Tại sao robot hàn ngày càng được ứng dụng nhiều hơn?

Việc đưa tự động hóa vào quy trình hàn của xưởng có thể là thách thức đối với bất kỳ công ty nào. Có rất nhiều câu hỏi mà xưởng phải cân nhắc: Các sản phẩm cần gia công của chúng tôi có phù hợp với hệ thống hàn tự động không? Chúng ta có bí quyết hoặc quyết tâm để bổ sung kỹ năng đó vào sản xuất không? Có một số cách khá dễ dàng mà một xưởng có thể giới thiệu tự động hóa quá trình hàn, nhưng điều quan trọng là phải xem xét tất cả các yếu tố của quyết định và đảm bảo rằng công nghệ được đưa vào vì những lý do chính đáng.
Tại sao tự động hóa lại có ý nghĩa trong thời đại này
Việc đầu tư vào công nghệ hàn robot trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết vì nhiều lý do khác nhau và đáng để xem xét những lý do đó như một phần của việc suy nghĩ xem những rào cản nào có thể xảy ra đối với việc đầu tư tự động hóa hàn.

1. Dễ sử dụng.

Điểm chính mà hầu hết mọi người đưa ra là việc lập trình các chi tiết trên robot ngày nay đã dễ dàng hơn.
Ken Van Dyk, giám đốc danh mục đầu tư, ô tô/tự động hóa, ITW hàn America, cho biết: “Tôi nghĩ một trong những vấn đề lớn nhất mà các công ty gặp phải là họ sợ tự động hóa và sợ rằng điều đó sẽ khó khăn”. “Nhưng về nhiều mặt, robot gần như dễ lập trình như điện thoại thông minh của bạn. Khi những người trẻ tuổi bước vào ngành, bạn đưa cho họ một mặt dây chuyền giảng dạy và họ không gặp khó khăn gì khi vận hành nó.”
Van Dyk thích thú khi thợ hàn đến đào tạo về hệ thống tự động hóa hàn vì họ đã hiểu rõ các thông số và cài đặt của chúng. Nhưng bất kể ai được cử đi đào tạo, ông cho biết một lớp học đơn giản kéo dài 4 ngày sẽ giúp họ sẵn sàng bắt đầu thực hiện các chương trình đơn giản.
2. Chi phí.

Chi phí của mọi thứ liên quan đến hệ thống hàn, từ gá kẹp để cố định đến rèm chắn sáng cần thiết để bảo vệ người vận hành, đều đã giảm.
Van Dyk cho biết: “Rất nhiều công ty nhỏ hơn sử dụng công cụ thay đổi nhanh để định vị các chi tiết trong xưởng hàn. “Nó không cần phải phức tạp hơn thế. Bạn có thể mua một chiếc kẹp chuyển đổi đẹp với giá rất rẻ và có tới 50 loại loại kẹp, vì vậy để giữ các bộ phận đúng vị trí là không tốn kém. Trong khi đó, những món đồ như rèm sáng dùng để đảm bảo an toàn trong phòng giam có lẽ chỉ bằng một nửa so với giá của 10 năm trước.”
3. Các phương án sẵn có.

Có lẽ điều quan trọng hơn đối với các xưởng mua hệ thống hàn tự động ngày nay là có sẵn nhiều loại hệ thống được thiết kế sẵn có thể đặt ngay tại xưởng. Ví dụ, một số sản phẩm đã được trưng bày tại FABTECH® Canada vào tháng 6 này.
Van Dyk cho biết: “Những hệ thống nhỏ hơn này hiện rất phổ biến. “Trong các ngăn đơn giản, nguyên khối mà Miller xây dựng, bạn có thể lắp bất kỳ thứ gì rộng tới 5 ft. và đối với các chi tiết dài tới 10 ft. có bộ định vị trên đó, công ty sẽ bổ sung thêm hệ thống bảo vệ được cung cấp để mặt bên của thiết bị sau khi được đặt trên sàn phân xưởng. Điểm hay của các hệ thống tiền chế này nói chung là chúng đã tồn tại đủ lâu để trải qua 20 hoặc 30 lần lặp lại, vì vậy chúng đáng tin cậy và bạn có thể nhận được các chi tiết thay thế tiêu chuẩn cho bất kỳ thứ gì trong đó. Lắp các công cụ vào và bạn có thể chạy trong vài giờ nữa.”
Cả máy hàn và robot đều trở nên phức tạp hơn nhiều trong việc cung cấp thông tin cho người dùng. Ví dụ: phần mềm Zero Down Time (ZDT) của FANUC giám sát động cơ phụ của rô-bốt để bạn có thể dự đoán khi nào cần bảo trì, chẳng hạn như thay pin và mỡ bôi trơn. Máy hàn Lincoln Electric có một vòng phản hồi để khi một mối hàn được thực hiện, thông tin sẽ được trả về cho thợ hàn để điều chỉnh mối hàn lên hoặc xuống dựa trên các thông số được đưa ra. Hệ thống này được gọi là CheckPoint; nó cho phép bạn thiết lập các thông số cho mối hàn của mình. Hình ảnh lịch sự của Lincoln Electric.
Động cơ và bộ điều khiển được sử dụng trên robot và hàn cũng nhanh hơn so với vài năm trước bất kể kích thước của hệ thống.
4. An toàn được tích hợp sẵn.

Sự tinh tế bên trong cũng tăng lên. Như đã đề cập trước đây, robot được thiết kế để đảm bảo an toàn ngay từ đầu. Nhưng điều đó còn vượt xa cả rèm sáng và các tính năng bảo mật cơ bản khác mà tất cả chúng ta đều mong đợi.
Jason Lange, giám đốc đề xuất và thực thi của Lincoln Electric Automation ở Cleveland cho biết: “Tại Lincoln Electric, chúng tôi hợp tác với FANUC cho các hệ thống tiền chế của mình. “FANUC có một hệ thống tên là Dual Check Safety (DCS) cho phép bạn thiết lập các thông số phần mềm để robot không thể đi ra khỏi một khu vực nhất định, vì vậy những người dùng không quen với công nghệ này có thể cảm thấy được bảo vệ.
Lange tiếp tục: “Chúng tôi cũng có máy quét ánh sáng giám sát một khu vực để nếu có bất cứ thứ gì ở trong không gian không được phép ở đó, hệ thống sẽ được cảnh báo và ngăn robot di chuyển”.
5. Giám sát và bảo trì nguồn điện. Cả thợ hàn và robot đều có thể được theo dõi hiệu suất.
Lange cho biết: “Một trong những điều lớn nhất đã thay đổi về mặt hàn của phương trình trong khoảng 10 năm qua là dữ liệu hàn luôn được phản hồi về nguồn điện hàn. “Chúng tôi có một vòng phản hồi để khi mối hàn được thực hiện, thông tin sẽ được trả về cho thợ hàn để điều chỉnh mối hàn lên hoặc xuống dựa trên các thông số được đưa ra. Hệ thống này, mà chúng tôi gọi là CheckPoint, cho phép bạn thiết lập các thông số cho mối hàn đó. Ví dụ: nếu bạn cần mối hàn ở mức 20 V, bạn có thể đặt tham số cho biết bất cứ điều gì dưới 19 V hoặc trên 21 V đều được coi là không đúng thông số kỹ thuật và nó sẽ tắt hệ thống dựa trên thông số đó. Hệ thống cũng giám sát mọi thứ khác có thể ảnh hưởng đến mối hàn, chẳng hạn như vấn đề căng cuộn truyền động, thiếu dây hoặc hết xăng và gây ra tình trạng dừng hàn.”
Về phía robot, Lange lưu ý rằng phần mềm Zero Down Time (ZDT) của FANUC giám sát động cơ servo của robot để bạn có thể dự đoán khi nào cần bảo trì, chẳng hạn như thay pin và mỡ.
Lange cho biết: “Tất cả đều nhằm mục đích loại bỏ thời gian ngừng hoạt động và tất cả công nghệ giám sát này đều được tích hợp vào các hệ thống tiền chế này.
6. Các hệ thống hạ tầng đã sẵn sàng. Đối với các xưởngsử dụng công nghệ cắt laser và uốn CNC mới nhất, các chi tiết được chuẩn bị theo cách chính xác đến mức có thể tự động hóa quá trình hàn một cách đơn giản.
Van Dyk cho biết: “Nếu bạn cắt laser, bạn cũng có thể tạo ra một vết khía trên một chi tiết để đơn giản hóa việc kết nối giữa chi tiết này với chi tiết khác để hàn”. “Điểm chính là chất lượng của chi tiết đến tay thợ hàn đang được cải thiện.”
Trong nhiều trường hợp, các robot hàn tiền chế được vận hành bởi người vận hành thay vì thợ hàn. Không có gì đặc biệt sai với điều đó, nhưng điều đó có nghĩa là nhiều thợ hàn không có cơ hội thích nghi với ý tưởng làm việc cùng với các hệ thống tự động hóa đang dần thay đổi cuộc sống công việc của họ. Môi trường fab nặng nề là một câu chuyện khác. Ở đó, ngày càng có nhiều xưởnggiới thiệu hệ thống đường ray cho phép họ lấy mỏ hàn ra khỏi tay thợ hàn để hàn các mối hàn góc. Jamie Scripnick, giám đốc bán hàng ứng dụng tự động hóa của ESAB Bắc Mỹ cho biết: “Trèo quanh một cơ sở lắp ráp và làm việc trong môi trường nóng bức cả ngày không phải là điều dễ dàng. “Những chiếc máy kéo bốn bánh này đi theo dầm và hàn, người vận hành đi theo nhưng không cần phải cầm đuốc trên tay. Chúng tôi ngày càng thấy nhiều hơn về điều này khi một số công việc có thể lặp lại được.” Trong các hệ thống này, một giá treo được sử dụng để định vị mối hàn, cho phép người vận hành thay đổi các thông số hàn một cách nhanh chóng. Điều này không chỉ giúp người thợ hàn thoải mái hơn về mặt thể chất mà còn giúp anh ta tránh xa khói độc hại liên quan đến mối hàn. Mặt dây chuyền được thiết kế sao cho người vận hành không cần phải nhấc tấm khiên lên để thực hiện các thay đổi, do đó loại bỏ nguy cơ bị hồ quang phóng điện. Scripnick cho biết: “Gần đây chúng tôi đã phát hành lại hệ thống Railtrac của mình. “Một khách hàng ở New York đã mua hệ thống giàn giàn từ tôi nhưng không thể theo kịp công việc họ đang làm nên họ đã chọn mua sáu hệ thống này. Các hệ thống vẫn yêu cầu thợ hàn để vận hành chúng, nhưng chúng giúp cải thiện khả năng lặp lại và thông lượng.” Scripnick đang nhận thấy những công nghệ này đang tìm đường đến các nhà thầu phụ nhỏ hơn đang làm việc trong ngành xây dựng cầu đường và công trình thương mại. Ông nói: “Các dầm và toàn bộ kết cấu trong các ngành này ngày càng nặng hơn đến mức họ phải tự động hóa vì các mối hàn lớn hơn rất nhiều”. “Bạn cần tự động hóa để duy trì tính cạnh tranh. Những hệ thống này là một công cụ tự động hóa giới thiệu tốt cho xưởng hàn. Khi người vận hành đã quen với việc sử dụng loại hệ thống này, hệ thống giàn để sử dụng cho các chi tiết lớn hơn sẽ không còn quá khó khăn nữa. “Tôi đã đến thăm một cơ sở phải thực hiện 2 ¼ inch. phi lê trong công việc,” Scripnick tiếp tục. “Để làm điều đó bằng tay ở độ cao hơn 40 ft có thể mất từ ​​40 đến 80 giờ. Sử dụng hệ thống tự động, người thợ hàn có thể hoàn thành công việc đó trong chín giờ. Và bạn có thể tăng chất lượng vì bạn không phải đối mặt với tất cả các bước khởi động và dừng cần thiết của một thợ hàn thủ công.”

Chuẩn bị cho tự động hóa – Đó là về toàn bộ quá trình
Khi xem xét tự động hóa bằng robot, điều quan trọng là phải nghĩ xa hơn một phần trong xưởng sản xuất mà bạn đang gặp khó khăn. Bạn phải xem xét chính xác lý do tại sao bạn muốn tự động hóa nói chung.
“Đúng, bạn nhận được thông lượng cao hơn và mục tiêu cuối cùng của hầu hết các xưởnglà giảm phế liệu và làm lại, nhưng đó có phải là một trong những vấn đề đặc biệt đang thúc đẩy nỗ lực của bạn không?” Lange hỏi. “Ví dụ: chúng tôi có thể có một công ty đang tìm cách hàn một khớp nối trên trục xe vì có rất nhiều phế liệu thoát ra từ quá trình đó trong xưởng của họ. Bây giờ, chúng ta phải xác định xem tỷ lệ phế liệu đó là do thợ hàn không được đào tạo đầy đủ hay do một số quy trình ngược dòng khác không được thực hiện đúng cách. Xác định vấn đề đó có thể xác định liệu tự động hóa có giải quyết được vấn đề hay không.”
Lange cho biết ông thường nhận thấy có những điểm nghẽn khác trong quy trình sản xuất cần được giải quyết trước khi áp dụng hệ thống hàn robot tự động.
Lange cho biết: “Gần đây, tôi đã đến một cửa hàng, nơi một nhà chế tạo đang sử dụng búa đầu tròn trên mọi chi tiết để đặt nó vào vị trí cố định”. “Anh ấy thực sự đã làm điều đó ở mọi phần. Tôi thấy rằng một tab đã bị tắt. Một khi điều đó đã được sửa ngược dòng, anh ấy không cần phải dùng búa đập vào các chi tiết nữa. Bạn nhận thấy những khách hàng có sự không nhất quán ở khâu thượng nguồn sẽ vẫn là điểm nghẽn cho dù bạn có rô-bốt hàn hay không. Tôi có thể lắp đặt một robot hàn, nhưng chúng tôi không thể khắc phục sự cố mà một xưởngcó thể gặp phải với máy chấn ngược dòng.”
Khi bạn đã xác định rằng các quy trình ngược dòng của mình hoạt động tốt, đã đến lúc xem xét những chi tiết tốt nhất trong xưởngđể tự động hóa. Một tế bào hàn robot có thể xử lý nhiều chi tiết với các đồ gá thay đổi nhanh chóng.
“Trước tiên hãy bắt đầu với những phần đơn giản hơn,” Van Dyk nói. “Các công ty thường chọn những mối hàn cứng nhất trước tiên vì đó là những mối hàn gây rắc rối cho họ. Nhưng hiếm khi những thứ có thể giúp họ tiết kiệm nhiều thời gian và tiền bạc nhất thông qua tự động hóa.”
Lange khuyến khích bạn xem xét cách chi tiết được cắt, uốn cong và chuẩn bị cho ô.
“Có phải là cắt laser rồi uốn trên máy ép CNC không? Nó có được gắn lại với nhau như một phần của quá trình chuẩn bị không? Vấn đề với hàn tự động là bạn không thực sự tiết kiệm được nhiều thời gian nhất trong quá trình hàn,” Lange nói. “Thông thường, trong quá trình kẹp và chuyển động giữa các mối hàn, bạn thực sự thấy được sự tiết kiệm thời gian. Các mối hàn đơn giản và khối lượng lớn thường là lựa chọn tốt nhất.”
Van Dyk chỉ ra rằng không nhất thiết mọi mối hàn trên một chi tiết đều phải được thực hiện trong buồng hàn.
“Khi các công ty bắt đầu hoạt động, chúng tôi cho rằng bạn có thể chỉ hoàn thành được 70% số mối hàn và trong tương lai, bạn có thể thiết kế lại hộp của mình để cho phép bạn làm được nhiều việc hơn, nhưng trong thời gian chờ đợi, thợ hàn của bạn có thể vẫn đang hoàn thiện một phần và thực hiện 30 công việc. phần trăm trong số đó,” ông nói. “Nhưng điều đó vẫn có nghĩa là 70% công việc hàn được thực hiện trong 1/3 thời gian. Bạn vẫn thấy được lợi ích mà không làm phức tạp quá mức việc kẹp hoặc lập trình của mình. Chi phí cho việc gia công thêm một số mối hàn có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba, khiến việc tự động hóa trở nên khó khăn hơn.”
Ưu điểm của tự động hóa là dành cho các chi tiết phù hợp, miễn là các quy trình ngược dòng khác của bạn sẵn sàng hoạt động phối hợp với nó.

Theo: https://www.canadianmetalworking.com/canadianfabricatingandwelding/article/automationsoftware/automated-robotic-welding-are-your-parts-ready-