Nerūsējošā tērauda metināšanas robota programmēšanas optimizācija: konteinera korpusa metināšanas un metināšanas kvalifikācijas līmeņa (lielāks vai vienāds ar 99,5%) uzlabošanas ceļa plānošana

Ieejiet konteineru ražošanas pagalmā, un jūs redzēsiet, kā cītīgi strādā nerūsējošā tērauda metināšanas robotu rindas,{0}}kas savienojas ar transportēšanas konteineru sienām, grīdām un stūriem, pārvēršot plakanas metāla loksnes izturīgās, laikapstākļiem izturīgās kastēs. Bet šeit ir āķis: lielākā daļa šo robotu nav ieprogrammēti tik labi, kā varētu būt

Rūpnīca Kalifornijā to uzzināja pagājušajā gadā. Viņi izmantoja metināšanas robotus saviem nerūsējošā tērauda tvertnēm, taču metināšanas šuvju kvalifikācijas rādītājs svārstījās aptuveni 95%-, kas nozīmē, ka 1 no 20 metinājumiem bija bojāts (pārāk plāns, pārāk plats vai ar atstarpēm). Viņi pavadīja 8 stundas dienā, pārstrādājot sliktās metinājuma šuves, un tādēļ nokavēja piegādes termiņus. "Mēs domājām, ka robots tikai "dara savu darbu"," sacīja Lisa, rūpnīcas metināšanas uzraugs ar 15 gadu pieredzi. "Izrādās, ka programmēšanas pielāgošana radīja visu iespējamo."​

Konteineru metināšanas mērķis ir skaidrs: panākt, lai metināšanas šuves kvalifikācijas rādītājs būtu lielāks par vai vienāds ar 99,5% (tikai 1 slikta metināšana no 200) un padarīt robota ceļu pēc iespējas efektīvāku (bez nevajadzīgas pārvietošanās). Šajā rakstā ir izskaidrots, kā optimizēt nerūsējošā tērauda metināšanas robotu programmēšanu konteineru korpusiem-no gudrākas trajektorijas plānošanas līdz nelieliem pielāgojumiem, kas uzlabo metināšanas kvalitāti. Bez mulsinoša koda runas-tikai praktiskas darbības, kas darbojas rūpnīcā.​

Kāpēc programmēšanas optimizācija ir svarīga nerūsējošā tērauda konteineru metināšanai?

Pirms iedziļināties labojumos, noskaidrosim, kāpēc programmēšana nav tikai "iestatiet un aizmirstiet" konteineru metināšanai. Nerūsējošā tērauda konteineriem ir vajadzīgas spēcīgas, konsekventas šuves,{1}}tiem ir jāiztur līdz 20 tonnām kravas, sālsūdens un ekstremālas temperatūras. Slikta programmēšana rada divas lielas problēmas:

1. Zems metinātāju kvalifikācijas līmenis=Vairāk pārstrādes, mazāk naudas​

Metināto šuvju kvalifikācijas rādītājs 95% izklausās labi, bet rūpnīcai, kas izgatavo 100 konteinerus dienā (katra ar 50 šuvēm), tas ir 250 sliktas šuves dienā. Katra apstrāde aizņem 10 minūtes{6}}vairāk nekā 40 stundas nedēļā. Un, ja cauri izslīd slikta metinājuma šuve, konteiners var iztecēt vai saplīst sūtīšanas laikā,{9}}kas izmaksās tūkstošiem remontdarbu.​

Teksasas rūpnīcā bija šī problēma: viņu 94% kvalifikācijas rādītājs nozīmēja 300 sliktu metinājumu dienā. Viņi sāka optimizēt programmēšanu, sasniedza 99,6% un ietaupīja 35 stundas nedēļā, veicot pārstrādi. "Agrāk pie mums strādāja trīs cilvēki, kas tikai laboja šuves," sacīja viņu ražošanas vadītājs. "Tagad viņi būvē vairāk konteineru."

2. Neefektīvi ceļi=Lēnāka ražošana​

Robotam, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ vai pārāk ilgi apstājas, tvertnes metināšana prasa ilgāku laiku. Piemēram, robotam ar slikti izplānotu ceļu viena konteinera metināšana var aizņemt 25 minūtes. Optimizējiet ceļu, un tas samazināsies līdz 20 minūtēm,{4}}taupot 5 minūtes vienam konteineram, 500 minūtes dienā 100 konteineriem.​

Darbnīca Floridā noteica viņu robota laiku: tas pārvietojās par 10 pēdām papildus uz vienu konteineru (no vienas metinājuma uz nākamo virzījās cilpā, nevis taisnā līnijā). Labojot ceļu, katram konteineram tika samazinātas 4 minūtes-, viņi katru dienu izveidoja vēl 8 konteinerus, nepievienojot maiņu.​

1. optimizācija: gudrāka konteinera korpusa metināšanas ceļa plānošana

Konteineru korpusiem ir trīs galvenās metināšanas zonas: sānu sienas (garas, taisnas šuves), grīdas stūri (stingri līkumi) un augšējās sliedes (biezāks metāls). Robota ceļam tie jāpārvar, netērējot laiku. Lūk, kā to labāk plānot.

1. Izpildiet modeli “Zonas-by-Zone” (bez atkāpšanās)​

Neļaujiet robotam pārlēkt no priekšējās sienas uz aizmugurējo sienu, tad atpakaļ uz priekšu. Tā vietā sadaliet konteineru zonās,{1}}piemēram, "priekšējā puse (sienas + grīda)", pēc tam "aizmugurējā puse (sienas + grīda)", pēc tam "augšējās sliedes". Tas samazina nevajadzīgas kustības.

Rūpnīca Ilinoisā savu robotu ieprogrammēja, lai metinātu sānu sienu, pēc tam pretējā grīdas stūri un pēc tam otru sānu sienu,{0}}katru reizi atkāpjoties par 15 pēdām. Viņi pārgāja uz zonas modeli, un robota ceļojuma laiks samazinājās par 20%. "Tas ir tāpat kā telpas uzkopšana,{5}}neizsūc vienu stūri, tad pretējo, tad atpakaļ," sacīja Liza. "Tu dari vienu pusi, tad otru."

2. Izlaidiet "Tukšas kustības" (ātri kustība starp metinājumiem).

Kad robots nemetina (pāriet no vienas metināšanas šuves uz nākamo), tam jāpārvietojas ar pilnu ātrumu-neļaujiet tam rāpot. Lielākajai daļai robotu ir "ātrās kustības" iestatījums (2-3x lielāks par metināšanas ātrumu). Izmantojiet to.

Kāda rūpnīca Oregonas štatā aizmirsa ieslēgt ātro kustību,{0}}viņu robots pārvietojās ar metināšanas ātrumu (5 collas minūtē) starp metinājumiem. Viņi to ieslēdza (12 collas minūtē), un katra konteinera metināšanas laiks samazinājās par 3 minūtēm. "Tas šķiet mazs, bet 3 minūtes vienam konteineram tiek ātri pievienotas," sacīja viņu tehniķis

3. Pielāgojiet ceļu ciešiem stūriem (izvairieties no sadursmēm).

Konteinera grīdas stūri ir stingri (90-grādu līkumi), un robota lāpa var trāpīt pret metālu, ja ceļš ir nobīdīts. Straujas pagrieziena vietā ieprogrammējiet "mazu loku" — ļaujiet robotam attālināties par 1 collu no stūra, tad pagriezieties un atgriezieties ceļā.

Darbnīcā Džordžijā radās problēma: viņu robota lāpa 3 reizes dienā trāpīja konteinera stūrī, saliekot galu (maksā 50 USD par galu). Viņi ceļam pievienoja nelielu loku, un sadursmes pilnībā apstājās

2. optimizācija: pielāgojumi, lai palielinātu metinātāju kvalifikācijas līmeni līdz 99,5% vai lielākam

Lai sasniegtu 99,5%, ir jāatrisina nelielas, izplatītas programmēšanas problēmas-, piemēram, siltuma, ātruma vai lāpas leņķa pielāgošana. Lūk, kas darbojas nerūsējošā tērauda konteineru metināšanā

1. Saskaņojiet metināšanas ātrumu ar metāla biezumu

Nerūsējošā tērauda konteineru daļām ir dažāds biezums: sānu sienas ir 1,5 mm biezas, grīdas stūri ir 3 mm biezi. Ja robots metina abas ar vienādu ātrumu, plānas daļas tiek pār-metinātas (pārāk daudz metāla, spraugas), biezas daļas kļūst zem-metinātas (pārāk plānas, vājas).​

Plānām detaļām (1–2 mm): iestatiet ātrumu uz 6–8 collas minūtē. Tas pasargā metināto šuvi no kaudzēs.

Biezām daļām (2–4 mm): palēnināt līdz 4–6 collām minūtē. Tas ļauj metinājumam iekļūt dziļāk.

Rūpnīca Teksasā izmantoja vienu ātrumu (7 collas minūtē) visam,{1}}viņu kvalifikācijas līmenis bija 95%. Viņi pielāgoja ātrumu biezumam un sasniedza 99,7%. "Biezām daļām nepieciešams vairāk laika, lai metāls izkausētu," sacīja Liza. "Plānām daļām ir jāpārvietojas ātri-pretējā gadījumā jūs izdegat."​

2. Precīzi-noregulējiet nerūsējošā tērauda siltumu (ampēros).

Nerūsējošais tērauds ir smalks-pārāk daudz siltuma (liels strāvas stiprums ampēros) izraisa deformāciju (metāls liecas), pārāk mazs karstums izraisa aukstas metināšanas (nav savienojuma). Konteinera metināšanai:

Plānās daļas: 80-100 ampēri.

Biezās daļas: 120-140 ampēri.

Rūpnīcā Kalifornijā visām detaļām strāvas stiprums bija iestatīts uz 110 ampēriem. Plānās sienas deformētas (metinātās šuvēs izveidojot spraugas), biezos stūros bija aukstas šuves. Viņi regulēja ampērus pēc biezuma, un slikto metinājumu skaits samazinājās par 80%.

3. Izmantojiet "Vizuālo kalibrēšanu" lāpas leņķim

Robota degļa leņķis (kā tas ir sasvērts) ietekmē to, kā metinātais metāls plūst. Konteinera metināšanai:

Taisnas šuves (sānu sienas): 0 grādu leņķis (deglis taisni uz leju). Tādējādi tiek iegūta plakana, vienmērīga šuve.

Stūra šuves (grīdas stūri): 45 grādu leņķis (degli noliekts pret stūri). Tas aizpilda plaisu starp divām daļām

Darbnīcā Floridā netika pielāgots leņķis,{0}}tiek izmantoti 0 grādi stūriem. Metinātās šuves neaizpildīja robu, tāpēc kvalifikācijas rādītājs bija 94%. Viņi pārgāja uz 45 grādiem stūriem un sasniedza 99,6%. "Stūriem ir vajadzīga lāpa, lai tā sasniegtu abas puses," sacīja viņu tehniķis. "Tieši uz leju vienkārši garām viena puse."

4. Aukstam metālam pievienojiet posmu “Pirms-sildīšana”.

Aukstās rūpnīcās (zem 15 grādiem) nerūsējošais tērauds paliek auksts-metinātās šuves slikti savienojas. Ieprogrammējiet robotu, lai veiktu ātru priekš-sildīšanu: pārvietojiet degli pa metināšanas vietu uz 2–3 sekundēm (bez metināšanas), lai metāls sasildītu.​

Rūpnīcā Minesotā ziemas laikā{0}}kvalifikācijas līmenis samazinājās līdz 92% aukstā metāla dēļ. Viņi pievienoja priekš-apsildi, un tā atkal pieauga līdz 99,5%. "Aukstais metāls ir kā auksts sviests,{6}}to nevar viegli uzsmērēt," sacīja Liza. "Uzsildiet to, un metinātā šuve plūst labāk."​

Reāla-lieta: rūpnīca, kas sasniedz 99,8% kvalifikācijas

Paskatīsimies, kā neliela rūpnīca Ohaio štatā mainīja situāciju. Viņi izgatavoja nerūsējošā tērauda pārvadāšanas konteinerus, taču viņu robota kvalifikācijas rādītājs bija 93%, un viena konteinera metināšana aizņēma 28 minūtes.​

Viņi veica trīs programmēšanas uzlabojumus:

Zona-pēc-Zonas ceļš: sadaliet konteineru priekšējās/aizmugurējās zonās, samaziniet atkāpšanos. Metināšanas laiks samazinājās līdz 22 minūtēm.

Ātrums/ampēri pēc biezuma: iestatiet 7 collas minūtē/90 ampēri plānām sienām, 5 collas minūtē/130 ampēri bieziem stūriem.

Degļa leņķa regulēšana: 0 grādi taisnām šuvēm, 45 grādi stūriem.​

Rezultāti?

Metināšanas atbilstības rādītājs sasniedza 99,8%-tikai 1 slikta metināšana katriem 500.​

Pārstrādāšanas laiks samazinājās no 8 stundām dienā līdz 30 minūtēm

Viņi izgatavoja vēl 12 konteinerus dienā (no 88 līdz 100) bez papildu personāla

"Izmaiņu veikšanai nebija nepieciešama izdomāta programmatūra,{0}}tikai jāskatās, kā robots pārvietojas, un mazu iestatījumu pielāgošana," sacīja rūpnīcas īpašnieks. "Mēs ietaupījām USD 15 000 mēnesī, veicot pārstrādes darbus un nokavējām termiņus."​

Izplatītākie mīti par metināšanas robotu programmēšanu (izlauzts).

Novērsīsim trīs kļūdas, kas neļauj rūpnīcām sasniegt 99,5% vai lielāku kvalifikācijas līmeni.​

1. mīts: "Pēc ieprogrammēšanas robotam nav vajadzīgas izmaiņas."​

Tvertnēm var būt nelielas atšķirības (piemēram, metāla loksnes ir nedaudz biezākas nekā parasti). Ja jūs nekad nepielāgosit programmu, metināšanas šuves tiks izslēgtas. Pārbaudiet kvalifikācijas līmeni katru nedēļu-pielāgojiet ātrumu/ampēri, ja tas nokrītas zem 99%.​

2. mīts: "Ātrāka metināšana=vairāk konteineru."​

Pārāk ātra metināšana (vairāk nekā 8 collas minūtē plānām daļām) izraisa sliktas metināšanas šuves. Jūs pavadīsit vairāk laika pārstrādei, nekā ietaupīsit. Teksasas rūpnīca mēģināja metināt ar ātrumu 10 collas minūtē-izgatavoja vēl 2 tvertnes dienā, taču pārstrāde prasīja 10 stundas, tāpēc neto ražošana samazinājās.​

3. mīts: "Tikai eksperti var optimizēt programmēšanu."​

Jums nav jābūt kodētājam. Lielākajai daļai robotu ir vienkāršas saskarnes,{1}}ar dažiem klikšķiem varat pielāgot ātrumu, pastiprinātājus vai ceļu. Lizas komanda uzzināja, pārbaudot: "Mēs izmēģinājām jaunu ātrumu, pārbaudījām metināšanas šuves un saglabājām to, kas strādāja. Tas ir izmēģinājums un kļūda, nevis raķešu zinātne."​

Secinājums

Nerūsējošā tērauda metināšanas robotu programmēšanas optimizēšana konteineru korpusiem nav saistīta ar sarežģīta koda rakstīšanu-tā ir gudra ceļa plānošana un nelieli ātruma, siltuma un leņķa pielāgojumi. Izvēlieties pareizo ceļu (bez atkāpšanās, ātras kustības starp metinājumiem), saskaņojiet iestatījumus ar metāla biezumu, un jūs ātri sasniegsit kvalifikāciju līmeni, kas ir lielāks par 99,5% vai vienāds ar to.​

Atmaksa ir liela: mazāk pārstrādāšanas, ātrāka ražošana un konteineri, kas iztur sarežģītus piegādes apstākļus. Kā teica Lisa: "Programmēšanas optimizācija nav "patīkami-no-ir"-tas ir veids, kā saglabāt konkurētspēju. Robots, kas strādā gudrāk, nevis grūtāk, ir ļoti svarīgs."​

Neatkarīgi no tā, vai jūs vadāt lielu rūpnīcu vai nelielu darbnīcu, šīs darbības noderēs. Sāciet ar vienu pielāgošanu (piem., zonas-pa-zonas ceļam), pārbaudiet rezultātus un veidojiet no turienes. Pēc neilga laika jūs izgatavosiet vairāk konteineru, ar mazāk sliktu metinājumu-un vairāk naudas kabatā.