Studium przypadku: Eliminacja awarii czujników pozycjonujących blachy w gnieździe zgrzewania robotycznego OEM

Zautomatyzowane spawanie podwozi w sektorze motoryzacyjnym wymaga zsynchronizowanej pracy wielu robotów w warunkach pełnego bezpieczeństwa i przy minimalnej interwencji człowieka. Niewłaściwe ułożenie detalu skutkuje uszkodzeniem obrabianego przedmiotu, a potencjalnie także drogich ramion zrobotyzowanych. Z takim właśnie wyzwaniem mierzył się jeden z wiodących zakładów produkcyjnych OEM, w którym niezawodność gniazda zgrzewalniczego była systematycznie obniżana przez awaryjne układy sensoryczne.

Analiza stanu początkowego: Koszty mikroprzestojów i zużycia sensorów na zautomatyzowanej linii spawalniczej

W analizowanym zakładzie OEM, proces pozycjonowania blach opierał się na standardowych rozwiązaniach indukcyjnych. Czujniki pozycjonujące w takich warunkach często cierpią z powodu gromadzenia się odprysków spawalniczych, co powoduje ich błyskawiczną degradację.

Początkowo stosowane czujniki w osłonach teflonowych (PTFE) wymagały wymiany średnio co 2 tygodnie. Narastające struktury z uderzającego żużlu całkowicie „oślepiały” sensory, uniemożliwiając poprawną detekcję detalu. Konieczność ciągłych interwencji służb Utrzymania Ruchu prowadziła do powtarzających się, irytujących mikroprzestojów. Czasochłonna wymiana czujników oraz ponowna kalibracja stanowiska generowały wąskie gardło na linii produkcyjnej. Biorąc pod uwagę, że koszt jednej godziny postoju zautomatyzowanej linii w branży automotive liczy się w tysiącach euro, problem wymagał natychmiastowej i bezkompromisowej interwencji inżynieryjnej.



Diagnoza inżynierska – wpływ pól magnetycznych średniej częstotliwości (MF) i odprysków na tradycyjną sensorykę hybrydową

Szczegółowy audyt gniazda zgrzewania oporowego wykazał dwa główne czynniki destrukcyjne.

  • Po pierwsze, potężne pola magnetyczne pochodzące z urządzeń spawalniczych powodowały fałszywe wyzwalanie sygnałów w niezabezpieczonych cewkach. W procesie typu Spot Welding, przepływ prądu generuje pola zdolne trwale zafałszować pracę zwykłych komponentów.
  • Po drugie, temperatura ekstremalnie gorących odprysków była zabójcza dla hybrydowych konstrukcji (łączących plastik z metalem) i klasycznych powłok teflonowych. W starciu z kroplą metalu o temperaturze ponad 1000°C, teflon ulegał wypaleniu. Odsłonięty rdzeń stawał się dosłownie magnesem dla stopionego żużlu.

Wdrożenie zestawu pancernego: Dobór czujnika serii Weld-Immune oraz osprzętu Contrinex z powłoką ActivStone®

Aby trwale odciąć się od problemu, zakład podjął współpracę z inżynierami Contec i wdrożył rozwiązania marki Contrinex z serii Weld-Immune. Są to całometalowe sensory posiadające zintegrowane układy tłumienia zakłóceń (odporne na pola 50 Hz oraz stacje MF). 

Aby ułatwić wyszukiwanie i ewentualną standaryzację części zamiennych, w zależności od dostępnej przestrzeni montażowej na matrycach, wdraża się następujące flagowe referencje czujników (w standardzie IO-Link i polaryzacji PNP NO):

Kluczem do sukcesu tej serii jest powłoka ceramiczna ActivStone®. Ta wysokowydajna bariera tworzy ekstremalnie odporną na ścieranie, nieprzywierającą warstwę na obudowie. System uszczelniono kompleksowo – tradycyjne mocowania zastąpiono dedykowanymi uchwytami montażowymi, które również pokryto powłoką ActivStone®, uniemożliwiając przywieranie spieków do gwintów.

Przebieg testów długodystansowych na linii chassis – stabilność punktu przełączania w cyklu 6-miesięcznym

Wdrożony pakiet pancerny przeszedł rygorystyczne testy w warunkach ciągłej produkcji linii chassis. Zastosowana technologia Full Inox (jednoczęściowa obudowa ze stali nierdzewnej) zapewniła wyjątkową odporność mechaniczną na uderzenia, ścieranie i wibracje robota.

Dla techników Utrzymania Ruchu ogromnym ułatwieniem okazała się twardość powłoki ActivStone®. Pozwala ona na agresywne, mechaniczne czyszczenie stanowiska – w tym szczotkowanie czujników twardymi szczotkami drucianymi – bez jakiegokolwiek ryzyka uszkodzenia sensora. Efekt? Czas pracy bez interwencji serwisu wydłużył się z pierwotnych 14 dni do aż ponad 6 miesięcy!

Twarde dane ROI: Jak wydłużenie żywotności sensorów z 14 dni do ponad pół roku wpłynęło na wskaźnik OEE fabryki

To studium przypadku bezsprzecznie udowadnia, że inżynierski dobór specjalistycznej aparatury zwraca się w błyskawicznym tempie. Redukcja przestojów na linii wygenerowała twarde oszczędności, wielokrotnie przewyższające początkową różnicę w cenie między tanim czujnikiem PTFE a rozwiązaniem ActivStone®.

Wydłużenie żywotności o 1200% pozwoliło na całkowitą zmianę harmonogramu prewencyjnego utrzymania ruchu. Zredukowano koszty operacyjne, wyeliminowano frustrujące przestoje i zminimalizowano odsetek braków. Fabryka trwale podniosła swój wskaźnik OEE dla krytycznego gniazda produkcyjnego.

Podsumowanie

Zastosowanie odpowiedniej sensoryki w zrobotyzowanych gniazdach zgrzewalniczych to absolutny klucz do utrzymania ciągłości i opłacalności produkcji. Jak pokazuje powyższe studium przypadku, przejście z awaryjnych rozwiązań hybrydowych na pancerne czujniki Contrinex Weld-Immune z powłoką ActivStone®  nie tylko całkowicie wyeliminowało wpływ pól magnetycznych i przywieranie gorących odprysków, ale też wydłużyło żywotność sprzętu z 14 dni do ponad pół roku, drastycznie podnosząc wskaźnik OEE. Jeśli chcesz skutecznie zabezpieczyć swoją produkcję przed awariami i zredukować budżet utrzymania ruchu, skontaktuj się z ekspertami Contec. Jako oficjalny partner Contrinex w Polsce, pomożemy Ci dobrać niezawodne rozwiązania szyte na miarę Twojej linii. Odwiedź www.contec.net.pl, wyślij zapytanie na biuro@contec.net.pl lub zadzwoń bezpośrednio: +48 668 279 409. 

Przewijanie do góry