بهینه سازی برنامه نویسی ربات جوشکاری فولاد ضد زنگ: برنامه ریزی مسیر برای جوشکاری بدنه کانتینر و نرخ صلاحیت جوش (بیشتر یا مساوی 99.5%) بهبود

وارد حیاط تولید کانتینر شوید و ردیف‌هایی از روبات‌های جوشکاری فولاد ضد زنگ را خواهید دید که به سختی کار می‌کنند{0}}آنها به دیوارها، کف‌ها و گوشه‌های ظروف حمل‌ونقل می‌پیوندند و ورق‌های فلزی صاف را به جعبه‌های مقاوم و مقاوم در برابر هوا تبدیل می‌کنند. اما نکته مهم اینجاست: بیشتر این ربات‌ها آنطور که می‌توانستند برنامه‌ریزی نشده‌اند

سال گذشته کارخانه ای در کالیفرنیا متوجه این موضوع شد. آنها از ربات‌های جوشکاری برای ظروف فولادی ضد زنگ خود استفاده کردند، اما نرخ صلاحیت جوش حدود 95% بود-به این معنی که از هر 20 جوش، 1 مورد معیوب بود (بیش از حد نازک، خیلی پهن یا دارای شکاف). آنها 8 ساعت در روز را صرف بازسازی جوش های بد می کردند و به همین دلیل ضرب الاجل حمل را از دست دادند. لیزا، ناظر جوشکاری کارخانه با 15 سال تجربه، گفت: "ما فکر می کردیم که ربات فقط "کار خود را انجام می دهد." "معلوم شد، بهینه سازی برنامه نویسی همه چیز را تغییر داد."

هدف برای جوشکاری ظرف روشن است: نرخ صلاحیت جوش را به بیشتر یا مساوی 99.5% برسانید (فقط 1 جوش بد از 200) و مسیر ربات را تا حد امکان کارآمد کنید (بدون حرکت غیر ضروری). این مقاله نحوه بهینه‌سازی برنامه‌ریزی ربات جوش‌کاری فولاد ضد زنگ را برای بدنه ظرف‌ها-از برنامه‌ریزی مسیر هوشمندانه‌تر گرفته تا تغییرات کوچکی که کیفیت جوش را افزایش می‌دهد، توضیح می‌دهد. بدون بحث کد گیج کننده-فقط مراحل عملی که در کف کارخانه کار می کنند.​

چرا بهینه سازی برنامه ریزی برای جوشکاری ظروف فولادی ضد زنگ اهمیت دارد؟

قبل از پرداختن به اصلاحات، بیایید بفهمیم که چرا برنامه نویسی فقط «تنظیم و فراموشش کن» برای جوشکاری ظرف نیست. ظروف فولادی ضد زنگ نیاز به جوش قوی و ثابت دارند-آنها باید تا 20 تن محموله، آب شور و دماهای شدید را در خود جای دهند. برنامه نویسی بد منجر به دو مشکل بزرگ می شود:

1. نرخ صلاحیت جوش پایین=دوباره کاری بیشتر، پول کمتر​

نرخ صلاحیت جوش 95% خوب به نظر می رسد، اما برای کارخانه ای که روزانه 100 کانتینر تولید می کند (هر کدام با 50 جوش)، این 250 جوش بد در روز است. کار مجدد هر یک 10 دقیقه{6}}بیش از 40 ساعت در هفته طول می کشد. و اگر جوش بدی از بین برود، ظرف ممکن است در حین حمل و نقل نشت کند یا بشکند-که هزاران هزینه تعمیر دارد.​

کارخانه ای در تگزاس این مشکل را داشت: نرخ 94% صلاحیت آنها به معنای 300 جوش بد در روز بود. آنها شروع به بهینه سازی برنامه نویسی کردند، به 99.6% رسیدند و 35 ساعت در هفته در کار مجدد صرفه جویی کردند. مدیر تولید آنها می گوید: «ما قبلاً سه نفر داشتیم که فقط جوش را تعمیر می کردند. "اکنون آنها در عوض کانتینرهای بیشتری می سازند."

2. مسیرهای ناکارآمد=تولید کندتر​

رباتی که به جلو و عقب حرکت می کند، یا مکث زیادی می کند، برای جوش دادن ظرف زمان بیشتری نیاز دارد. به عنوان مثال، یک ربات با یک مسیر ضعیف ممکن است 25 دقیقه طول بکشد تا یک ظرف را جوش دهد. مسیر را بهینه کنید و به 20 دقیقه کاهش می‌یابد-با صرفه‌جویی در 5 دقیقه در هر ظرف، 500 دقیقه در روز برای 100 کانتینر.​

یک کارگاه در فلوریدا ربات خود را زمان بندی کرد: ربات 10 فوت اضافی در هر ظرف حرکت می کرد (از یک جوش به جوش دیگر در یک حلقه به جای یک خط مستقیم می رفت). با اصلاح مسیر 4 دقیقه در هر کانتینر قطع شد-آنها روزی 8 کانتینر دیگر بدون اضافه کردن شیفت ساختند.​

بهینه سازی 1: برنامه ریزی مسیر هوشمندانه برای جوشکاری بدنه کانتینر

بدنه کانتینر دارای سه ناحیه اصلی جوش است: دیوارهای جانبی (جوش های بلند و مستقیم)، گوشه های کف (خم های محکم) و ریل های بالایی (فلز ضخیم تر). مسیر ربات باید اینها را بدون اتلاف وقت بپوشاند. در اینجا نحوه برنامه ریزی بهتر است

1. یک الگوی "منطقه-توسط-منطقه" (بدون بازگشت به عقب)​

اجازه ندهید ربات از دیوار جلویی به دیوار عقب بپرد و سپس به جلو برگردد. در عوض، ظرف را به مناطقی تقسیم کنید-به عنوان مثال، "نیمه جلو (دیوارها + کف)" سپس "نیمه پشتی (دیوارها + کف)" و سپس "ریل های بالایی." این حرکت غیر ضروری را کاهش می دهد

کارخانه ای در ایلینوی ربات خود را طوری برنامه ریزی می کرد که یک دیوار کناری، سپس گوشه کف مقابل، سپس دیوار جانبی دیگر را-هر بار 15 فوت به عقب جوش دهد. آنها به یک الگوی منطقه تغییر دادند و زمان سفر ربات 20٪ کاهش یافت. لیزا گفت: «مثل تمیز کردن یک اتاق است-شما یک گوشه را جاروبرقی نمی‌کشید، سپس برعکس و سپس برمی‌گردید. "شما یک طرف را انجام می دهید، سپس طرف دیگر."

2. از "حرکات خالی" (حرکت سریع بین جوش ها) بگذرید

وقتی ربات در حال جوشکاری نیست (از یک جوش به جوش دیگر حرکت می کند)، باید با سرعت کامل حرکت کند-به خزیدن آن نپردازید. اکثر ربات ها دارای تنظیمات "پیمایش سریع" هستند (2 تا 3 برابر سریعتر از سرعت جوشکاری). استفاده کن.

کارخانه‌ای در اورگان فراموش کرد که تراورس سریع را روشن کند-روبات آنها با سرعت جوش (5 اینچ در دقیقه) بین جوش‌ها حرکت می‌کرد. آنها آن را روشن کردند (12 اینچ در دقیقه) و زمان جوشکاری هر ظرف 3 دقیقه کاهش یافت. تکنسین آنها گفت: "به نظر کوچک است، اما 3 دقیقه در هر ظرف به سرعت اضافه می شود."

3. مسیر را برای گوشه های تنگ تنظیم کنید (از برخورد جلوگیری کنید).

گوشه های کف کانتینر محکم هستند (90-خمیدگی) و مشعل ربات می تواند به فلز برخورد کند اگر مسیر خارج شود. به جای چرخش تند، یک «قوس کوچک» را برنامه‌ریزی کنید، اجازه دهید ربات ۱ اینچ از گوشه فاصله بگیرد، سپس بچرخد، سپس به مسیر بازگردد.

یک کارگاه در جورجیا مشکلی داشت: مشعل ربات آنها 3 بار در روز به گوشه ظرف برخورد می کرد و نوک آن را خم می کرد (هزینه 50 دلار برای هر نوک). آنها یک قوس کوچک به مسیر اضافه کردند و برخوردها کاملا متوقف شد

بهینه سازی 2: ترفندهایی برای افزایش نرخ صلاحیت جوش به بیشتر یا مساوی 99.5٪

رسیدن به 99.5 درصد به معنای رفع مشکلات کوچک و رایج در برنامه‌نویسی{1}}مانند تنظیم حرارت، سرعت یا زاویه مشعل است. در اینجا چیزی است که برای جوشکاری ظروف فولادی ضد زنگ کار می کند

1. سرعت جوش را با ضخامت فلز مطابقت دهید

قطعات ظروف فولادی ضد زنگ دارای ضخامت های مختلفی هستند: ضخامت دیواره های جانبی 1.5 میلی متر، گوشه های کف 3 میلی متر ضخامت دارند. اگر ربات هر دو را با سرعت یکسان جوش دهد، قطعات نازک بیش از-جوش داده می‌شوند (فلز زیاد، شکاف)، قطعات ضخیم زیر-جوش می‌شوند (خیلی نازک، ضعیف).​

برای قطعات نازک (1-2 میلی متر): سرعت را روی 6-8 اینچ در دقیقه تنظیم کنید. این از انباشته شدن جوش جلوگیری می کند

برای قطعات ضخیم (2-4 میلی متر): آهسته به 4-6 اینچ در دقیقه. این به جوش اجازه می دهد تا عمیق تر نفوذ کند

کارخانه ای در تگزاس از یک سرعت (7 اینچ در دقیقه) برای همه چیز استفاده می کرد-نرخ صلاحیت آنها 95٪ بود. آنها سرعت را برای ضخامت تنظیم کردند و به 99.7٪ رسیدند. لیزا گفت: "قطعات ضخیم به زمان بیشتری برای ذوب فلز نیاز دارند." "قطعات نازک باید سریع حرکت کنند-در غیر این صورت می سوزند."​

2. تنظیم دقیق حرارت (آمپراژ) برای فولاد ضد زنگ​

فولاد ضد زنگ سخت است-گرمای بیش از حد (آمپراژ بالا) باعث تاب خوردگی (فلز خم می شود)، گرمای خیلی کم باعث جوش سرد (بدون چسبندگی) می شود. برای جوشکاری ظرف:

قطعات نازک: 80-100 آمپر

قطعات ضخیم: 120-140 آمپر

یک کارخانه در کالیفرنیا آمپر خود را برای تمام قطعات روی 110 آمپر تنظیم کرده بود. دیوارهای نازک پیچ خورده (ایجاد شکاف در جوش)، گوشه های ضخیم دارای جوش سرد بودند. آنها آمپر را بر اساس ضخامت تنظیم کردند و جوش های بد 80 درصد کاهش یافت

3. از "Visual Calibration" برای Torch Angle استفاده کنید

زاویه مشعل ربات (نحوه کج شدن آن) بر نحوه جریان فلز جوش تأثیر می گذارد. برای جوشکاری ظرف:

جوش مستقیم (دیوارهای جانبی): زاویه 0 درجه (مشعل مستقیم به پایین). این باعث می شود یک جوش صاف و یکنواخت

جوش های گوشه ای (گوشه های کف): زاویه 45 درجه (مشعل به سمت گوشه کج شده است). این شکاف بین دو قسمت را پر می کند

یک کارگاه در فلوریدا زاویه را تنظیم نکرد-آنها از 0 درجه برای گوشه ها استفاده کردند. جوش ها شکاف را پر نکردند، بنابراین نرخ صلاحیت 94٪ بود. آنها برای کرنرها به 45 درجه تغییر کردند و 99.6٪ را زدند. تکنسین آنها گفت: "گوشه ها به مشعل نیاز دارند تا به هر دو طرف برسد." "راست پایین فقط یک طرف را از دست می دهد."

4. یک مرحله «پیش- گرمایش» برای فلز سرد اضافه کنید

در کارخانه‌های سرد (زیر 15 درجه)، فولاد ضد زنگ سرد می‌ماند-جوش‌ها خوب به هم نمی‌چسبند. ربات را طوری برنامه ریزی کنید که یک پیش{3}گرم سریع انجام دهد: مشعل را به مدت 2-3 ثانیه (بدون جوشکاری) روی ناحیه جوش حرکت دهید تا فلز گرم شود.​

کارخانه‌ای در مینه‌سوتا در زمستان با مشکلاتی مواجه شد-میزان صلاحیت به دلیل فلز سرد به ۹۲٪ کاهش یافت. آنها گرمایش پیش- را اضافه کردند و به 99.5% برگشت. لیزا گفت: "فلز سرد مانند کره سرد است-شما نمی توانید آن را به راحتی پخش کنید." "آن را گرم کنید، و جوش بهتر جریان می یابد."

برنده واقعی-مورد: کارخانه ای که به نرخ صلاحیت 99.8 درصد رسیده است

بیایید ببینیم که چگونه یک کارخانه کوچک در اوهایو اوضاع را تغییر داد. آنها ظروف حمل و نقل از جنس استنلس استیل ساختند، اما میزان صلاحیت ربات آنها 93 درصد بود و 28 دقیقه طول کشید تا یک کانتینر جوش داده شود.

آنها سه تغییر برنامه نویسی انجام دادند:

Zone-by-Zone Path: ظرف را به قسمت‌های جلو/پشت تقسیم کنید، عقب‌نشینی را کاهش دهید. زمان جوش به 22 دقیقه کاهش یافت

سرعت/آمپر بر اساس ضخامت: 7 اینچ در دقیقه/90 آمپر برای دیوارهای نازک، 5 اینچ در دقیقه/130 آمپر برای گوشه های ضخیم تنظیم کنید.

تنظیم زاویه مشعل: 0 درجه برای جوش مستقیم، 45 درجه برای گوشه ها.

نتایج؟

نرخ صلاحیت جوش به 99.8٪ رسید-فقط 1 جوش بد در هر 500.​

زمان دوباره کاری از 8 ساعت در روز به 30 دقیقه کاهش یافت

آنها روزانه 12 کانتینر دیگر (از 88 به 100) بدون پرسنل اضافی می ساختند

مالک کارخانه گفت: "تغییرات به نرم افزارهای شیک نیازی نداشت-فقط تماشای حرکت ربات و تغییر تنظیمات کوچک." "ما 15000 دلار در ماه در کار مجدد صرفه جویی کردیم و ضرب الاجل ها را از دست دادیم."

افسانه های رایج در مورد برنامه نویسی ربات جوشکاری (خراب شده).

بیایید سه اشتباهی را که کارخانه‌ها را از رسیدن به نرخ صلاحیت بالاتر یا برابر با 99.5 درصد باز می‌دارد، برطرف کنیم.

افسانه 1: "روبات پس از برنامه ریزی نیازی به تغییرات ندارد."

ظروف می توانند تفاوت های کوچکی داشته باشند (مثلاً ورق های فلزی کمی ضخیم تر از حد معمول). اگر هرگز برنامه را تنظیم نکنید، جوش ها خاموش می شوند. اگر به زیر 99% کاهش یابد، نرخ صلاحیت را به صورت هفتگی{4}}سرعت/آمپر تنظیم کنید.​

افسانه 2: "جوش دادن سریعتر=ظرف بیشتر."​

جوشکاری خیلی سریع (بیش از 8 اینچ در دقیقه برای قطعات نازک) باعث جوش بد می شود. شما زمان بیشتری را صرف کار مجدد خواهید کرد تا اینکه پس انداز کنید. یک کارخانه در تگزاس سعی کرد 10 اینچ در دقیقه جوشکاری کند-آنها روزی 2 کانتینر دیگر می ساختند، اما کار مجدد 10 ساعت طول کشید، بنابراین تولید خالص کاهش یافت.​

افسانه 3: "فقط متخصصان می توانند برنامه نویسی را بهینه کنند."

لازم نیست کدنویس باشید. بیشتر ربات ها دارای رابط های ساده هستند{1}}شما می توانید سرعت، آمپر یا مسیر را با چند کلیک تنظیم کنید. تیم لیزا با آزمایش متوجه شد: "ما سرعت جدیدی را امتحان کردیم، جوش ها را بررسی کردیم و آنچه را که کار می کرد حفظ کردیم. این آزمون و خطا است، نه علم موشک."

نتیجه گیری

بهینه‌سازی برنامه‌ریزی ربات جوش‌کاری فولاد ضد زنگ برای بدنه ظروف به معنای نوشتن کد پیچیده نیست-بلکه برنامه‌ریزی مسیر هوشمند و تغییرات کوچک در سرعت، گرما و زاویه است. مسیر را درست طی کنید (بدون عقب نشینی، حرکت سریع بین جوش ها)، تنظیمات را با ضخامت فلز مطابقت دهید، و در کمترین زمان به نرخ صلاحیت بیشتر یا برابر با 99.5 درصد خواهید رسید.

بازده بزرگ است: دوباره کاری کمتر، تولید سریعتر، و کانتینرهایی که شرایط حمل و نقل سخت را تحمل می کنند. همانطور که لیزا بیان کرد: "بهینه سازی برنامه نویسی "خوبی" نیست

چه در حال اداره یک کارخانه بزرگ یا یک کارگاه کوچک باشید، این مراحل کارساز خواهند بود. با یک ترفند شروع کنید (به عنوان مثال، منطقه-بر-مسیر منطقه)، نتایج را بررسی کنید، و از آنجا بسازید. خیلی زود، ظروف بیشتری با جوش های بد کمتر-و پول بیشتری در جیب خود خواهید ساخت.