainstalována, přístup se může lišit podle umístění, orientace komponent nemusí odpovídat standardnímu příslušenství a okolní prostředí může ukládat omezení, která nebyla přítomna v řízené výrobní buňce.
Představte si opravu v terénu na stávající konstrukční sestavě, kde deformace posunula spoj a okolní součásti omezují přístup k hořáku. Naprogramovaná dráha vytvořená pro nominální geometrii má omezenou hodnotu, pokud skutečný spoj již tuto geometrii nezaujímá. Kvalifikovaný svářeč může pracovat ze stavu, který skutečně existuje.
To neznamená, že ruční svařování je v proměnlivém prostředí ze své podstaty kvalitnější. Výsledek stále závisí na dovednosti svářeče, kontrole postupu, přípravě, kontrole a limitech procesu.
Produktivita: Arc{0}}On Time je pouze část příběhu
Častý argument pro automatizaci je jednoduchý: robot dokáže svařit rychleji, takže robotické svařování musí být produktivnější.
Tento závěr může být správný, ale samotná rychlost svařování je špatným měřítkem produktivity robotického svařování. Výrobní buňka vytváří hodnotu dodáváním přijatelných hotových dílů, nikoli maximalizací rychlosti pohybu hořáku nebo{1}}načasování oblouku v izolaci.
Tato celková doba výroby značně přesahuje sekundy, během kterých je oblouk aktivní. Díly musí dorazit, naložit, umístit, upnout, svařit, přemístit, zkontrolovat a odstranit. Různé produkty mohou také vyžadovat, aby se přípravky, programy, nástroje nebo ověřovací postupy mezi běhy změnily.
V důsledku toho nejrychlejší svařovací proces nemusí nutně vytvářet nejrychlejší výrobní systém.
Oblouk-Doba zapnutí vs. celková doba cyklu
Oblouk-na časje část výrobního cyklu, během které je svařovací oblouk skutečně aktivní a nanáší svarový kov.
Celková doba cykluobsahuje vše potřebné k výrobě dílu.
V závislosti na aplikaci to může zahrnovat:
nakládání obrobku; jeho umístění a upnutí; ověření přítomnosti součásti; polohování nebo indexování sestavy; přiblížení robota a pohyb vzduchu; svařování; přemístění mezi klouby; doba chlazení nebo prodlevy; inspekce; odepínání; a vyložení hotové sestavy.
Tento rozdíl je důležitý, protože zlepšení rychlosti svařování ovlivňuje pouze jednu část cyklu. To je důvod, proč výroky jako „roboty svařují Xkrát rychleji“ mají omezenou rozhodovací hodnotu bez kontextu aplikace. Vyšší rychlost pojezdu může velmi záležet na dlouhém-svařování, kde cyklu-dominuje čas oblouku. V sestavě, kde se většina výrobního času stráví vkládáním několika malých součástí do složitého přípravku, to může velmi málo záležet.
Provozní otázka tedy nezní: Jak rychle dokáže robot svařovat?
Je to: Jaké procento z celkové doby cyklu tvoří svařování a která činnost v současnosti omezuje dobrý-výrob součásti?
Pokud je překážkou svařování, rychlejší pohyb robota, vyšší rychlosti odtavování, optimalizované pořadí svarů nebo omezený pohyb vzduchu mohou podstatně zvýšit výkon. Pokud svařování není úzkým místem, jeho zlepšení může jednoduše vytvořit robota, který stráví více času čekáním.
Nakládání, vykládání a polohování dílů
Robotické buňky stále závisí na činnostech, ke kterým dochází před a po svaru, a tyto činnosti mohou určovat propustnost buněk silněji než rychlost robota.
Rychlý robot čekající na díly není produktivní buňka. Běžným příkladem je zatížení operátora. Zařízení může vyžadovat, aby bylo několik komponent umístěno jednotlivě, správně orientováno, usazeno proti lokátorům a upnuto, než se robot může spustit. Pokud tento proces trvá déle než cyklus robotického svařování, zkrácení doby svařování neřeší primární omezení. Vykládání může způsobit stejný problém, zejména u velkých, horkých, těžkých nebo nepohodlných sestav.
Konstrukce přípravku také ovlivňuje dobu manipulace. Obtížně dosažitelné lokátory, nadměrné množství jednotlivých svorek, špatný přístup nebo součásti, které vyžadují opakované seřízení, mohou prodloužit dobu nesvařování v každém cyklu-. Vysoce opakovatelný proces robotického svařování nemůže obnovit všechen tento ztracený čas.
Umístění dílu vytvoří další vrstvu.
Některé sestavy se musí otočit, aby svary zůstaly v příznivé orientaci. Robotický svařovací polohovač může indexovat součást mezi svary, ale rotace a usazování stále spotřebovávají dobu cyklu. Buňka musí také zohledňovat bezpečnou vůli robota, zrychlení polohovadla, geometrii přípravku a sekvenci potřebnou k odhalení každého kloubu.
Chlazení a kontrola mohou také omezit propustnost. Pokud musí součást zůstat v upínacím přípravku, zatímco teploty klesají, nebo pokud operátor provádí kontrolu před vyložením, tyto operace se stanou součástí efektivního cyklu.
Důležitá je také výroba na začátku. Řezání, tvarování, obrábění, spojování a manipulace s materiálem musí dodávat komponenty takovou rychlostí, jakou je spotřebovává robotická buňka. Robot schopný dokončit díl každou minutu poskytuje jen malou výhodu, pokud výroba před výrobním procesem dodává novou sestavu každé tři minuty.
Z toho důvodu hodnoceníproduktivitu robotického svařováníby měla obsahovat celou buňku:
dodávka materiálu → nakládání → upínání → polohování → svařování → kontrola → vykládání
Uspořádání buňky, návrh přípravku, výběr polohovadel, tok materiálu a obsah práce operátora proto mohou být pro výkon stejně důležité jako programování robota.
Změna může změnit ekonomiku
Průměrná doba cyklu vypráví pouze část příběhu, když obchod produkuje více zakázek nebo SKU.
Další otázka zní: Kolik výrobní kapacity se ztratí, když se výroba změní z jedné zakázky na druhou?
Změna robotického svařování může zahrnovat více než jen výběr jiného programu. V závislosti na buňce mohou operátoři nebo technici potřebovat:
vyjměte a nainstalujte další přípravek;
načíst správný robot a svařovací programy;
upravit nebo opravit naprogramované cesty;
ověřte TCP nebo svařovací nástroj;
změnit spotřební materiál nebo nastavení procesu;
nainstalujte různé lokátory dílů;
upravit konfiguraci polohovadla nebo přípravku;
potvrdit parametry svařování;
a svařit a zkontrolovat první kus před uvolněním výroby.
Každá činnost spotřebovává čas, během kterého buňka neprodukuje prodejné části.
To je zvláště důležité při robotickém svařování s velkým-směsem a nízkým{1}objemem. Automatizace může ušetřit několik sekund na každém svaru, ale tyto úspory mohou být přemoženy, pokud dílna ztratí značný čas opakovanou výměnou přípravků, ověřováním prvních kusů nebo úpravou programů mezi krátkými dávkami.
To neznamená, že by výroba vysoké{0}}směsi měla automaticky zůstat ruční. Znamená to, že k přechodu na euro je třeba přistupovat jako k části ekonomiky automatizace spíše než jako k nahodilé nastavovací činnosti.
Produktivita je vlastnost systému
Tyto scénáře odhalují, proč rozhodnutí o automatizaci nemohou být založena pouze na rychlosti svařování robotem.
U stabilního-výrobku s velkým objemem může být doba zapnutí oblouku{1}}pro produktivitu a optimalizace cyklu robota klíčová pro produktivitu, protože nastavení je rozloženo do mnoha dílů. U smíšené výroby může strategie výměny a upínání záležet stejně jako samotný svařovací cyklus. Při-jednorázové práci může nastavení dominovat celé ekonomické rovnici, díky čemuž je ruční provádění produktivnější, i když je výkon oblouku pomalejší{5}.
Užitečný přehled produktivity by proto měl zkoumat alespoň tři úrovně:
Úroveň svaru:Kolik času ve skutečnosti strávíte svařováním?
Úroveň buněk:Kolik času strávíte nakládáním, polohováním, čekáním, kontrolou a vykládáním?
Úroveň produkčního-mixu:Jak velká kapacita je ztracena při nastavování a přepínání v rámci skutečného rozvrhu úloh?
Pouze pokud jsou uvažovány všechny tři, odráží srovnání spíše produktivní výkon než teoretickou rychlost svařování.
Bezpečnost a pracovní síla: Automatizace mění práci, nejen počet zaměstnanců
Dopad automatizace svařování na pracovní sílu je často popisován příliš úzce jako snížení ruční práce při svařování. V praxi se automatizace měnítam, kde jsou vyžadovány pracovní a technické dovednosti.
Robotická svařovací buňka může zkrátit dobu, kterou člověk stráví nepřetržitým provozem hořáku, ale výroba stále závisí na lidech, kteří dokážou připravit součást, zavést proces, ověřit kvalitu svaru, odstraňovat závady, udržovat zařízení a reagovat, když se skutečné výrobní podmínky liší od naprogramovaných předpokladů.
Přesnější způsob, jak popsat posun, je: Ruční svařování koncentruje zručnost u hořáku. Automatizované svařování distribuuje dovednosti napříč nastavením, programováním, řízením procesu, kontrolou, řešením problémů a údržbou. Toto rozlišení je důležité jak pro bezpečnostní případ, tak pro realistické plánování práce.
Automatizace může snížit rizika
Jedním z legitimních důvodů pro automatizaci svařování jesnížit expozici operátorana stavy spojené s opakovaným ručním svařováním. V závislosti na konstrukci buňky a procesu může automatizace posunout operátora dále od:
záření oblouku; výpary ze svařování; sálavé a vedené teplo; opakující se pohyb pochodně; trvalé nepohodlné držení těla; a fyzicky náročné přístupové pozice.
Rozdíl mezisnížení expozicea eliminovat riziko je důležité.
Robot může například provádět opakované svařování uvnitř uzavřené buňky, zatímco operátor nakládá a vykládá díly z chráněné stanice. Zaměstnanec již nemusí zůstávat přímo u oblouku během každého cyklu, což může výrazně snížit přímé vystavení. Podobně dlouhý šev, který vyžaduje, aby svářeč držel nepohodlnou pozici po dobu několika minut, může být silným kandidátem na automatizaci, i když přímá úspora práce není jediným finančním odůvodněním projektu. Ergonomická hodnota se proto může stát součástí obchodního případu automatizace.
Nebezpečí však jednoduše nezmizí, když je svítilna připojena k robotovi. Robotická svařovací buňka přináší nebo uchovává rizika spojená s:
pohyb robota a polohovače; body sevření a rozdrcení; sestavy svařované za tepla; výpary ze svařování a záření oblouku; automatické nástroje; uložená energie; a přístup údržby uvnitř buňky.
Kompletní aplikace stále vyžaduje vhodné posouzení rizik, střežení nebo jiná ochranná opatření, postupy bezpečného přístupu a kontroly údržby. Automatizace mění povahu a místo expozice. Nemělo by se s ním zacházet jako s náhražkou bezpečnostního inženýrství.
Jaké dovednosti jsou stále potřeba
Robotické svařování také neodstraňuje potřebu znalostí o svařování. V mnoha aplikacích jsou tyto znalosti důležitější, protože technické rozhodnutí může ovlivnit stovky dílů, než někdo zasáhne.
Programování robotů nemůže nahradit odbornost svařovacího procesu. Technik může robota naučit přesně, kam se má pohybovat, a přesto vytvořit špatný svar, pokud jsou zvolené parametry procesu, orientace hořáku, příprava spoje nebo sekvence nesprávné.
Různé výrobní problémy proto vyžadují různé dovednosti.
|
Výrobní problém |
Obvykle potřebná dovednost |
|
Špatný tvar housenky, splynutí, penetrace nebo nadměrné rozstřikování |
Svařovací a procesní expertizy pro hodnocení parametrů, orientace hořáku, stavu spoje, stínění a vhodnosti postupu |
|
Robot neustále míjí svarovou dráhu |
Programování robotů, kalibrace TCP, dovednosti ověřování souřadnic-systému nebo cesty- |
|
Poloha kloubu se mění mezi jinak identickými díly |
Znalost upínání, umístění{0}}dílu a výroby |
|
Buňka se zastaví nebo spustí alarm |
Znalosti řešení problémů s automatizací a ovládání |
|
Kvalita svaru se v průběhu výroby postupně mění |
Monitorování procesu, kontrola spotřebního materiálu, údržba a odbornost svařování |
|
Je třeba zavést nové SKU |
Nastavení přípravku, programování, ověřování procesu a kvalifikace prvního-kusu |
|
Mechanická přesnost se po kolizi nebo servisu snižuje |
Schopnost kalibrace a údržby robotů |
|
I přes správný pohyb robota se objevují opakující se závady |
Řešení křížových{0}}funkcí napříč svařovacím procesem, přípravkem, součástí a programem |
To je důvodškolení robotického svařováníby se nemělo soustředit pouze na to, jak vytvářet body robota. Produkční tým může potřebovat schopnosti v několika oblastech.
Odborné znalosti o svařování jsou i nadále nezbytné pro stanovení vhodných parametrů, interpretaci defektů, pochopení chování spojů a rozpoznání, kdy problém vzniká ve svařovacím procesu, nikoli v robotu.
K vytváření cest, správě offsetů, ověřování TCP, zotavení z chyb a provádění řízených změn při změně produktů nebo nástrojů jsou zapotřebí znalosti programování a kalibrace.
Nastavení upínacího zařízení a procesní inženýrství se stávají důležitými, když opakovaný pohyb součásti, špatné přizpůsobení-nebo nekonzistentní umístění ovlivňují vztah mezi spojem a naprogramovanou dráhou.
Inspekční a kvalitativní dovednosti jsou i nadále nezbytné k určení, zda automatizovaný proces přináší přijatelné výsledky. Robot může opakovat cyklus, aniž by rozpoznával každý typ vady svaru.
Schopnost údržby se stává důležitější, protože výroba závisí na dalším vybavení: osy robotů, součásti svařovacích hořáků, senzory, polohovadla, přípravky, ovladače a bezpečnostní systémy.
Model práce se tedy spíše mění, než aby zmizel.
Zjednodušené srovnání vypadá takto:
Ruční výroba
Svářečka → namontovat-→ provoz hořáku → vizuální/procesní nastavení → kontrola nebo korekce
Automatizovaná-výroba buněk
Operátor/technik → naložení dílu a nastavení přípravku → výběr programu → automatizované svařování → kontrola → odstraňování problémů/korekce procesu v případě potřeby
Důležitým důsledkem návratnosti investic je, že automatizace by neměla být modelována jako nahrazení každé stávající svařovací hodiny s nulovou pracností. Určitý čas přímého pochodu může zmizet. Ostatní pracovníci postupují proti proudu do nastavení nebo po proudu do dozoru, údržby a kontroly kvality.
Závěr
Nejjednodušší způsob hodnocenírobotické svařování vs ruční svařováníje ptát se, kde opakovatelnost vytváří větší hodnotu než adaptace.
Robotické svařování je nejsilnější, když opakovatelnost v produktu opravňuje opakovatelnost v procesu. To obvykle znamená, že se stejné nebo podobné svary opakují dostatečně často, výměny jsou zvládnutelné, díly mohou být umístěny konzistentně a buňka může zůstat dostatečně produktivní, aby se vrátily náklady na přípravky, programování, integraci a průběžnou podporu.
Ruční svařování je nejsilnější, když dominuje variace a úsudek. Pokud se geometrie často mění, přizpůsobení-je nepředvídatelné, přístup se liší od zakázky k zakázce nebo nastavení nemá mnoho příležitostí k opětovnému použití, může kvalifikovaný svářeč často reagovat ekonomičtěji než automatizovaný systém navržený podle předem definovaných podmínek.

Praktické rozhodnutí tedy spočívá ve čtyřech otázkách:
Opakování výroby: Jak často lze znovu použít stejný proces svařování?
Produktový mix a změna: Kolik času a inženýrství je potřeba, když se změní zaměstnání?
Konzistence dílu: Může být skutečný spoj zobrazen předvídatelně nebo spolehlivě detekován, když se pohybuje?
Ekonomické využití: Stráví automatizace dostatek času produkováním hodnotného výstupu, aby ospravedlnila náklady na instalaci a životní cyklus?
Pokud jsou tyto podmínky silné, robotické svařování si zaslouží seriózní hodnocení. Pokud jsou slabé, ruční svařování může zůstat racionálnější výrobní metodou. Pokud jsou smíchány, selektivní automatizace může poskytnout lepší přizpůsobení než kterýkoli extrém.
Před porovnáním značek robotů nebo cen článků nejprve zhodnoťte díly a výrobní proces.
Jste připraveni implementovat robotické svařování?
Sdílejte podrobnosti o svých dílech, výrobní pracovní postup, požadavky na dobu cyklu, uspořádání továrny a specifikace svařování s naším inženýrským týmem.
RBTIC vyhodnotí výběr robota, konfiguraci systému a uspořádání pracovních buněk a poskytne přizpůsobená projektová doporučení a nabídky.
FAQ
