Trả lời trực tiếp: Một hệ thống hàn robot gồm sáu bộ phận hoạt động trong một chu kỳ: robot và mỏ hàn, thiết lập tầm với và góc tiếp cận; bàn gá và kẹp, thiết lập độ lặp lại; nguồn điện và khí bảo vệ, thiết lập độ ổn định mối hàn; và trạm nạp liệu và luồng chi tiết, quyết định xem cánh tay robot có việc để làm hay không. Một bản mô tả chỉ riêng về robot sẽ bỏ sót bốn trong sáu bộ phận đó.
Cái này dành cho ai: Hướng dẫn này được viết dành cho các kỹ sư sản xuất và người mua đang lên kế hoạch mua một hệ thống hàn robot đầu tiên, trong đó báo giá thường được hiểu là mua một con robot chứ không phải là mua cả một hệ thống.
Phạm vi: Nội dung sách đề cập đến sáu yếu tố cùng nhau quyết định thời gian chu kỳ và độ ổn định mối hàn, cũng như ý nghĩa của từng yếu tố. Sách không đề cập đến việc phát triển thông số hàn, lựa chọn vật liệu hàn, gia công tạo hình ở giai đoạn trước đó, hoặc thiết kế các chi tiết được hàn.
Bạn thực sự đang mua gì?
Phần có thể nhìn thấy của một dây chuyền hàn là cần hàn, và báo giá thường được so sánh dựa trên cơ sở đó. Các bộ phận quyết định xem dây chuyền có đáp ứng yêu cầu về thời gian chu kỳ và chất lượng hay không chủ yếu là năm bộ phận còn lại, và đó cũng là những bộ phận thường bị bỏ sót thông số kỹ thuật nhất tại thời điểm mua hàng.
Điều này rất quan trọng vì các kiểu hỏng hóc khác nhau. Một robot quá nhỏ sẽ bộc lộ lỗi ngay lập tức. Một bộ gá lắp không phù hợp, một nguồn điện không có khả năng giao tiếp tốt, hoặc một bố trí tải khiến cánh tay robot phải chờ đợi sẽ tạo ra một dây chuyền sản xuất hoạt động nhưng kém hiệu quả, khó chẩn đoán hơn và khó khắc phục hơn nhiều.
Phần còn lại của hướng dẫn này lần lượt trình bày sáu phần và nêu rõ mỗi phần xác định điều gì và dựa trên bằng chứng nào. Thứ tự này được sắp xếp có chủ đích: nó tuân theo thứ tự mà các quyết định ràng buộc lẫn nhau.
Trên thực tế, báo giá có vẻ rẻ nhất thường là báo giá chỉ định đầy đủ robot và năm bộ phận còn lại một cách sơ lược. Theo... ISO 3834-2: 2021Các yêu cầu chất lượng toàn diện bao gồm việc kiểm soát toàn bộ hoạt động hàn, đây là một lời nhắc nhở hữu ích rằng một hệ thống hàn robot được mua như một tổng thể chứ không phải là một thiết bị thao tác riêng lẻ.
Robot và đèn pin: tầm với được xác định bởi hình dạng hình học của đèn pin.
Cánh tay robot xác định phạm vi làm việc, nhưng mỏ hàn quyết định liệu có thể tiếp cận được một đường hàn cụ thể bên trong phạm vi đó ở một góc độ chấp nhận được hay không. Độ cong của cổ mỏ hàn, phần mở rộng của đầu tiếp xúc và kích thước của bất kỳ thiết bị chống va chạm nào đều quyết định liệu mỏ hàn có thể đi vào giữa các kẹp và chi tiết của đồ gá hay không.
Trên thực tế, mỏ hàn thường là điểm nghẽn về tầm với hơn là cánh tay robot. Một cụm linh kiện vượt qua bài kiểm tra tầm với được thực hiện với mô hình công cụ đơn giản hóa vẫn có thể gặp sự cố ở trạm xa, nơi đường tiếp cận xiên và các thân kẹp nằm gần khớp nối.
Ống dẫn dây và bó cáp di động đặt ra một giới hạn khác. Bán kính uốn cong của chúng ở các tư thế cực đoan quyết định phạm vi chuyển động thực sự có thể sử dụng được, và vượt quá giới hạn này sẽ biểu hiện là sự hao mòn chứ không phải là lỗi.
Đồ gá và kẹp: định vị và kẹp là hai vấn đề riêng biệt.
Bộ gá quyết định tính lặp lại, là thuộc tính cho phép chương trình đã được lập trình vẫn hợp lệ trong suốt quá trình sản xuất. Định vị và kẹp là hai nhiệm vụ khác nhau: các mặt chuẩn và chốt xác định vị trí đặt chi tiết, trong khi kẹp quyết định liệu chi tiết có giữ nguyên vị trí đó sau khi gia nhiệt hay không.
Các chi tiết thành mỏng khiến sự khác biệt trở nên không thể tránh khỏi, bởi vì chúng di chuyển khi được kẹp và lại di chuyển khi mối hàn nguội. Việc coi kẹp như các điểm định vị có xu hướng tạo ra tính lặp lại có thể chấp nhận được trên một số chi tiết nhưng không thể chấp nhận được trên những chi tiết khác, mà không có quy luật rõ ràng.
Cách bố trí đồ gá cũng quyết định thời gian của chu kỳ gia công không liên quan đến quá trình hàn. Các chi tiết giống nhau được sắp xếp khác nhau trên bàn máy sẽ tạo ra các đường di chuyển khác nhau, và quá trình di chuyển không tạo ra kim loại hàn. Đây là một trong những yếu tố tiết kiệm chi phí nhất khi thiết kế và là một trong những yếu tố tốn kém nhất để thay đổi sau này.
Bảng quyết định: những gì mà nhóm linh kiện này chứng minh là cần thiết
Bảng này thể hiện những gì mà một nhóm chi tiết và sơ đồ đường nối có thể tự chứng minh được so với bằng chứng mà nhà cung cấp vẫn cần phải cung cấp.
| Bằng chứng từ gia đình bộ phận | Cấu hình ô mà nó biện minh | Bằng chứng bạn vẫn còn nợ |
|---|---|---|
| Các đường may ngắn phân bố trên nhiều phần nhỏ, một biến thể chiếm ưu thế. | Một cần cẩu đặt trên bàn đa chức năng, người vận hành đang chất hàng ở phía đối diện. | Góc nghiêng của mỏ hàn tại mỗi vị trí, khoảng hở kẹp khi vươn hết cỡ và khái niệm an toàn cho việc truy cập chung. |
| Sự kết hợp đa dạng các loại sản phẩm với sự thay đổi thường xuyên. | Tấm đế thay nhanh có nhận dạng vật lý và thư viện chương trình tương ứng. | Thời gian chuyển đổi được đo bằng các tấm thực tế và quy tắc ưu tiên sản phẩm đầu tiên được thực thi trên thực tế. |
| Các đường nối dài liên tục hơn trên các cụm lắp ráp lớn hơn | Bộ định vị hoặc trục ngoài được xem xét đặt cạnh cánh tay chứ không phải phía sau nó. | Điều chỉnh tầm với và góc chiếu sáng thông qua toàn bộ phạm vi chuyển động của bộ định vị, không chỉ ở tư thế khởi động đã được thiết lập. |
| Bản đồ phối trộn hoặc đường nối chưa được sửa | Không có cấu hình ô cuối cùng; chỉ có danh sách rút gọn với độ nhạy của từng tùy chọn được ghi lại. | Đã xác nhận bản vẽ, sơ đồ đường may cho từng biến thể và mẫu lô trước khi cam kết. |
Nguồn năng lượng và khí bảo vệ: nơi mà sự ổn định của mối hàn nằm ở đó.
Nguồn điện quyết định hành vi khởi phát hồ quang, đặc tính truyền dẫn và kết thúc hồ quang, cùng nhau tạo nên phần lớn sự biến thiên giữa các lần vận hành của một buồng hàn. Thành phần và lưu lượng khí bảo vệ quyết định liệu bể hàn có được bảo vệ trong quá trình đó hay không.
Cả hai đều cần sự giao tiếp thực sự với bộ điều khiển robot. Nếu robot có thể chọn lịch trình hàn và nguồn có thể báo cáo trạng thái của nó, thì sản xuất đa biến thể sẽ trở thành một lựa chọn chương trình. Nếu không có liên kết đó, việc chuyển đổi sẽ liên quan đến việc thiết lập thông số thủ công, và thời gian chuyển đổi sẽ tăng lên tương ứng.
Về phía nguồn cung, nó tiềm ẩn những rủi ro: sự ổn định áp suất từ các bình chứa hoặc hệ thống trung tâm, độ trễ do đường ống dài gây ra, và sự chuyển động của không khí trong xưởng ảnh hưởng đến phạm vi phủ sóng. Không yếu tố nào trong số này là đặc tính của robot, nhưng tất cả chúng đều xuất hiện trong kết quả dưới dạng biến thiên đường hàn.
Theo ISO 5817: 2023Mức chất lượng đối với các khuyết điểm được định nghĩa độc lập với thiết bị tạo ra chúng, vì vậy việc thống nhất mức độ này từ sớm sẽ giúp cả hai bên có một mục tiêu chung. EVST yêu cầu mức độ này trước khi thiết kế pin chứ không phải tại thời điểm nghiệm thu.
Việc xếp dỡ và luân chuyển linh kiện quyết định mức độ sử dụng.
Hai phần cuối cùng là trạm nạp liệu và luồng sản phẩm hoàn thiện. Nếu việc nạp liệu được thực hiện nối tiếp với quá trình hàn, thời gian nạp liệu sẽ được cộng trực tiếp vào chu trình. Hệ thống hai trạm hoặc hệ thống định vị cho phép người vận hành nạp liệu trong khi cánh tay robot thực hiện hàn, đây là giải pháp thường được sử dụng.
Sự sắp xếp đó chỉ hoạt động hiệu quả nếu hệ thống an toàn và khóa liên động được thiết kế cho nó ngay từ đầu. Việc bổ sung quyền truy cập chung vào một khu vực được xây dựng để vận hành tại một trạm duy nhất sẽ gây gián đoạn và thường làm ảnh hưởng đến khái niệm an toàn hoặc lợi ích của chu trình.
Luồng sản phẩm hoàn thiện cũng cần được chú trọng tương tự. Vị trí tích tụ sản phẩm, tần suất dọn dẹp và liệu việc dọn dẹp có cần dừng máy hay không đều được thể hiện trong số liệu sản lượng dưới dạng thời gian ngừng hoạt động, mặc dù trên bản vẽ bố trí, chúng chỉ là những vấn đề quản lý nội bộ.
Bảo vệ phòng giam có quyền truy cập chung.
Một dây chuyền sản xuất mà người vận hành nạp liệu ở một bên trong khi robot hàn ở bên kia là một khái niệm an toàn cụ thể, chứ không phải là một lựa chọn bố trí thông thường. ISO 10218-2: 2025 đề cập đến ứng dụng robot và ISO 12100: 2010 Nó cung cấp khuôn khổ đánh giá rủi ro tổng quát mà trong đó khái niệm đó cần được chứng minh là đúng.
Việc phát thải hồ quang, hút khói và sự tách biệt vật lý giữa vị trí nạp liệu và vị trí hàn đều thuộc cùng một đánh giá. Việc coi chúng là các hạng mục mua sắm riêng biệt thường dẫn đến những lỗ hổng ở các điểm giao thoa.
Việc lựa chọn khung chất lượng cũng thuộc phạm vi này. ISO 3834-2: 2021 đặt ra các yêu cầu để kiểm soát các hoạt động hàn, và ISO 5817: 2023 Cung cấp các mức chất lượng cho những khuyết điểm. Việc thống nhất các mức độ nào được áp dụng trước khi thiết kế sẽ loại bỏ một nguồn tranh chấp phổ biến khi nghiệm thu.
Theo ISO 12100: 2010Việc đánh giá rủi ro bao gồm máy móc trong mục đích sử dụng dự kiến, kể cả những trường hợp sử dụng sai có thể dự đoán được. Đối với một buồng hàn dùng chung, điều này có nghĩa là vị trí xếp dỡ hàng hóa là một phần của đánh giá chứ không phải là một yếu tố phụ trợ. EVST coi việc bố trí xếp dỡ hàng hóa là một quyết định về an toàn trước tiên và là một quyết định về thời gian chu kỳ thứ hai.
Những nội dung cần ghi trong yêu cầu góp vốn
Nêu rõ nhóm chi tiết kèm bản vẽ, sơ đồ đường hàn cho từng biến thể bao gồm loại mối nối và hướng tiếp cận, vật liệu và độ dày, kích thước lô và tần suất thay đổi, cũng như mức độ kiểm tra mà các mối nối phải đáp ứng.
Sau đó, hãy nêu rõ những gì nhà cung cấp vẫn cần chứng minh: góc hàn ở mỗi vị trí, khoảng hở kẹp ở tầm với tối đa, khả năng giao tiếp giữa robot và nguồn để lựa chọn lịch trình, thời gian chuyển đổi được đo lường với các tấm gá thực tế, và khái niệm bảo vệ cho bố trí tải. Khi được viết theo cách này, yêu cầu có thể so sánh được giữa các nhà cung cấp, điều mà việc so sánh mô hình robot không thể làm được.
Các câu hỏi thường gặp
Liệu chúng ta có thể dự đoán thời gian chu kỳ dựa trên thông số kỹ thuật của robot không?
Không. Bốn trong sáu yếu tố quyết định thời gian chu kỳ không phải là robot: đó là bộ gá, nguồn điện, nguồn cung cấp khí bảo vệ và hệ thống nạp liệu. Thông số kỹ thuật của robot không đề cập đến những yếu tố này.
Tại sao đèn pin lại được gọi là nút thắt cổ chai về tầm với?
Vì cần phải đặt mỏ hàn ở một góc phù hợp với khớp nối, và phần cổ mỏ hàn, phần mở rộng đầu mỏ hàn và thiết bị chống va chạm quyết định xem nó có thể luồn vào giữa các kẹp và chi tiết đồ gá hay không. Các nghiên cứu về tầm với sử dụng mô hình công cụ đơn giản hóa có thể vượt qua những vị trí mà mỏ hàn thực tế không thể tiếp cận.
Liệu cách bố trí hai trạm luôn tốt hơn?
Nó giúp loại bỏ thời gian xếp dỡ hàng hóa trong chu trình, nhưng chỉ khi hệ thống an toàn và khóa liên động được thiết kế cho việc truy cập chung ngay từ đầu. Việc trang bị lại lối truy cập đó thành một ô riêng biệt thường làm ảnh hưởng đến khái niệm an toàn hoặc lợi ích dự định của chu trình.
Liệu đoạn phim có chứng minh được chu kỳ thời gian không?
Không. Hình ảnh này thể hiện sáu bộ phận của một dây chuyền hàn hoạt động cùng nhau trong một không gian. Thời gian chu kỳ, mức chất lượng và năng suất phụ thuộc vào các bộ phận, vật liệu, độ dày và tiêu chí chấp nhận của bạn, và cần được thiết lập theo điều kiện riêng của bạn.
Các thông tin đầu vào của dự án cho quá trình xem xét đơn đăng ký
Hãy gửi thông tin sau và tế bào đó có thể được kiểm tra so với nhóm linh kiện thực tế thay vì mô hình robot:
- Bản vẽ chi tiết cho nhóm chi tiết bạn muốn trên một ô, bao gồm vật liệu và độ dày.
- Bản đồ đường nối cho mỗi biến thể: loại khớp, chiều dài, vị trí và hướng truy cập
- Khái niệm về thiết bị cố định hiện tại của bạn, hoặc sơ đồ tham chiếu mà bạn muốn giữ lại.
- kích thước lô hàng và tần suất thay đổi biến thể trên dây chuyền sản xuất
- Mức độ kiểm tra và tiêu chí chấp nhận mà các mối nối phải đáp ứng
Nếu bạn đang thiết kế một hệ thống hàn robot, hãy gửi bản vẽ nhóm chi tiết bao gồm vật liệu và độ dày, sơ đồ đường hàn cho từng biến thể, đồ gá hoặc khái niệm chuẩn, mẫu sản xuất theo lô và thay đổi chi tiết, cũng như mức độ kiểm tra mà các mối hàn phải đáp ứng. Sau đó, hệ thống có thể được xem xét như sáu chi tiết hoạt động trong một chu kỳ thời gian duy nhất, thay vì chỉ là lựa chọn robot. (Tài liệu tham khảo liên quan:...) giải pháp hệ thống hàn tự động, bối cảnh tế bào hàn kết cấu, Lựa chọn vị trí cho các bộ phận dài hơn, tiếp cận và đặt câu hỏi để xác minh các cụm lớn hơn.