หากคุณเคยใช้เวลาในโรงงานเชื่อม (หรือแม้แต่ดูรายการเกี่ยวกับการผลิต) คุณจะรู้ว่าความเร็วมีความสำคัญเพียงใดสำหรับสายการผลิต การแข่งขัน และแม้กระทั่งการเชื่อม แต่ประเด็นสำคัญคือ ฉันขายหุ่นยนต์เชื่อมร่วมมือแบบเคลื่อนที่ได้มาสองสามปีแล้ว และคำถามหนึ่งที่ฉันได้รับตลอดเวลาคือ "หุ่นยนต์จะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนทำให้คุณภาพการเชื่อมเสียหายจริงหรือ" นี่ไม่ใช่คำตอบแบบสุ่ม "ขึ้นอยู่กับ" เพราะมีวิทยาศาสตร์อยู่เบื้องหลัง และหากคุณเป็นผู้ผลิตที่พยายามลดต้นทุนโดยไม่ต้องเผาชิ้นส่วน เรื่องนี้สำคัญ
เริ่มจากพื้นฐานกันก่อน คุณภาพงานเชื่อมไม่ใช่แค่รูปลักษณ์ที่สวยงามเท่านั้น (แม้ว่ารอยเชื่อมที่สวยงามจะช่วยในการตรวจสอบก็ตาม) มันเกี่ยวกับการเจาะ การหลอมรวม ไม่มีรูพรุน และการกระเด็นน้อยที่สุด ความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์จะควบคุมระยะเวลาที่สระเชื่อมสัมผัสกับแหล่งความร้อนโดยตรง ซึ่งได้แก่ MIG, TIG หรือพลาสมาสำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน เร็วเกินไป และคุณไม่ได้ให้เวลาโลหะเพียงพอที่จะละลายอย่างเหมาะสม หรือปล่อยให้โลหะตัวเติม (ถ้าใช้) ไหลเข้าสู่ข้อต่อ ช้าเกินไป และคุณทำให้โลหะฐานร้อนเกินไป ทำให้เกิดการบิดงอ ไหม้ทะลุ หรือแม้กระทั่งแตกร้าว มันมีความสมดุลที่แน่นหนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณทำงานกับการตั้งค่าอุปกรณ์เคลื่อนที่เทียบกับอุปกรณ์แบบตายตัว ซึ่งเพิ่มเติมในภายหลัง
มาแจกแจงผลกระทบของความเร็วกัน ประการแรก การเจาะ: นั่นคือความลึกของการเชื่อมที่หลอมละลายลงในโลหะฐาน ซึ่งไม่สามารถต่อรองได้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้าง (ลองนึกถึงอุปกรณ์ในฟาร์ม โครงโลหะ หรือฉากยึดสำหรับงานหนัก) หากหุ่นยนต์เคลื่อนที่เร็วเกินไป ความร้อนที่ป้อนเข้าต่อความยาวหน่วยจะลดลง ตัวอย่างเช่น หากกระแสการเชื่อมของคุณคือ 180 แอมป์และแรงดันไฟฟ้าคือ 24V การเคลื่อนตัวที่ 10 นิ้วต่อนาที (ipm) เทียบกับ 20 ipm หมายความว่ามีการใช้ความร้อนครึ่งหนึ่งกับทุกนิ้วของข้อต่อ โลหะบางอาจหลุดออกไปได้ด้วยการเคลื่อนไหวที่รวดเร็ว แต่เหล็กหนาล่ะ? คุณจะได้รอยเชื่อมที่ตื้นและอ่อนแอซึ่งจะหลุดออกภายใต้ความกดดัน ฉันเคยเห็นผู้ผลิตทดสอบสิ่งนี้ด้วยชิ้นส่วนเก่าซึ่งเร็วเกินไป และรอยเชื่อมก็ขาดระหว่างการทดสอบแรงดึงทุกครั้ง
จากนั้นก็เกิดการหลอมเหลว นั่นคือตอนที่สระเชื่อมละลายโลหะฐานทั้งสองชิ้นเพื่อให้เชื่อมติดกัน ไม่ใช่แค่ฟิลเลอร์ที่อยู่ด้านบนเท่านั้น ความเร็วที่ช้าอาจดูเหมือนเป็นประโยชน์ในการให้ความร้อนมากขึ้น แต่ช้าเกินไปและคุณอาจ "เชื่อมเกิน" ได้ เพราะฟิลเลอร์จะเกาะตัวมากเกินไป ไม่ผสมกับโลหะฐาน และสร้างข้อต่อที่เปราะ ความพรุนเป็นฟองก๊าซเล็กๆ ขนาดใหญ่อีกฟองหนึ่งที่เกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมเย็นลงเร็วเกินไปหรือมีอากาศรอบๆ มากเกินไป หากหุ่นยนต์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เหมาะสม ก๊าซก็จะหลุดออกมาก่อนที่โลหะจะแข็งตัว เร็วเกินไปและโลหะจะเย็นตัวลงก่อนที่ฟองอากาศจะหลุดออกมา ช้าเกินไป และความร้อนส่วนเกินอาจดึงอากาศเข้าสู่ข้อต่อได้ โปรยลงมาเหมือนกัน ไม่มีใครชอบการทำความสะอาดมันออก ความเร็วที่รวดเร็วสามารถนำไปสู่ส่วนโค้งที่ไม่เสถียร ซึ่งทำให้โปรยลงมากระจายไปทุกที่ ในขณะที่ความเร็วต่ำอาจทำให้ส่วนโค้งอยู่ในจุดเดียวและทำให้เกิดการกระเด็นเพิ่มเติมหรือไหม้ทะลุได้
ตอนนี้ ฉันขายหุ่นยนต์เชื่อมแบบทำงานร่วมกันแบบเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นเรามาดูกันว่าความคล่องตัวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร หุ่นยนต์อยู่กับที่จะถูกยึดไว้ในจุดเดียว ดังนั้นความเร็วของพวกมันจึงสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่ทำงาน อุปกรณ์เคลื่อนที่หมุนบนล้อ ดังนั้นการเคลื่อนไหวอาจเปลี่ยนไปเล็กน้อยหากพื้นไม่เรียบสนิท หรือหากชิ้นส่วนไม่เรียบ นั่นคือเหตุผลที่การตั้งค่าอุปกรณ์เคลื่อนที่จำเป็นต้องมีการควบคุมความเร็วที่ปรับเทียบแล้ว หากหุ่นยนต์ของคุณช้าลงขณะจุ่มลงบนพื้นโรงงาน คุณอาจถูกเบิร์นทะลุตรงนั้น ในขณะที่การกระแทกทำให้เร่งความเร็วขึ้นและข้ามจุดหนึ่งไป ครั้งหนึ่งฉันเคยร่วมงานกับร้านขายอุปกรณ์แปรรูปเล็กๆ ที่เปลี่ยนจากหุ่นยนต์แบบอยู่กับที่มาเป็นหุ่นยนต์เชื่อมร่วมมือแบบเคลื่อนที่ของเรา และคิดว่า "ความเร็วคือความเร็ว" พวกเขาไม่ได้ปรับเทียบใหม่สำหรับพื้นที่ไม่เรียบ และพวกเขาต้องทำงานใหม่ 20% ของชิ้นส่วนเป็นเวลาหนึ่งเดือน เมื่อพวกเขาปรับความเร็วสำหรับแต่ละส่วนแล้ว ก็ลดลงเหลือน้อยกว่า 2%
เดี๋ยวก่อน หุ่นยนต์เชื่อมไม่เหมือนกันทุกตัวใช่ไหม? เราเสนอรุ่นที่แตกต่างกันสำหรับงานที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์เชื่อมแบบ Arm Reach 1600 เหมาะสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่แขนยึดไม่สามารถเข้าถึงได้ ดังนั้นความเร็วจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเชื่อมที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวที่ใหญ่กว่า หุ่นยนต์เชื่อมแบบร่วมมือที่ตั้งโปรแกรมได้ของเราช่วยให้คุณสามารถป้อนความเร็วที่กำหนดเองต่อเส้นทางการเชื่อม ซึ่งเป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับชิ้นส่วนที่มีความหนาของรอยต่อที่แตกต่างกัน เช่น ฉากยึดที่หนาในจุดหนึ่งและบางในอีกจุดหนึ่ง หากคุณใช้ความเร็วเพียงขนาดเดียว คุณจะเลอะปลายทั้งสองข้าง นอกจากนี้ หุ่นยนต์เชื่อมแม่เหล็กของเรายังเหมาะสำหรับการยึดชิ้นส่วนให้เข้าที่ขณะเชื่อม ดังนั้นการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์จึงไม่เปลี่ยนความเสถียรของชิ้นส่วนระหว่างงานและขึ้นอยู่กับความเร็วด้วย เพราะหากชิ้นส่วนเคลื่อนที่ หุ่นยนต์จะต้องชดเชยและความเร็วอาจหลุดออกไป
มาดูตัวเลขในโลกแห่งความเป็นจริงกันดีกว่า การทดสอบทั่วไปที่เราทำกับลูกค้า: เหล็กบาง (1/8 นิ้ว) สำหรับรถพ่วง ความเร็วที่เหมาะสมคือ 15-18 ipm ไปที่ 25 ipm และการเจาะลดลง 30% - รอยเชื่อมจะไม่ค้างระหว่างการทดสอบโหลด ไปที่ 10 ipm แล้วคุณจะเบิร์นทะลุโลหะบางๆ สำหรับโลหะที่หนากว่า (1/4 นิ้ว) จุดหวานจะช้ากว่า 10-12 ipm เพื่อให้เจาะได้เพียงพอโดยไม่ร้อนเกินไป นั่นไม่ใช่เรื่องบังเอิญ มาจากการทดสอบภายในของเรา แต่ยังมาจากมาตรฐานอุตสาหกรรมจาก American Welding Society (AWS) ซึ่งฉันแนะนำให้ตรวจสอบเสมอเพราะไม่ใช่แค่การพูดคุยเรื่องการขายของเราเท่านั้น
อีกปัจจัยหนึ่ง: มุมการเดินทาง ความเร็วของหุ่นยนต์โต้ตอบกับมุมที่มันเคลื่อนที่ขณะลากและมุมผลัก หากคุณใช้มุมกด (ทั่วไปสำหรับ MIG) ความเร็วที่ช้าลงเล็กน้อยอาจช่วยเรื่องฟิวชั่นได้ ในขณะที่มุมการลากต้องการความเร็วที่เร็วขึ้น แต่หากความเร็วของหุ่นยนต์ของคุณปิดอยู่ แม้แต่มุมที่ถูกต้องก็ไม่สามารถแก้ไขได้ ฉันมีลูกค้าถามว่าพวกเขาสามารถตั้งค่าหุ่นยนต์ให้มีความเร็ว "ปานกลาง" และเพิกเฉยต่อมันได้หรือไม่ ไม่มีทาง ทุกข้อต่อ ทุกส่วน ทุกวัสดุ ต้องมีการปรับความเร็ว นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานจึงดีกว่าสำหรับงานปริมาณน้อย เนื่องจากคุณสามารถปรับแต่งความเร็วสำหรับแต่ละชิ้นส่วนได้ ไม่เหมือนหุ่นยนต์แบบโทรศัพท์พื้นฐานที่ถูกตั้งค่าครั้งเดียวสำหรับการผลิตจำนวนมาก
แล้วข้อผิดพลาดทั่วไปล่ะ? ผู้ใช้หุ่นยนต์หน้าใหม่มักจะคิดเร็วขึ้น = ชิ้นส่วนต่อชั่วโมงมากขึ้น ดังนั้นพวกเขาจึงเร่งความเร็วขึ้น แต่หากรอยเชื่อมไม่ดี คุณจะเสียเวลาในการทำงานใหม่หรือทำลายชิ้นส่วนมากกว่าที่คุณประหยัดได้จากการดำเนินไปอย่างรวดเร็ว เมื่อปีที่แล้วลูกค้าบอกฉันว่าหุ่นยนต์ตัวเก่าของพวกเขาผลิตชิ้นส่วนได้ 10 ชิ้นต่อชั่วโมง แต่ 3 ชิ้นนั้นเป็นเศษซาก พวกเขาเปลี่ยนมาใช้ Welding Collaborative Robot ของเรา ตั้งค่าความเร็วที่ถูกต้องสำหรับแต่ละชิ้นส่วน ได้ 12 ชิ้นส่วนต่อชั่วโมง และอัตราของเสียลดลงเหลือ 2% การเพิ่มประสิทธิภาพ win-speed ไม่ใช่แค่การเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เหมาะสมด้วย
และสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ คุณจะต้องคำนึงถึงเวลาการตั้งค่าด้วย หากคุณกำลังย้ายหุ่นยนต์จากสถานีงานหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง คุณคงไม่ต้องการให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดรอบๆ โรงงานเพื่อความปลอดภัยก่อน แต่เมื่อมันอยู่ใกล้ชิ้นส่วน ก็ควรชะลอความเร็วในการเชื่อมด้วย หุ่นยนต์ของเรามีเซ็นเซอร์ในตัวที่ปรับความเร็วตามระยะห่างจากชิ้นส่วน ซึ่งช่วยให้ไม่ต้องคาดเดา ไม่ต้องกังวลอีกต่อไปหากหุ่นยนต์เคลื่อนที่เร็วเกินไปเมื่อเข้าใกล้ข้อต่อ
เดี๋ยวก่อนมีกรณีที่เร็วกว่าดีกว่าไหม? อาจใช้สำหรับวัสดุที่บางมากหรือการเชื่อมด้วยความเร็วสูง แต่นั่นเป็นเรื่องเฉพาะทาง ผู้ผลิตส่วนใหญ่ทำงานกับเหล็กกล้า อลูมิเนียม หรือสเตนเลสที่มีความหนาปานกลาง และด้วยเหตุนี้ ความสม่ำเสมอของความเร็วจึงมีความสำคัญมากกว่าความเร็วดิบ หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 15 ipm ดีกว่าหุ่นยนต์ที่มีความเร็ว 20 ipm สำหรับการเชื่อมครึ่งหนึ่ง และคลานที่ 8 ipm สำหรับอีกครึ่งหนึ่ง นั่นคือจุดที่หุ่นยนต์แบบตั้งโปรแกรมได้โดดเด่น คุณสามารถวาดแผนผังเส้นทางการเชื่อมทั้งหมด ตั้งค่าความเร็วทุก ๆ นิ้ว เพื่อให้มีความสม่ำเสมอ
ดังนั้น คุณควรทำอย่างไรหากคุณต้องรับมือกับความเร็วของหุ่นยนต์เชื่อม? ขั้นแรก ให้ทดสอบแต่ละวัสดุและความหนาของชิ้นส่วนเพื่อหาจุดที่น่าสนใจ ใช้แนวทางของ AWS เป็นจุดเริ่มต้น จากนั้นปรับเปลี่ยนในส่วนของคุณเอง หากคุณกำลังใช้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ปรับเทียบหุ่นยนต์สำหรับพื้นโรงงานของคุณแล้ว พื้นผิวที่ไม่เรียบอาจทำให้การเคลื่อนไหวหยุดชะงัก หากคุณกำลังทำงานกับชิ้นส่วนจำนวนน้อยหรือชิ้นส่วนแบบกำหนดเอง ให้เลือกหุ่นยนต์ที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อให้คุณสามารถปรับความเร็วได้ทันที และอย่าลืมว่าตัวยึดแม่เหล็กยึดชิ้นส่วนสามารถรักษาความเสถียรของชิ้นส่วนได้ ดังนั้นการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์จะไม่ถูกรบกวน ซึ่งช่วยรักษาความเร็วให้สม่ำเสมอ
ท้ายที่สุดแล้ว ความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์เป็นตัวแปรหลักที่สร้างหรือทำลายคุณภาพการเชื่อม ไม่ใช่สิ่งที่คุณสามารถตั้งค่าและลืมได้ แต่ด้วยหุ่นยนต์ที่เหมาะสม เช่น โมเดลเคลื่อนที่ โปรแกรมได้ หรือแม่เหล็กของเรา และการทดสอบเพียงเล็กน้อย คุณจะได้การเชื่อมคุณภาพสูงที่สม่ำเสมอโดยไม่ต้องเสียเวลาหรือวัสดุ
หากคุณต้องการอัปเกรดการตั้งค่าการเชื่อมและต้องการพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการทำงานของความเร็วของหุ่นยนต์สำหรับชิ้นส่วนเฉพาะของคุณ โปรดติดต่อ เราสามารถช่วยคุณค้นหาหุ่นยนต์ที่เหมาะสมสำหรับร้านค้าของคุณได้ ไม่ว่าจะเป็นหุ่นยนต์เชื่อมแบบร่วมมือเคลื่อนที่สำหรับพื้นที่บนพื้นแบบยืดหยุ่น หุ่นยนต์เชื่อมแบบ Arm Reach 1600 สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ หรือโมเดลที่ตั้งโปรแกรมได้สำหรับงานแบบกำหนดเอง
อ้างอิง:
- สมาคมการเชื่อมอเมริกัน (2022) คู่มือการใช้ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ในการเชื่อม AWS D16.1/D16.1M:2022
- Lin, S. , & Eager, TW (2020) ผลของความเร็วในการเคลื่อนที่ต่อรูปทรงของรอยเชื่อมในการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส วารสารกระบวนการผลิต, 56, 452-459.
- องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (2019) หุ่นยนต์และอุปกรณ์หุ่นยนต์ - ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม - ส่วนที่ 1: หุ่นยนต์ ISO 10218-1:2019.
