جوشکاری رباتیک

ربات‌های همکار می‌توانند قطعات را بدون نیاز به جابجایی آنها جوش دهند. قطعاتی که به موقعیت‌یاب‌های جوشکاری نیاز دارند، برای ربات‌های سنتی مناسب‌تر هستند. منبع تصویر: Asieta Inc. LLC
در طول ۱۰ سال گذشته، دیدگاه صنعت نسبت به اتوماسیون به طرز چشمگیری تغییر کرده است. از مدیران کارخانه‌های کوچک در مورد رباتیک روز بپرسید، احتمالاً به شما خواهند گفت که آنها به سادگی قابلیت‌های اتوماسیون کافی را نداشتند. برخی از شما ممکن است در گذشته تجربیات بدی داشته باشید و ممکن است به ربات بیکار نشسته در گوشه‌ای اشاره کنند. آنها ممکن است یک کار جوشکاری بزرگ داشته باشند که در آن ربات زمانی کاملاً مناسب بوده است، اما از آن زمان تاکنون هرگز واقعاً مناسب نبوده است.
تولیدکنندگان امروزه در حال سرمایه‌گذاری روی اتوماسیون هستند تا برای آینده‌ای غیرقابل پیش‌بینی آماده شوند. بله، این ممکن است برای مدیر فروشگاهی که ۱۰ سال پیش یک ربات در گوشه داشت، غیرمنطقی به نظر برسد. سفارش‌ها می‌آیند و می‌روند. اگر من اکنون روی اتوماسیون کارهای مهم سرمایه‌گذاری کنم، وقتی آن کار از بین برود چه اتفاقی می‌افتد؟ اکنون، می‌گویند، جوشکارها به سادگی پیدا نمی‌شوند. اگر من اتوماسیون نکنم، نمی‌توانم رشد کنم.
چگونه می‌توان این رشد و محیط کلی تولید را قابل پیش‌بینی‌تر کرد؟ ابتدا، روی کارمندان خود تمرکز کنید، از جمله آنچه که آنها در مورد اتوماسیون می‌دانند، نوع روز کاری که ترجیح می‌دهند و آنچه که امیدوارند از حرفه خود به دست آورند.
همه اینها به مرحله بعدی منتهی می‌شود: تغییر طرز فکر شما. اگر برای یک سازنده فلز سفارشی یا قراردادی کار می‌کنید، احتمالاً نمی‌خواهید زمان چرخه خود را کاهش دهید. شما با محصولات زیادی کار می‌کنید، بنابراین یک ربات جوشکار که کار را در عرض چند ثانیه انجام می‌دهد معمولاً تأثیر قابل توجهی ندارد (البته، در برخی موارد می‌تواند). سلول‌های اتوماسیون با طراحی خوب، قابل اعتماد و قابل پیش‌بینی عمل می‌کنند. این ویژگی‌ها نحوه رشد و پیشرفت شرکت شما را تغییر خواهند داد.
تولیدکنندگانی که به دنبال اتوماسیون هستند اغلب کمبود نیروی کار را دلیل این امر می‌دانند. آنها می‌گویند اگر افراد بیشتری بتوانند مهارت‌های فنی را بیاموزند، ممکن است مجبور به روی آوردن به اتوماسیون نباشند. آنها برای ادامه رشد به اتوماسیون روی می‌آورند، حتی اگر چاره‌ای جز استخدام نیروی کار کم‌مهارت‌تر نداشته باشند.
تغییر واقعی به سمت اتوماسیون کمی قابل توجه است. بله، ربات‌های جوشکاری به افرادی که مهارت‌های جوشکاری دستی ضعیفی دارند، اجازه می‌دهند قطعات خوبی تولید کنند، اما کلمه کلیدی «مهارت‌های جوشکاری دستی» است. اتوماسیون در واقع به مهارت‌های متفاوتی نیاز دارد. آنها باید در مورد فرآیندهای دستی چیزهایی بدانند، اما همچنین باید یاد بگیرند که چگونه تجهیزات خودکار را نگهداری، برنامه‌ریزی و اجرا کنند. آنها در مورد چگونگی قرارگیری اتوماسیون در عملیات کلی، از جمله اینکه کدام قطعات در سلول‌های اتوماسیون خاص قرار می‌گیرند و کدام‌ها قرار نمی‌گیرند، فکر می‌کنند و با شرکا، از جمله مشتریان و یکپارچه‌سازان، برای تدوین استراتژی‌هایی برای خودکارسازی و چرایی آن همکاری می‌کنند.
من اینجا از روی تجربه صحبت می‌کنم. من کارم را به عنوان جوشکار تولیدی شروع کردم، اما به تدریج به اتوماسیون جوشکاری روی آوردم. من عاشق کار با دست هستم، اما عاشق الکترونیک و سایر فناوری‌ها نیز هستم، بنابراین دنبال کردن رباتیک منطقی به نظر می‌رسید.
با این حال، رباتیک برای همه مناسب نیست. من قبلاً فکر می‌کردم سن مهم است. البته، کسانی که نزدیک به بازنشستگی هستند، کسانی که از طریق جوشکاری دستی شغل‌های موفقی برای خود ساخته‌اند، علاقه‌ای به یادگیری برنامه‌نویسی سیستم تعلیق نخواهند داشت. به همین ترتیب، افرادی که با آیفون بزرگ شده‌اند، همیشه عاشق ربات‌ها خواهند بود، درست است؟
همیشه اینطور نیست. بسیاری از جوانان، پس از فارغ‌التحصیلی از مدرسه جوشکاری، متوجه می‌شوند که جوشکاری دستی در واقع حرفه واقعی آنهاست. البته، آنها نمی‌خواهند در محل کار خسته شوند و کارهای ساده‌ای را روز به روز و سال به سال انجام دهند. آنها عاشق تنوع هستند و دائماً انعطاف‌پذیری خود را برای تولید جوش بی‌نقص حتی در سخت‌ترین موقعیت‌های جوشکاری بهبود می‌بخشند.
اما همه جوشکارها اینطور نیستند، از جمله من. من اصول اولیه جوشکاری را یاد گرفتم و سپس دیدم که چگونه رباتیک در حال تکامل است. من معتقدم جوشکاری دستی هرگز از بین نخواهد رفت، اما رباتیک به زودی در اکثر کارخانه‌ها جایگاه دائمی پیدا خواهد کرد. این راهی جدید برای تولیدکنندگان خواهد بود تا به مقیاس بزرگتری برسند.
جوشکاران در خط تولید، آموزش برنامه‌نویسی آویز را می‌گذرانند. برخی از جوشکاران می‌توانند در طول دوران حرفه‌ای خود با دست جوشکاری کنند. برخی دیگر ممکن است روی مشاغلی با گرایش اتوماسیون تمرکز کنند.
در برخی موارد، تولیدکنندگان حتی اگر می‌خواستند هم نمی‌توانستند جوشکار یا اپراتور ماشین زیادی پیدا کنند. اما حتی وقتی می‌توانند، اغلب متوجه می‌شوند که با رباتیک به تناسب بهتری می‌رسند - یعنی فرصت‌های شغلی برای افرادی فراهم می‌شود که می‌توانند از اتوماسیون پشتیبانی، نگهداری و بیشترین بهره را ببرند. افراد علاقه‌مند می‌خواهند درباره رباتیک بیشتر بدانند و برای شکوفایی اتوماسیون، این دانش باید به کار گرفته شود. به عبارت دیگر، اتوماسیون محیطی را ایجاد می‌کند که افراد می‌خواهند در آن کار کنند.
بدون چنین حمایت و پذیرشی، سرمایه‌گذاری خودکار صرفاً جنبه‌ی تراکنشی پیدا می‌کند. وقتی یک کار تولیدی خاص تکمیل می‌شود، ربات به گوشه‌ای می‌رود و شروع به جمع‌آوری گرد و غبار می‌کند.
بخشی از مشارکت کارکنان ناشی از ذهنی باز در مورد اتوماسیون است. ابتدا، در مورد تمام فناوری‌های جدید اطلاعات کسب کنید، اما هرگز به یک فناوری به صورت جداگانه نگاه نکنید و فکر نکنید که این پیشرفت جدید در نهایت تمام مشکلات شما را حل خواهد کرد. پیشرفت‌های فناوری را به عنوان ابزارهای اضافی در زرادخانه اتوماسیون خود در نظر بگیرید. صرفاً به این دلیل که یک ابزار جدید دارید، به این معنی نیست که باید تمام ابزارهای دیگر خود را دور بیندازید یا نادیده بگیرید.
بیایید به برنامه‌نویسی آفلاین نگاهی بیندازیم. در بسیاری از موارد، این فناوری می‌تواند دنیا را تغییر دهد. دیگر نیازی نیست اپراتورها از یک دستگاه تیچ پندنت استفاده کنند و وقت بی‌فایده خود را در راه‌اندازی سایت تلف کنند، درست است؟ حقیقت باز هم ظریف‌تر است. واقعاً به کار بستگی دارد، به خصوص وقتی صحبت از قطعاتی با هندسه‌های جوشکاری پیچیده می‌شود که برنامه‌ریزی آنها با استفاده از تیچ پندنت زمان زیادی می‌برد.
در مورد کارهای جوشکاری ساده‌تر چطور؟ فرض کنید کسی یک برنامه ربات را برای یک قطعه کار ساده یا مستقیم به صورت آفلاین شبیه‌سازی می‌کند و سپس آن برنامه را به کارگاه می‌فرستد، جایی که اپراتور هنوز برای صیقل دادن آن به یک دستگاه کنترل دسترسی (Teach Pendant) نیاز دارد. اگرچه برنامه‌نویسی آفلاین دیگر نیازی به منابع کارگاهی ندارد، اما همچنان به کارکنان اختصاصی برای صرف وقت در برنامه‌نویسی نیاز دارد و برنامه همچنان نیاز به سفارشی‌سازی در محل دارد. در این حالت، ممکن است برای اپراتور دستگاه جوشکاری (باز هم، کسی که در رباتیک آموزش دیده و با دستگاه کنترل دسترسی آشنا است) آسان‌تر باشد که از ابتدا برنامه‌نویسی را انجام دهد.
ایده‌های مشابهی در مورد ربات‌های مشارکتی نیز صدق می‌کند. چند سال پیش، آنها به عنوان پدیده بزرگ بعدی در نظر گرفته می‌شدند، پدیده‌ای که تولید را برای همیشه تغییر خواهد داد. خب، آنها دنیا را تغییر ندادند، اما آن را بهبود بخشیدند. به عنوان مثال، اگر یک کارگاه قطعه کاری دارد که نیازی به جابجایی در طول فرآیند جوشکاری ندارد، ممکن است کاندیدای ایده‌آلی برای یک ربات مشارکتی باشد. اگر برای تکمیل عملیات جوشکاری یک قطعه به یک موقعیت‌یاب نیاز باشد، یک سلول رباتیک سنتی مناسب‌ترین گزینه است.
در عین حال، نباید تأثیر سرعت ربات جوشکار را بیش از حد ارزیابی کرد، به خصوص بین جوش‌ها. سرعت جوشکاری، سرعت جوشکاری است. سرعت جوشکاری ربات‌های کوبوت و ربات‌های سنتی یکسان یا حداقل مشابه است. تفاوت واقعی در سرعت حرکت بازوی ربات بین جوش‌ها است. ربات‌های سنتی بسیار سریع‌تر از ربات‌های کوبوت هستند و می‌توانند بین نقاط پایانی و ابتدایی جوش شتاب بگیرند. میزان این تفاوت در سرعت به کار و تعداد قطعات درگیر بستگی دارد.
سرعت تنها یک عامل است و نمی‌توان آن را مانند سایر عوامل اتوماسیون به صورت جداگانه بررسی کرد. فرض کنید شما روی سرعت تمرکز می‌کنید و از هر ذره کارایی یک سلول جوش که برای یک محصول خاص طراحی شده است، نهایت استفاده را می‌برید. سپس مشتری کسب و کار خود را متوقف می‌کند یا خط تولید تغییر می‌کند. حالا چه کار کنیم؟ این‌ها همه برای قابل پیش‌بینی کردن یک زندگی شگفت‌انگیز بود.
تمرکز خود را گسترش دهید، داستان تغییر می‌کند. فرض کنید یک خط تولید یا سفارش‌های تکراری دارید. به جای طراحی یک میز مخصوص این سفارش، یک میز باز بزرگ‌تر را امتحان کنید که بتواند چندین وسیله را در خود جای دهد. اگر تقاضا برای این سفارش تکراری کاهش یابد، می‌توان در زمان خرابی، بخش دیگری را روی همان میز شروع کرد. به طور خلاصه، یک فضای کاری باز، تغییرات تقاضا را در خود جای می‌دهد، در حالی که ربات‌ها مقیاس‌پذیری را فراهم می‌کنند - توانایی افزایش سریع بهره‌وری با افزایش تقاضای مشتری.
علاوه بر این، لازم نیست هر رباتی روی یک فرآیند خاص تمرکز کند. برخی از سیستم‌های ماژولار ممکن است در ابتدا برای جوشکاری پیکربندی شوند و سپس هفته‌ها یا ماه‌ها بعد برای فرآیند دیگری، مانند تعمیر و نگهداری تجهیزات یا وظایف مونتاژ و جایگذاری، دوباره پیکربندی شوند. ربات‌های ماژولار برای حرکت روزانه در یک کارخانه طراحی نشده‌اند (برای مثال، آنها صبح‌ها جوشکاری نمی‌کنند و بعد از ظهرها به مونتاژ کمک می‌کنند)، اما به سازگاری با تغییر ترکیبات محصولات و تغییرات در تقاضای مشتری کمک می‌کنند.
کمبود نیروی کار برای بسیاری از افراد یک نقطه دردناک است زیرا باعث ایجاد هرج و مرج می‌شود. سازندگان فلز در سراسر جهان، به ویژه در کارگاه‌ها، باید به تغییرات تقاضا پاسخ دهند. با تکامل روند بازگشت به کارخانه‌ها، مشتریان به دنبال سازندگان فلزی هستند که ظرفیت خالی داشته باشند. برای بسیاری، «ظرفیت اضافی» به معنای اضافه کاری و شاید اضافه کردن شیفت دوم یا سوم است که پر کردن آن حتی دشوارتر است. افزایش نیروی کار یدی تازه استخدام شده منجر به تغییرات بزرگی شد زیرا افراد به سر کار آمدند. آموزش ممکن است کوتاه باشد زیرا مشتریان منتظر قطعات خود هستند. تحویل به موقع و کیفیت، همانطور که اعتبار سازنده آسیب می‌بیند، آسیب می‌بیند.
این را با تولیدکنندگانی که اتوماسیون را پیاده‌سازی می‌کنند مقایسه کنید. با افزایش تقاضا، ربات‌ها همچنان به تولید قطعات با کیفیت بالا ادامه می‌دهند. زمان چرخه آنها برنامه‌ریزی شده و قابل پیش‌بینی است. کارمندان آموزش‌دیده و متعهد، اتوماسیون کار و جریان محصول را تضمین می‌کنند. توان عملیاتی افزایش می‌یابد و تغییرپذیری کلی فرآیند کاهش می‌یابد. این ثبات در تولید فلز، آینده‌ای قابل پیش‌بینی‌تر را در طول زمان ایجاد خواهد کرد.
مشتریان همچنین خواهان ثبات هستند، به همین دلیل است که بسیاری اکنون درخواست می‌کنند که کارشان تا حدی خودکار شود. این فرصت‌های جدید باعث رشد و استخدام شدند - نه از نوع سراسیمه که وقتی یک فروشگاه به شدت به کمک نیاز دارد اتفاق می‌افتد، بلکه از نوع محتاطانه‌ای که سعی می‌کند افرادی را استخدام کند که بتوانند در درازمدت با نیازها و فرهنگ فروشگاه مطابقت داشته باشند. این ممکن است شامل کسی مثل من چند سال پیش باشد - یک جوشکار که مجذوب رباتیک و جادوگران الکترومکانیکی تولید مدرن است و مشتاق یادگیری بیشتر است.
یادداشت سردبیر: این مقاله بر اساس مقاله «روبات‌ها تولیدکنندگان را برای آینده‌ای غیرقابل پیش‌بینی آماده می‌کنند» نوشته شده است که در نمایشگاه FABTECH امسال توسط تایلر پولیام، مدیر اتوماسیون جوشکاری در شرکت Acieta LLC، ارائه شد.
Fabricator مجله پیشرو در صنعت ساخت فلز آمریکای شمالی است. این مجله اخبار، مقالات فنی و گزارش‌های موردی را منتشر می‌کند که تولیدکنندگان را قادر می‌سازد تا کار خود را با کارایی بیشتری انجام دهند. این تولیدکننده از سال ۱۹۷۰ به این صنعت خدمت‌رسانی می‌کند.
دسترسی کامل دیجیتال به The Fabricator اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می‌کند.
دسترسی کامل به نسخه دیجیتال مجله Tubing اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می‌کند.
دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The Fabricator به زبان اسپانیایی اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می‌کند.
در این قسمت از پادکست تولیدکنندگان، اندی واینبرگ از میلر موتوراسپرتس با میلر الکتریک همکاری می‌کند...