HOE ZORG IK ERVOOR DAT MIJN LASROBOT NIET (TE) VAAK STILSTAAT?

Tips & tricks om de integratie van een lasrobot te verbeteren

Hogere productiviteit, verbeterde kwaliteit én kostenbesparing. Bedrijven die één of meerdere lasrobots aan hun lasproces toevoegen of hun manuele lascellen vervangen, kunnen concurrentiëler in de markt staan. Maar de kosten om een dergelijk geautomatiseerd lasproces te implementeren, kunnen al snel hoog oplopen. Wie wil investeren in een lasrobot, kan dus het best vooraf nauwkeurig plannen en afwegen. We bespreken in dit artikel enkele tips die ervoor zorgen dat het kostenplaatje van een geautomatiseerd robotlassysteem niet opweegt tegen de talrijke voordelen.

VOORDELEN LASROBOT

Vooraleerst moeten we ons de vraag stellen waarom bedrijven hun lasproces willen automatiseren. De hoofdredenen zijn zonder twijfel de snelheid, de consistentere kwaliteit van de las, de lagere kosten en een grotere concurrentiekracht door een snellere afwerking en aflevering van de producten. Voor bedrijven die vooral te maken hebben met grote series en weinig variatie in stukken, is robotlassen dan ook al langer een belangrijk onderdeel van het productieproces. De voordelen zijn voor hen namelijk legio. Maar ook kleinere ondernemingen met lagere productievolumes en een hogere variatie in onderdelen kunnen baat hebben bij automatisering, via flexibele tooling en meer programmeertijd voor de verschillende werkstukken.

Workflow

Zowel bij grote als bij kleine series geldt dat de te lassen stukken zich moeten lenen tot een geautomatiseerd proces. Eenvoud en repetitiviteit zijn hierbij van belang. Robotlassystemen vereisen algemeen gezien namelijk consistente onderdelen voor het bekomen van consistente resultaten. Componenten die niet goed op elkaar aansluiten omdat ze een slechte pasvorm hebben, of componenten met moeilijk te bereiken lasnaden kunnen een nadelige invloed hebben op de hoge kwaliteit die men doorgaans van robotlassystemen verwacht. In dergelijke gevallen kan het wenselijk zijn om de werkvoorbereiding of nabewerking aan te passen en af te stemmen op het lasproces. Ook de workflow is van belang. Zo moet onder andere de snelheid waarmee stukken aangebracht en gelast worden, onder de loep worden genomen, aangezien een lasrobot aanzienlijk sneller werkt dan een manuele lasser. De stukken moeten de cel aan een constante hoge snelheid kunnen binnen- en buitengaan zonder bottlenecks, om een optimale capaciteit (throughput) te bereiken. Activiteiten die geen waarde toevoegen, zoals het manipuleren en heffen van onderdelen, moeten zo veel mogelijk vermeden worden.

Succesvolle integratie lasrobot

Met automatisering via robotlassystemen komen dus ook risico's en verantwoordelijkheden. Een succesvolle implementatie van de lasrobot vereist met andere woorden een combinatie van verschillende elementen zoals planning, uitrusting, training …

DEFECTEN VOORKOMEN

In vergelijking met halfautomatische lasoperaties kan de lasrobot langer aan één stuk door lassen, omdat ze beter bestand zijn tegen hogere temperaturen dan een menselijke operator. Uitstekend voor de productiviteit, maar de extra vrijgekomen warmte en langere lasduur kunnen belastend zijn voor de verbruikscomponenten zoals nozzles, contacttips en gasverdelers. Zo ontstaat het gevaar op onvoorziene stilstand ten gevolge van interventies voor het vervangen van deze verbruiksmaterialen. Om dit te vermijden, is het aangeraden om periodieke inspecties te voorzien tijdens de lasoperaties.

Een tweede belangrijk punt is de correcte installatie van de draaggeleider bij een robot-MIG-pistool, om stilstand door problemen met de draad te voorkomen, of om tijdig bij te sturen wanneer de draad verbrand is tot in de contacttip (burn-back). Vroegtijdige defecten die betrekking hebben op de stroomkabel, kunnen voorkomen worden door aandacht te besteden aan de robotprogrammatie. De robot moet zo geprogrammeerd worden dat hij niet te snel of abrupt beweegt. Agressieve bewegingen kunnen de stroomkabel op termijn doen breken. Zorg er ook voor dat de kabel de juiste lengte heeft. Een kabel die te kort is, kan uitrekken tot boven zijn normale capaciteit tijdens routinematige robotbewegingen, wat leidt tot een grotere slijtage. Als de stroomkabel te lang is, kan hij geklemd raken tussen de robotarm.

PREVENTIEF ONDERHOUD

Zowel bij grote als bij kleine series geldt dat de te lassen stukken zich moeten lenen tot een geautomatiseerd proces

Preventief onderhoud is één van de meest effectieve best practices die een bedrijf kan toepassen als we spreken over een robotlassysteem. In het ideale geval dekt preventief onderhoud alle aspecten van het systeem, van de robot tot de contacttip. Een correct onderhoud kan ongeplande uitval elimineren en verminderde kwaliteit, dure herstellingswerken of vervanging van apparatuur helpen voorkomen.

Ieder bedrijf moet de behoefte aan preventief onderhoud individueel beoordelen en een onderhoudsteam aanduiden om de activiteiten uit te voeren op de juiste tijdstippen en met de juiste intervallen. Als algemene regel kan men stellen dat bedrijven die dikke materialen lassen of toepassingen met lange en doorlopende lassen bewerken, baat hebben bij frequenter preventief onderhoud. Dit doordat 'rework' ten gevolge van kwaliteitsproblemen over het algemeen duurder is in vergelijking met een toepassing waarbij meerdere kleine onderdelen gelast worden. Preventief onderhoud kan ingepland worden tijdens voorziene pauzes in de productie:

Reinigen van de robot en opspanmiddelen om het opstapelen van vuil te voorkomen. Dit kan immers een invloed hebben op de nauwkeurigheid waarmee onderdelen worden opgespannen.
Controle van het middelpunt of TCP (tool center point) van het gereedschap.
Controle op slijtage van de voedingskabel en het vervangen ervan, indien nodig.

Andere activiteiten die minder vaak voorkomen, zoals het smeren van de gewrichten van de robot, kunnen worden uitgevoerd tijdens een langere stop.

NAUWKEURIGHEID

Consistente lasnaden vereisen een hoge herhaalnauwkeurigheid van de robot. Daarom is het belangrijk om het middelpunt van het gereedschap (tool center point) nauwkeurig te definiëren en ervoor te zorgen dat dit constant blijft. Voor een lasrobot is dat het brandpunt van het robot-MIG-pistool en de positie van de lasdraad in verbinding tussen pistool en lasnaad. Meestal (maar niet altijd) treden TCP-problemen op na een botsing waarbij bijvoorbeeld de hals van het robot-MIG-pistool wordt gebogen. Om dit probleem op te lossen, kunnen lassers gebruikmaken van een halscontrole-instrument om de hals terug te buigen naar de juiste hoek. Deze gereedschappen zijn ontworpen voor de standaardhalsen van een bepaald merk van robotpistool. Om dergelijke correcties uit te voeren, dient het onderhoudspersoneel of de lasser die de correctie uitvoert, vertrouwd te zijn met de toleranties die voorzien zijn in het robotlasprogramma. De gebogen hals dient namelijk te worden aangepast tot binnen de toegelaten toleranties. Om ervoor te zorgen dat de las op de juiste positie wordt gelegd, kan het ook zeker geen kwaad om te controleren of de opspanmallen stevig op de juiste plaats zitten en dat de basis van de robot correct gefixeerd is. Eveneens zinvol is een periodieke controle om na te gaan of de variabiliteit van de werkstukken niet is veranderd.

PERIFERIE VAN ROBOT-MIG-PISTOLEN

In vergelijking met manuele lasoperaties kan de lasrobot langer aan één stuk door lassen, omdat ze beter bestand zijn tegen hogere temperaturen dan een menselijke operator

Periferie zoals nozzlereinigingsstations wordt vaak aanzien als een overbodige uitgave. In werkelijkheid kan deze bijkomende uitrusting nochtans de lasperformantie maximaliseren en bijdragen tot een betere return on investment (ROI). Het reinigingsstation wordt overigens het best zo dicht mogelijk bij de robot gemonteerd, om de tijd die de arm nodig heeft om het station te bereiken, beperkt te houden. Reinigen gebeurt het best zo vaak mogelijk. Hoe meer de componenten gereinigd zijn, hoe beter de performantie en hoe langer ze meegaan. Andere periferie die geïntegreerd kan worden in een robotsysteem, is bijvoorbeeld een draadkniptang die de lasdraad tot op een specifieke lengte knipt, of een controletool om ervoor te zorgen dat het TCP behouden blijft en om dit na een botsing of verbuiging ten gevolge van het lassen automatisch te controleren en bij te stellen.

GESCHIKT PERSONEEL

Onderdelen opnieuw ontwerpen op maat van het geautomatiseerde lasproces, de workflow bijsturen, de juiste uitrusting kiezen en preventief onderhoud inplannen. Verloren moeite als niet het geschikte personeel in dienst is om met het lasrobotsysteem te werken. Investeren in personeel dat verantwoordelijk is voor de interactie met het robotlassysteem, moet daarom altijd prioriteit krijgen. Geschoolde lasoperatoren of medewerkers met ervaring in robotlassen zijn vaak een goede keuze om toezicht te houden op een robotlassysteem. Integratoren van robotlassystemen en robotfabrikanten kunnen vaak OEM-gebaseerde trainingen of bijkomende opleidingen voorzien.

BESLUIT

Zoals bij elke aanzienlijke investering is het noodzakelijk om enkele stappen te ondernemen om het succes van het robotlassysteem te verzekeren. De nodige periferie toevoegen of extra training voorzien en gebruikmaken van zogeheten 'best practices' kunnen bijdragen tot het realiseren van de verwachte ROI van de installatie, waardoor het robotlassysteem bijdraagt aan de winstgevendheid van de business.

Dit artikel wordt gepubliceerd in het kader van het project VISiv-AUTOLAS, 'Succesvol en competitief omschakelen van manueel naar geautomatiseerd/ gerobotiseerd lassen'.