卓越した自動化オペレーションの (溶接) ナットを解く

図2センサーはさまざまな理由で機械的損傷を受ける可能性があります。 たとえ小さな衝撃が繰り返されると、時間の経過とともに検出面が損傷する可能性があります。 提供された画像

プロジェクションナット溶接ラインを高効率で稼働し続けることは困難な場合があります。 不良部品を顧客に納入すると、製造業者の収益性と評判が台無しになる可能性があり、最もイライラする品質問題の 1 つは、ナットと部品の溶接に起因します。

装置の故障により溶接セルの生産性が低下していませんか? デバイスの損傷やケーブルの焼損は、計画外のダウンタイムと生産量の減少を引き起こし、残業代のコストを押し上げ、納期の逼迫を引き起こします。 部品への溶接ナットの不適切な適用は、生産において最も困難で有害な品質エラーの 1 つであり、数千ドルのコストがかかる可能性があり、下流またはさらに悪い場合には顧客の工場での大変な修正措置が必要になる場合があります。

溶接では、破片、スパッタ、溶融金属が飛散します。 このような環境では、標準的なオートメーション製品が生き残ることが困難になります。 オペレーターが何時間も部品を積み込んでいると、センサーに影響を与え、コンポーネントに物理的な損傷を与える可能性があります。

センサーと関連コンポーネントは、多くの場合、溶接生産ラインのヒット リストの上位に表示されます。 それでも、過酷な溶接自動化環境では、害を免れるものはありません。 残念ながら、すべてが失敗する可能性があります。

溶接スパッタ。 十分な時間をかけて繰り返し酷使すると、真っ赤に熱した溶融金属は最も堅牢な防御をも焼き切る可能性があります。 溶接スパッタは、空気圧シリンダーからセンサー I/O ブロックに至るまであらゆるものを破壊し、床上の他のものよりも長いダウンタイムを引き起こす可能性があります。

プラスチック製の感知面と基本的なハウジングを備えた従来のオートメーション センサーは、世界中のメーカーによって毎日破壊されています。 スパッタはこれらのプラスチック面を焼き抜け、電子機器をショートさせ、センサー コイルを損傷します（「図1 ）。 センサー本体に蓄積された熱によりコンポーネントが加熱され、センサーの故障が早まる可能性があります。 多くの施設では、溶接スパッタにより、シフトごとに少なくとも 1 つのセンサーが破壊されます。 これは、1 つの工場だけで年間簡単に 1,000 個のセンサーが廃棄されていることになります。

負荷の影響。 強い衝撃を与えるとセンサーが破損する可能性があります。 オペレーターが部品を積み込むときにセンサーに当たる可能性がありますが、そもそもセンサーが不適切に取り付けられていた場合、問題はさらに悪化します。 センサーが故障すると、メンテナンスが必要となり、大幅なダウンタイムが発生します。たとえ小さな衝撃が繰り返されると、時間の経過とともに感知面が損傷し、故障につながる可能性があります (「図2）。

溶接ナットの検出不良。 自動溶接における最も一般的でイライラするアプリケーションの 1 つは、溶接ナットの存在を確実に検出することです (「溶接ナットの存在を確実に検出する」を参照)。図3 ）。 製造上の欠陥にはさまざまな原因が考えられます。ナットの欠落や位置の誤り、ねじ山やナットのサイズや形状の誤り、ねじ山の溶接スパッタ (またスパッタが発生しています!)、方向の問題 (上下逆になっていませんか?) などです。

溶接システムが適切なタイミングで適切な場所に適切なナットを確実に取り付けるには何が必要ですか? それはアプリケーション、センサーをどこに配置できるか、そしてセンサーがいつナットを感知する必要があるかによって異なります。 通常、1 つの標準テクノロジーで問題を修正するのは困難です。

ケーブルの損傷。 シンプルなケーブルは、保護するのが最も難しいものの 1 つになる可能性があります (「図4 ）。 溶接セルには最も強固な接続が必要です。 溶接破片は、さまざまな方法でケーブルの寿命を縮める可能性があります。 スパッタがジャケットに蓄積し、ケーブルがコネクタから引き抜かれる可能性があります。 溶接火花がケーブルを通過して接続にショートを引き起こす可能性があり、極端な温度によりコンポーネントが焼ける可能性があります。 断続的な通信および信号の問題は、治具の隠れた部分にある 2 本の導体間の最小の溶接ベリーによって引き起こされる可能性があります。

図1溶接スパッタはプラスチックの表面を焼き抜け、電子機器をショートさせ、センサー コイルを損傷する可能性があります。

多くのメーカーは、こうした溶接自動化の課題に苦労しています。 ただし、優良企業は、社内を整えるためにいくつかの基本的な手順に従っています。 これらすべての手順には、エンジニアリング、メンテナンス、購買の各担当者の協力が必要であることに注意してください。各担当者は、高消費電力のワークセルや運用におけるアプリケーションの改善に尽力しています。

1. 今すぐ始めましょう。 思ったよりも簡単です。 最初の小さな取り組みが大幅な改善につながり、勢いを高めるのに役立ちます。 まず、最も問題のあるワークセルと操作を特定します。 よくわからない場合は、オペレーターや保守員に尋ねてください。 彼らは間違いなく知っています。

ダウンタイムを体系的に確認して、その原因を特定します (図 5 を参照)。 コンポーネントがなぜ、どこで、どのくらいの頻度で失敗するのかを文書化することから始めます。 この情報を数週間追跡すると、問題領域がどこにあるのか、最初に対処する必要がある領域が特定できます。

ダウンタイムの多いセルを監査して、どのアプリケーションに最も注意が必要かを判断します。 多くの製造業者は、自社のアプリケーションのほんの一部だけが最も多額の材料交換コストを引き起こしていることに気づいています。

2. 個々のセンシング アプリケーションを攻撃します。 個々のアプリケーションを一度に 1 つずつ攻撃します。 アプリケーションごとに、新しいテクノロジーの可能な投資収益率 (ROI) を文書化します。 より堅牢なテクノロジーを実装することは明白な計画のように聞こえますが、場合によっては、より多くの前払いをすることが長期的には実際にコストを節約できることを正当化する必要がある場合があります。 さまざまなテクノロジーをテストし、あるシステムと別のシステムの節約量を計算して比較します。

オートメーション センサーには、さまざまな形式、サイズ、機能があります。 センサーが何にさらされているか、またインストールが失敗する理由を確認して、何が必要かを判断します。 自動化されたセルは、アプリケーションの寿命を延ばすために、コーティング付きのセンサー、鋼面センサー、保護ブラケット、またはマルチメタルセンシングの恩恵を受けることができます。 自問してみてください：

コントロールとセンサー自体の接続も確認してください。 保護されていますか? 故障の原因はセンサーにあることが多いですが、実際にはケーブルの故障が原因です。 シリコーンや特定のポリマー (FEP、PTFE、PUR、TPE など) などの特殊素材で作られたケーブルは、溶接破片に耐えるように設計されています。 適切なケーブル素材を使用すれば、毎日交換する必要があるケーブルを数か月ごとに交換できます。

溶接ナットの適用に関する問題は、信じられないほどのコストがかかる可能性があります。 ビジョン システム、ナット検出センサー、近接センサー、タッチ プローブ、光電センサーなど、さまざまなソリューションがすべて適しています。 溶接ナットの適用は困難な作業であるため、残念ながら、単一の技術ですべての問題を解決できるわけではありません。

3. 購買とツールベビーベッドを改善します。 時間の経過と複数のプロジェクトを通じて、ほとんどのメーカーは工具箱に多様かつ散在した部品のコレクションを蓄積します。 このような管理不能で手に負えない状況は、MRO の購買部門に深刻なストレスを与える可能性があります。

優れた運用を実現するには、在庫を共通化し、消費を管理し、無駄を削減し、在庫切れを排除し、在庫全体を削減するために、徹底的に取り組む必要があります。 アプリケーション間で使用できる共通の部品を見つけて、在庫に保持する部品の数を減らします。 両方を行うことで購入が簡素化され、在庫切れが減ります。

図3自動化における一般的な問題は、溶接ナットの存在を検出できないことが原因で発生します。

ベビーベッドを簡素化するには、（理想的には少なくとも）長持ちする、より高価なコンポーネントを購入する必要があるかもしれません。 ROI を計算し、個々のコンポーネントのコストではなく、長期的な総所有コストに基づいて意思決定を行います。 事前の作業を行うことで、購入を簡素化し、割り当てられた予算内に収めることができます。

4. 未来を修正する。 設備投資のプロセスは、「継続的に実行し続ける」という考え方を超えたものである必要があります。 新しいテクノロジーや破壊的なテクノロジー (トレーサビリティ、ビジョン、拡張現実) を考慮し、それらを実装するためのエンジニアリング時間を考慮する必要があります。

設備投資プロジェクトの指定方法にも注意してください。 明確な期待値を設定し、何を達成する必要があるかを文書化し、必要な機器を正確に指定して、完全に比較できる同等の見積もりを確実に受け取ります。 これらすべてを経て、機器が工場に到着すると、優れた運用をサポートする準備が整っている必要があります。

5. 責任に対する考え方を確立します。 繰り返し行う価値のあることもありますが、シフトごとに近接センサーを交換することはその中にはありません。 責任に対する考え方を確立するには、全員が「実行する」という考え方を超えて、問題の総所有コストを検討するようにする必要があります。

問題を再検討し、失敗が発生した理由を監査し、改善について率直に話し合うことに尽力します。 アプリケーションの改善を文書化し、その価値を監視することで、従業員が将来的に戦う必要がなくなり、問題に責任を持つようになります。 マネージャー、エンジニア、メンテナンス技術者、オペレーターは全員、アプリケーションの障害率について話したり、解決策を調査したり、ROI を計算したりすることに抵抗なく取り組む必要があります。

明確な期待を設定します。 コストを削減し、生産性を向上させるための新しい哲学、テクノロジー、戦略について従業員をトレーニングします。 全員が協力して変化に取り組むと、オペレーショナル エクセレンスの重要な要素である責任に対する考え方が確立されます。