Die (Schweiß-)Mutter der automatisierten operativen Exzellenz knacken

Figur 2 Sensoren können aus verschiedenen Gründen mechanisch beschädigt werden. Selbst kleine, wiederholte Stöße können mit der Zeit die aktive Fläche beschädigen. Bilder zur Verfügung gestellt

Es kann eine Herausforderung sein, eine Schweißlinie für Buckelmuttern mit hoher Effizienz am Laufen zu halten. Die Lieferung fehlerhafter Teile an Kunden kann die Rentabilität und den Ruf eines Herstellers zerstören, und eines der frustrierendsten Qualitätsprobleme entsteht durch das Anschweißen von Muttern an Teile.

Beeinträchtigt ein Geräteausfall die Produktivität Ihrer Schweißzellen? Beschädigte Geräte und verbrannte Kabel führen zu ungeplanten Ausfallzeiten und reduzierter Produktion, was die Lohnkosten für Überstunden in die Höhe treibt und zu einer Engpässe bei der Lieferzeit führt. Das mangelhafte Anbringen einer Schweißmutter an einem Teil ist einer der schwierigsten und schädlichsten Qualitätsfehler in der Produktion, kann Tausende von Dollar kosten und herkulische Korrekturmaßnahmen nachgelagert oder, noch schlimmer, in den Werken des Kunden erfordern.

Beim Schweißen entstehen Schmutz, Spritzer und geschmolzenes Metall. In einer solchen Umgebung ist es für Standardautomatisierungsprodukte schwierig, zu überleben. Bediener, die stundenlang Teile laden, können Sensoren beeinträchtigen und Komponenten physisch beschädigen.

Sensoren und zugehörige Komponenten stehen in einer Schweißproduktionslinie häufig ganz oben auf der Trefferliste. Dennoch bleibt in rauen Schweißautomatisierungsumgebungen nichts vor Schäden verschont. Leider kann alles scheitern.

Schweißspritzer. Rotglühendes geschmolzenes Metall kann selbst die robustesten Verteidigungsanlagen durchbrennen, wenn genügend Zeit und wiederholter Missbrauch vorausgesetzt wird. Schweißspritzer zerstören alles, von Pneumatikzylindern bis hin zu Sensor-E/A-Blöcken, und können mehr Ausfallzeiten verursachen als alles andere auf dem Boden.

Herkömmliche Automatisierungssensoren mit aktiven Kunststoffflächen und einfachen Gehäusen werden täglich von Herstellern auf der ganzen Welt zerstört. Spritzer brennen durch diese Kunststoffflächen, führen zu einem Kurzschluss in der Elektronik und beschädigen die Sensorspule (siehe).Abbildung 1 ). Die Hitze, die sich auf einem Sensorgehäuse ansammelt, kann die Komponenten zum Erhitzen bringen und den Ausfall des Sensors beschleunigen. In vielen Betrieben zerstören Schweißspritzer pro Schicht mindestens einen Sensor. Das sind leicht tausend Sensoren pro Jahr, die nur in einer Anlage weggeworfen werden.

Lastaufprall. Starke Stöße können einen Sensor zerstören. Bediener könnten beim Laden von Teilen gegen Sensoren stoßen, ein Problem, das noch schlimmer wird, wenn der Sensor von vornherein falsch montiert wurde. Wenn Sensoren ausfallen, kommt es im Zuge der Wartungsarbeiten zu erheblichen Ausfallzeiten. Selbst kleine, wiederholte Stöße können mit der Zeit die aktive Fläche beschädigen und zum Ausfall führen (sieheFigur 2).

Erkennung fehlerhafter Schweißmuttern. Eine der häufigeren und frustrierenderen Anwendungen beim automatisierten Schweißen ist die zuverlässige Erkennung des Vorhandenseins von Schweißmuttern (sieheFigur 3 ). Produktionsfehler haben viele mögliche Ursachen: fehlende Muttern oder Positionsfehler, falsche Gewinde oder Mutterngröße oder -form, Schweißspritzer im Gewinde (schon wieder Spritzer!) und Ausrichtungsprobleme (steht es auf dem Kopf?).

Was braucht eine Schweißanlage, um sicherzustellen, dass die richtige Mutter zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist? Das hängt von der Anwendung ab, davon, wo der Sensor platziert werden kann und wann genau die Sensoren eine Mutter erkennen müssen. Mit einer Standardtechnologie lassen sich Probleme meist nur schwer beheben.

Kabelschaden. Ein einfaches Kabel kann eines der Dinge sein, die am schwierigsten zu schützen sind (sieheFigur 4 ). Schweißzellen erfordern die härtesten Verbindungen. Schweißrückstände können die Lebensdauer eines Kabels auf verschiedene Weise verkürzen. Auf dem Mantel können sich Spritzer ansammeln, die das Kabel aus dem Stecker ziehen. Schweißfunken können das Kabel durchbrennen und Kurzschlüsse in der Verbindung verursachen, und extreme Temperaturen können Bauteile zum Erhitzen bringen. Zeitweilige Kommunikations- und Signalprobleme können durch die kleinste Schweißnaht zwischen zwei Leitern in einem verborgenen Teil der Vorrichtung verursacht werden.

Abbildung 1Schweißspritzer können Kunststoffoberflächen durchbrennen, die Elektronik kurzschließen und die Sensorspule beschädigen.

Viele Hersteller kämpfen mit diesen Herausforderungen der Schweißautomatisierung. Die besten Unternehmen befolgen jedoch einige grundlegende Schritte, um ihr Zuhause in Ordnung zu bringen. Beachten Sie, dass alle diese Schritte die Zusammenarbeit zwischen den Bereichen Technik, Wartung und Einkauf erfordern, die sich alle für die Verbesserung von Anwendungen in Arbeitszellen und Betrieben mit hohem Verbrauch einsetzen.

1. Fangen Sie an … jetzt. Es ist einfacher als Sie denken. Einige kleine anfängliche Anstrengungen können zu erheblichen Verbesserungen führen und zur Dynamik beitragen. Identifizieren Sie zunächst die Arbeitszellen und Vorgänge, die am problematischsten sind. Wenn Sie sich nicht sicher sind, fragen Sie die Bediener und Wartungsteams. Sie wissen es auf jeden Fall.

Überprüfen Sie Ausfallzeiten systematisch, um die Ursache zu ermitteln (siehe Abbildung 5). Beginnen Sie mit der Dokumentation, warum, wo und wie oft Komponenten ausfallen. Nachdem Sie diese Informationen einige Wochen lang verfolgt haben, können Sie feststellen, wo die Problembereiche liegen und welche Sie zuerst beheben müssen.

Überprüfen Sie die Zellen mit hoher Ausfallzeit, um festzustellen, welche Anwendungen die meiste Aufmerksamkeit erfordern. Viele Hersteller stellen fest, dass nur ein kleiner Prozentsatz ihrer Anwendungen die höchsten Materialersatzkosten verursacht.

2. Greifen Sie einzelne Sensoranwendungen an. Greifen Sie einzelne Anwendungen einzeln an. Dokumentieren Sie für jede Anwendung den möglichen Return on Investment (ROI) neuer Technologien. Auch wenn die Implementierung einer robusteren Technologie wie ein offensichtlicher Plan klingt, müssen Sie manchmal begründen, dass eine höhere Vorauszahlung auf lange Sicht tatsächlich Geld spart. Testen Sie verschiedene Technologien und vergleichen Sie sie, indem Sie die Einsparungen eines Systems gegenüber einem anderen berechnen.

Automatisierungssensoren gibt es in vielen Formen, Größen und Funktionalitäten. Bestimmen Sie, was benötigt wird, indem Sie sich ansehen, welchen Einflüssen der Sensor ausgesetzt ist und warum die Installation fehlschlägt. Eine automatisierte Zelle könnte von Sensoren mit Beschichtungen, Sensoren mit Stahloberfläche, Schutzhalterungen oder Multimetallsensoren profitieren, um die Lebensdauer der Anwendung zu verlängern. Frag dich selbst:

Überprüfen Sie auch die Verbindung zwischen der Steuerung und dem Sensor selbst. Ist es geschützt? Fehler werden oft einem Sensor zugeschrieben, in Wirklichkeit sind sie jedoch auf einen Kabelausfall zurückzuführen. Kabel aus Spezialmaterialien wie Silikon und bestimmten Polymeren (wie FEP, PTFE, PUR oder TPE) sind so konzipiert, dass sie Schweißrückständen widerstehen. Mit dem richtigen Kabelmaterial könnte das, was jeden Tag ausgetauscht werden muss, alle paar Monate ausgetauscht werden.

Probleme beim Anbringen von Schweißmuttern können unglaublich kostspielig sein. Unterschiedliche Lösungen – Bildverarbeitungssysteme, Muttererkennungssensoren, Näherungssensoren, Tastsysteme und fotoelektrische Sensoren – haben alle ihre Berechtigung. Das Anbringen von Schweißmuttern ist eine anspruchsvolle Anwendung, daher kann leider keine einzige Technologie jedes Problem lösen.

3. Einkauf und Werkzeuglager verbessern. Im Laufe der Zeit und durch mehrere Projekte sammeln die meisten Hersteller eine vielfältige und verstreute Teilesammlung im Werkzeuglager an. Eine solch unüberschaubare und unhandliche Situation kann die Einkaufsabteilungen von MROs ernsthaft frustrieren.

Operative Exzellenz erfordert, dass Sie in die Dunkelheit der Krippe eintauchen, um Lagerbestände zu vereinheitlichen, den Verbrauch zu kontrollieren, Verschwendung zu reduzieren, Fehlbestände zu beseitigen und den Gesamtbestand zu reduzieren. Finden Sie gemeinsame Teile, die anwendungsübergreifend verwendet werden können, und reduzieren Sie die Anzahl der Teile, die Sie im Lager halten. Beides vereinfacht den Einkauf und reduziert Fehlbestände.

Figur 3Häufige Probleme in der Automatisierung entstehen dadurch, dass das Vorhandensein von Schweißmuttern nicht erkannt wird.

Die Vereinfachung des Kinderbetts erfordert möglicherweise den Kauf teurerer Komponenten, die (im Idealfall zumindest) länger halten. Berechnen Sie den ROI und treffen Sie Entscheidungen nicht auf der Grundlage der einzelnen Komponentenkosten, sondern auf der Grundlage der langfristigen Gesamtbetriebskosten. Durch die Vorabarbeit können Sie den Einkauf vereinfachen und das zugewiesene Budget einhalten.

4. Reparieren Sie die Zukunft. Der Investitionsprozess sollte über die „Keep it run“-Mentalität hinausgehen. Es sollte neue oder disruptive Technologien berücksichtigen – Rückverfolgbarkeit, Vision, Augmented Reality – und die Entwicklungszeit für deren Implementierung berücksichtigen.

Achten Sie auch darauf, wie Sie Investitionsprojekte spezifizieren. Legen Sie klare Erwartungen fest, dokumentieren Sie, was Sie erreichen müssen, geben Sie die genaue Ausrüstung an, die Sie benötigen, und stellen Sie sicher, dass Sie gleichwertige Angebote erhalten, die es Ihnen ermöglichen, Äpfel mit Äpfeln zu vergleichen. Wenn die Ausrüstung schließlich im Werk ankommt, sollte sie bereit sein, betriebliche Exzellenz zu unterstützen.

5. Schaffen Sie eine verantwortungsvolle Denkweise. Manche Dinge lohnt es sich, wiederholt zu tun, aber der Austausch eines Näherungssensors bei jeder Schicht gehört nicht dazu. Um eine verantwortungsbewusste Denkweise zu entwickeln, müssen Sie alle dazu bringen, über die „Get It Running“-Mentalität hinaus die Gesamtbetriebskosten des Problems zu betrachten.

Verpflichten Sie sich, das Problem noch einmal zu untersuchen, prüfen Sie, warum der Fehler aufgetreten ist, und diskutieren Sie offen über Verbesserungen. Durch die Dokumentation von Anwendungsverbesserungen und die Überwachung ihres Werts werden die Mitarbeiter in Zukunft weniger Probleme bekämpfen müssen und werden dazu motiviert, die Verantwortung für Probleme zu übernehmen. Manager, Ingenieure, Wartungstechniker und Bediener müssen sich alle in der Lage fühlen, über die Fehlerraten einer Anwendung zu sprechen, Lösungen zu untersuchen und ihren ROI zu berechnen.

Setzen Sie klare Erwartungen. Schulen Sie Ihre Mitarbeiter in neuen Philosophien, Technologien und Strategien zur Kostensenkung und Steigerung der Produktivität. Wenn alle zusammenarbeiten und sich zu Veränderungen verpflichten, entwickeln sie eine verantwortungsvolle Denkweise – ein wesentlicher Bestandteil operativer Exzellenz.