Αναγνώστες RFID βαρέος τύπου μέσα σε ρομποτικές κυψέλες συγκόλλησης αυτοκινήτων

Γιατί τα κύτταρα ρομποτικής συγκόλλησης χρειάζονται αξιόπιστη αναγνώριση RFID

Τα κύτταρα συγκόλλησης στην αυτοκινητοβιομηχανία δεν είναι φιλικά περιβάλλοντα για τα ηλεκτρονικά. Υπάρχει θερμότητα, κραδασμός, μεταλλική σκόνη, πιτσιλιές συγκόλλησης, ηλεκτρικός θόρυβος, κινούμενα στηρίγματα, ρομποτικοί βραχίονες, προστατευτικά κιγκλιδώματα, πνευματικοί σφιγκτήρες και χρόνοι κύκλου που δεν αφήνουν σχεδόν κανένα περιθώριο για εικασίες. Ένας αναγνώστης που λειτουργεί άψογα σε ένα γραφείο μπορεί να γίνει άχρηστος κοντά σε ένα ρομπότ συγκόλλησης με σημεία. Μια ετικέτα που διαβάζεται καλά σε ένα πλαστικό κουτί μπορεί να εξαφανιστεί όταν βιδωθεί σε ένα χαλύβδινο στήριγμα. Ωστόσο, όλο και περισσότερα εργοστάσια αυτοκινήτων τοποθετούν βαρέως τύπου αναγνώστες RFID ακριβώς μέσα σε κύτταρα ρομποτικής συγκόλλησης, κοντά στα στηρίγματα, τις παλέτες, τα δοκάρια, τους φορείς και τα εξαρτήματα αμαξώματος που πραγματικά καθορίζουν τις αποφάσεις παραγωγής.

Ο λόγος είναι απλός: τα ρομπότ συγκόλλησης δεν μπορούν να επιτρέψουν στον εαυτό τους να δουλεύουν σε λάθος εξάρτημα. Ένα αμάξωμα αυτοκινήτου, ένα υποπλαίσιο, ένας δίσκος μπαταρίας, ένα σκελετός καθίσματος, ένα συγκρότημα πόρτας, ένα στήριγμα εξάτμισης ή ένα εξάρτημα ανάρτησης μπορεί να μοιάζει με μια άλλη παραλλαγή αλλά να απαιτεί διαφορετική συνταγή συγκόλλησης, ακολουθία σφιγκτήρων, διαδρομή ρομπότ, πρόγραμμα επιθεώρησης ή αρχείο ποιότητας. Εάν η γραμμή βασίζεται μόνο σε μια ετικέτα barcode που καίγεται, ξεκολλάει ή κοιτάζει προς τη λάθος κατεύθυνση, τα λάθη γίνονται πολύ εύκολα. Ένας ανθεκτικός βιομηχανικός αναγνώστης RFID δίνει στο κύτταρο ρομπότ έναν καλύτερο τρόπο να επιβεβαιώσει τι βρίσκεται μπροστά του πριν ο καυστήρας, το πιστόλι ή το στήριγμα ξεκινήσει τον επόμενο κύκλο.

Όταν οι άνθρωποι λένε ότι οι αναγνώστες RFID είναι εγκατεστημένοι «μέσα στα ρομπότ συγκόλλησης», συνήθως εννοούν μέσα στο κύτταρο συγκόλλησης, πάνω ή κοντά στο στήριγμα του ρομπότ, δίπλα στον εντοπιστή, κάτω από ένα προστατευμένο στήριγμα ή κοντά στη ζώνη επεξεργασίας του ρομπότ. Ο αναγνώστης δεν δένεται απρόσεκτα σε έναν ρομποτικό βραχίονα χωρίς σκέψη. Τοποθετείται εκεί όπου μπορεί να αναγνωρίσει τον φορέα, το στήριγμα ή το εξάρτημα με ετικέτα την ακριβή στιγμή που ο PLC ή ο ελεγκτής ρομπότ χρειάζεται επιβεβαίωση. Σε ορισμένα κύτταρα, η κεραία RFID βρίσκεται κοντά στη φωλιά. Σε άλλα, ο αναγνώστης είναι τοποθετημένος σε ένα προστατευμένο πλαίσιο κοντά στην περιστρεφόμενη τράπεζα. Στην παραγωγή υψηλής ποικιλίας, ο αναγνώστης μπορεί να επιβεβαιώσει εναλλάξιμα στηρίγματα πριν εκδοθεί το πρόγραμμα του ρομπότ.

Ένα εργοστάσιο στο Οχάιο που παράγει δομές καθισμάτων το έμαθε αυτό κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής μοντέλου. Πολλές παραλλαγές σκελετού καθίσματος μοιράζονταν το ίδιο γενικό σχήμα, αλλά οι θέσεις συγκόλλησης διέφεραν. Οι χειριστές χρησιμοποιούσαν αρχικά έντυπα δελτία εργασίας και το πρόγραμμα του ρομπότ επιλεγόταν χειροκίνητα. Μια λανθασμένη επιλογή προκάλεσε επανεπεξεργασία σε μια μικρή παρτίδα πριν το εντοπίσει ο ποιοτικός έλεγχος. Το εργοστάσιο πρόσθεσε ανθεκτικές ετικέτες UHF RFID σε κάθε στήριγμα και εγκατέστησε βαρέως τύπου αναγνώστες RFID μέσα στο κύτταρο συγκόλλησης, συνδεδεμένους απευθείας με τον PLC. Το ρομπότ δεν μπορούσε να ξεκινήσει μέχρι το αναγνωριστικό του στηρίγματος να ταιριάξει με την προγραμματισμένη παραλλαγή σκελετού καθίσματος. Η γραμμή δεν έγινε πιο περίπλοκη για τους χειριστές. Έγινε δυσκολότερο να εκτελεστεί η λάθος εργασία.

Βασικά οφέλη των βαρέως τύπου αναγνωστών RFID σε κύτταρα ρομποτικής συγκόλλησης

Επαλήθευση συνταγής για παραγωγή αυτοκινήτων υψηλής ποικιλίας

Το πρώτο σημαντικό όφελος είναι η επαλήθευση συνταγής. Η συγκόλληση στην αυτοκινητοβιομηχανία είναι γεμάτη παραλλαγές: αριστερά και δεξιά εξαρτήματα, μοντέλα εξαγωγής, εκδόσεις EV, ενισχυμένες δομές, στηρίγματα ειδικά για εξοπλισμό, συγκροτήματα που σχετίζονται με μπαταρίες και περιφερειακές διαμορφώσεις. Ένας άνθρωπος μπορεί να δει δύο στηρίγματα ως πανομοιότυπα. Ο ελεγκτής ρομπότ δεν μπορεί να υποθέσει. Το RFID επιτρέπει στον σταθμό να διαβάσει την ταυτότητα του φορέα ή του στηρίγματος και να καλέσει αυτόματα τη σωστή συνταγή. Αυτό μειώνει τη χειροκίνητη εισαγωγή, τις εκκινήσεις με λάθος πρόγραμμα και τις αθόρυβες διαφυγές ποιότητας.

Μια γραμμή body-in-white στη Σλοβακία παρήγαγε πολλά εσωτερικά πάνελ πορτών στο ίδιο κύτταρο ρομποτικής συγκόλλησης. Η διαφορά μεταξύ δύο παραλλαγών ήταν αρκετά μικρή ώστε οι νέοι εργαζόμενοι δυσκολεύονταν να την προσέξουν κατά τη νυχτερινή βάρδια. Το εργοστάσιο εγκατέστησε ετικέτες HF RFID σε παλέτες στηριγμάτων και έναν ανθεκτικό αναγνώστη κοντά στο σημείο ασφάλισης της παλέτας. Όταν μια παλέτα εισερχόταν στον σταθμό, ο PLC λάμβανε το αναγνωριστικό ετικέτας και φόρτωνε τη σωστή ακολουθία συγκόλλησης. Εάν η ετικέτα δεν ταίριαζε με την εντολή παραγωγής, ο κύκλος σφιγκτήρα σταματούσε. Το σύστημα απέσβεσε το κόστος του αφού απέτρεψε μια παρτίδα συγκολλήσεων σε λάθος πλευρά κατά τη διάρκεια μιας επείγουσας παραγγελίας.

Ιχνηλασιμότητα σε επίπεδο διεργασίας για αρχεία ποιότητας συγκόλλησης

Το δεύτερο όφελος είναι η ιχνηλασιμότητα στο σημείο της διεργασίας. Οι πελάτες της αυτοκινητοβιομηχανίας και οι ελεγκτές συχνά θέλουν απόδειξη ότι ένα συγκεκριμένο εξάρτημα συγκολλήθηκε στον σωστό σταθμό, με το σωστό στήριγμα, στη σωστή στιγμή, με τη σωστή συνταγή. Οι σαρώσεις barcode πριν ή μετά το κύτταρο μπορούν να βοηθήσουν, αλλά μπορεί να μην αποδείξουν τι συνέβη μέσα στον σταθμό του ρομπότ. Το RFID που τοποθετείται μέσα στο κύτταρο συγκόλλησης δημιουργεί έλεγχο ταυτότητας σε επίπεδο διεργασίας. Η ανάγνωση ετικέτας μπορεί να γίνει μέρος του συστήματος εκτέλεσης παραγωγής, της βάσης δεδομένων ποιότητας ή του αρχείου ιχνηλασιμότητας.

Ένας Γερμανός προμηθευτής που κατασκευάζει συγκροτήματα δίσκων μπαταρίας για ηλεκτρικά οχήματα χρειαζόταν ισχυρότερη ιχνηλασιμότητα συγκόλλησης. Κάθε δίσκος περνούσε από πολλά κύτταρα ρομπότ και ο πελάτης ήθελε αρχείο με το αναγνωριστικό στηρίγματος, τη συνταγή συγκόλλησης, τον αριθμό σταθμού, τη χρονική σήμανση και την κατάσταση επιθεώρησης. Ο προμηθευτής τοποθέτησε ανθεκτικές ετικέτες RFID για μεταλλικές επιφάνειες στους φορείς δίσκων και έβαλε βιομηχανικούς αναγνώστες RFID κοντά σε κάθε φωλιά συγκόλλησης. Καθώς κάθε δίσκος ασφάλιζε στη θέση του, ο αναγνώστης κατέγραφε το αναγνωριστικό του φορέα και το συνέδεε με τον κύκλο συγκόλλησης. Αργότερα, όταν ένας μηχανικός ποιότητας εξέτασε ένα ζήτημα θερμικής παραμόρφωσης, το ίχνος έδειξε ακριβώς ποιος φορέας και ποιο πρόγραμμα συγκόλλησης είχαν χρησιμοποιηθεί.

Λιγότερες διακοπές από κατεστραμμένες ή μη αναγνώσιμες ετικέτες

Το τρίτο όφελος είναι η μείωση των διακοπών γραμμής που προκαλούνται από μη αναγνώσιμες ετικέτες. Τα κύτταρα συγκόλλησης καταστρέφουν τις αδύναμες μεθόδους αναγνώρισης. Οι χάρτινες ετικέτες καίγονται. Το μελάνι ξεθωριάζει. Τα barcode καλύπτονται από πιτσιλιές ή λάδι. Τα συστήματα όρασης δυσκολεύονται όταν οι επιφάνειες είναι βρώμικες, γυαλιστερές ή υπό γωνία. Οι αναγνώσιμοι από άνθρωπο αριθμοί μπορεί να κρύβονται από σφιγκτήρες. Μια ανθεκτική ετικέτα RFID, ειδικά μια ετικέτα RFID για μεταλλικές επιφάνειες σχεδιασμένη για σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα, μπορεί να επιβιώσει εκεί όπου οι συνήθεις ετικέτες αποτυγχάνουν. Μπορεί να τοποθετηθεί σε προστατευμένη θήκη, στήριγμα ή εσοχή και να διαβαστεί χωρίς άμεση οπτική επαφή.

Ένα εργοστάσιο στο Μεξικό χρησιμοποιούσε barcode σε χαλύβδινους φορείς για τη συγκόλληση εξαρτημάτων εξάτμισης. Οι ετικέτες καταστρέφονταν συνεχώς από θερμότητα, λάδι και χειρισμό. Οι εργαζόμενοι συχνά έπρεπε να σαρώνουν ξανά χειροκίνητα ή να πληκτρολογούν αριθμούς φορέων στο HMI. Το εργοστάσιο στράφηκε σε κεραμικές ετικέτες RFID υψηλής θερμοκρασίας σε κάθε φορέα και εγκατέστησε σταθερούς αναγνώστες RFID μέσα στα κύτταρα συγκόλλησης. Ο αναγνώστης δεν χρειαζόταν να βλέπει μια καθαρή εκτυπωμένη ετικέτα. Χρειαζόταν μόνο ο φορέας να βρίσκεται στη σωστή θέση. Η χειροκίνητη καταχώριση μειώθηκε απότομα και οι χειριστές σταμάτησαν να αντιμετωπίζουν την αναγνώριση ως ξεχωριστή αγγαρεία.

Έλεγχος στηρίγματος πριν ξεκινήσει ο κύκλος του ρομπότ

Το τέταρτο όφελος είναι ο έλεγχος του στηρίγματος. Στη συγκόλληση στην αυτοκινητοβιομηχανία, τα στηρίγματα δεν είναι παθητικά εργαλεία. Καθορίζουν τη θέση του εξαρτήματος, τη δύναμη σύσφιξης, την πρόσβαση συγκόλλησης και την επαναληψιμότητα. Ένα λάθος ή φθαρμένο στήριγμα μπορεί να δημιουργήσει διαστατικά ελαττώματα ακόμη και αν το πρόγραμμα του ρομπότ είναι σωστό. Το RFID μπορεί να αναγνωρίσει ποιο στήριγμα είναι εγκατεστημένο, εάν είναι εγκεκριμένο για το τρέχον εξάρτημα, εάν έχει φτάσει στο διάστημα συντήρησής του και εάν θα πρέπει να κλειδωθεί. Η εγκατάσταση του αναγνώστη μέσα στο κύτταρο διασφαλίζει ότι ο έλεγχος γίνεται εκεί όπου το στήριγμα χρησιμοποιείται πραγματικά.

Ένα γαλλικό εργοστάσιο που παράγει στηρίγματα ανάρτησης χρησιμοποιούσε εναλλάξιμα στηρίγματα σε μια ρομποτική τράπεζα συγκόλλησης. Τα αρχεία συντήρησης τηρούνταν σε ένα υπολογιστικό φύλλο και οι χειριστές μερικές φορές εγκαθιστούσαν ένα στήριγμα που ήταν προγραμματισμένο για επιθεώρηση. Το εργοστάσιο πρόσθεσε ετικέτες RFID σε κάθε στήριγμα και εγκατέστησε έναν αναγνώστη κοντά στο σημείο σύνδεσης του στηρίγματος. Ο PLC έλεγχε το αναγνωριστικό του στηρίγματος στη βάση δεδομένων συντήρησης πριν επιτρέψει τον κύκλο του ρομπότ. Ένα στήριγμα με εκπρόθεσμους πείρους τοποθέτησης μπλοκαρίστηκε πριν από την παραγωγή. Ο αναγνώστης RFID δεν βελτίωσε τη συγκόλληση από μόνος του. Απέτρεψε μια λανθασμένη κατάσταση εργαλείου από το να εισέλθει στη διαδικασία συγκόλλησης.

Ταχύτερη αλλαγή μεταξύ πλατφορμών οχημάτων

Το πέμπτο όφελος είναι η ταχύτερη αλλαγή. Τα εργοστάσια αυτοκινήτων βρίσκονται υπό πίεση να παράγουν περισσότερες παραλλαγές με λιγότερο χρόνο διακοπής. Εάν κάθε αλλαγή απαιτεί χειροκίνητη επιβεβαίωση στηρίγματος, σάρωση barcode, επιλογή στο HMI και έγκριση επόπτη, η διαδικασία επιβραδύνεται. Το RFID μπορεί να μειώσει αυτά τα βήματα. Ένα στήριγμα φτάνει, ασφαλίζει στη θέση του, ο αναγνώστης το αναγνωρίζει, ο PLC το επαληθεύει και το ρομπότ φορτώνει το σωστό πρόγραμμα. Οι χειριστές εξακολουθούν να πρέπει να ακολουθούν τις διαδικασίες, αλλά το βήμα αναγνώρισης γίνεται αυτόματο.

Ένας Ιάπωνας προμηθευτής αυτοκινήτων που παράγει δοκούς cross-car εκτελούσε μικρές παρτίδες για πολλές πλατφόρμες οχημάτων. Οι αλλαγές διαρκούσαν αρκετά ώστε οι επόπτες να αποφεύγουν σύντομες παραγωγές όταν ήταν δυνατόν. Ο προμηθευτής πρόσθεσε αναγνώριση RFID σε κάθε στήριγμα και τοποθέτησε βαρέως τύπου αναγνώστες στα κύτταρα ρομπότ. Όταν το στήριγμα αντικαθίστατο, ο ελεγκτής επιβεβαίωνε αυτόματα την οικογένεια στηρίγματος, τον αριθμό εξαρτήματος και το εγκεκριμένο πρόγραμμα συγκόλλησης. Ο χρόνος αλλαγής μειώθηκε επειδή οι εργαζόμενοι δεν περπατούσαν πλέον πέρα δώθε μεταξύ ετικετών στηριγμάτων, χάρτινων εντολών και οθονών ελέγχου.

Πρόληψη ανάμειξης εξαρτημάτων σε παρόμοια συγκροτήματα

Το έκτο όφελος είναι η πρόληψη σφαλμάτων ανάμειξης εξαρτημάτων. Τα κύτταρα συγκόλλησης στην αυτοκινητοβιομηχανία μπορεί να επεξεργάζονται εξαρτήματα που φαίνονται σχεδόν πανομοιότυπα πριν από τη βαφή ή τη συναρμολόγηση. Ένα λάθος στήριγμα, ενίσχυση, πλάκα περικοχλίου ή σφραγισμένο εξάρτημα μπορεί να περάσει από πρώιμους σταθμούς απαρατήρητο και να γίνει δαπανηρό αργότερα. Το RFID μπορεί να παρακολουθεί φορείς ή φωλιές εξαρτημάτων μέσα στη διαδικασία, συνδέοντας τη φυσική κίνηση με τη σωστή ακολουθία κατασκευής. Ο αναγνώστης μέσα στο κύτταρο ρομποτικής συγκόλλησης γίνεται ένας ακόμη φρουρός κατά της ανάμειξης.

Ένα κορεατικό εργοστάσιο που συγκολλά ενισχύσεις υποδαπέδιου είχε ένα επαναλαμβανόμενο πρόβλημα με δύο παρόμοια σφραγισμένα εξαρτήματα. Τα εξαρτήματα προέρχονταν από διαφορετικούς κάδους ανάντη αλλά μοιράζονταν την ίδια οικογένεια στηριγμάτων. Οι χειριστές περιστασιακά φόρτωναν το λάθος εξάρτημα στη φωλιά. Το εργοστάσιο πρόσθεσε δίσκους εξαρτημάτων με ετικέτες RFID και έναν αναγνώστη κοντά στο σημείο παρουσίασης του δίσκου. Ο κύκλος του ρομπότ απαιτούσε τόσο το αναγνωριστικό του στηρίγματος όσο και το αναγνωριστικό του δίσκου να ταιριάζουν με την προγραμματισμένη ενίσχυση. Το σφάλμα δεν εξαφανίστηκε επειδή οι άνθρωποι έγιναν τέλειοι. Εξαφανίστηκε επειδή ο σταθμός σταμάτησε να δέχεται τον λάθος συνδυασμό.

Ορατότητα παραγωγής σε πραγματικό χρόνο από το σημείο της διεργασίας

Το έβδομο όφελος είναι η ορατότητα παραγωγής σε πραγματικό χρόνο. Όταν οι αναγνώστες RFID εγκαθίστανται μόνο σε πόρτες αποθήκης ή εισόδους γραμμής, οι διευθυντές γνωρίζουν ότι τα υλικά εισήλθαν στην περιοχή. Μπορεί να μην γνωρίζουν ακριβώς πότε συγκολλήθηκε ένα εξάρτημα, ποιο κύτταρο το χειρίστηκε ή γιατί σταμάτησε. Ένας αναγνώστης μέσα στο κύτταρο συγκόλλησης μετατρέπει κάθε κύκλο σε συμβάν δεδομένων. Το MES μπορεί να δει την κίνηση του υπό επεξεργασία έργου, τον χρόνο παραμονής στον σταθμό, τους απορριφθέντες φορείς, τις ελλιπείς ετικέτες, τη χρήση στηριγμάτων και τη ροή παραλλαγών. Αυτά τα δεδομένα βοηθούν τους σχεδιαστές και τις ομάδες συντήρησης να δουν τι συμβαίνει πραγματικά στο δάπεδο.

Ένα εργοστάσιο στη Βραζιλία χρησιμοποιούσε ανθεκτικούς αναγνώστες UHF RFID σε κύτταρα συγκόλλησης για εξαρτήματα πλαισίου ημιφορτηγών. Στην αρχή, ο στόχος ήταν μόνο η επαλήθευση συνταγής. Μετά από τρεις μήνες, η ομάδα λειτουργιών άρχισε να χρησιμοποιεί τις χρονικές σημάνσεις RFID για να μελετήσει σημεία συμφόρησης. Ανακάλυψαν ότι μια οικογένεια στηριγμάτων περίμενε περισσότερο μεταξύ δύο κυττάρων συγκόλλησης επειδή τα καροτσάκια μεταφοράς δεν ήταν ισορροπημένα κατά τη δεύτερη βάρδια. Τα δεδομένα RFID έδειξαν την καθυστέρηση χωρίς να απαιτούνται χειροκίνητες μελέτες χρόνου. Οι αναγνώστες έγιναν μέρος της ευφυΐας παραγωγής, όχι μόνο έλεγχος πρόσβασης για προγράμματα ρομπότ.

Ανάκτηση WIP μετά από συναγερμούς, διακυμάνσεις ισχύος και ποιοτικές δεσμεύσεις

Το όγδοο όφελος είναι η καλύτερη ανάκτηση του υπό επεξεργασία έργου μετά από διακοπές. Όταν μια γραμμή συγκόλλησης σταματά λόγω συναγερμού ρομπότ, διακοπής ισχύος, εμπλοκής στηρίγματος ή ποιοτικής δέσμευσης, οι χειριστές πρέπει να γνωρίζουν ποια εξαρτήματα βρίσκονται σε ποια κατάσταση. Ολοκλήρωσε αυτός ο φορέας τον κύκλο συγκόλλησης; Σταμάτησε το ρομπότ πριν από το σημείο συγκόλλησης 12; Κρατά ακόμη το στήριγμα ένα ημιτελές συγκρότημα; Το RFID μπορεί να βοηθήσει το σύστημα ελέγχου να επανασυνδέσει τον φυσικό φορέα με το τελευταίο γνωστό βήμα της διεργασίας του. Αυτό έχει σημασία κατά την ασφαλή επανεκκίνηση.

Ένα ιταλικό εργοστάσιο που κατασκευάζει υποσυγκροτήματα πίσω άξονα είχε διακοπή γραμμής κατά τη διάρκεια μιας διακύμανσης ισχύος που σχετιζόταν με καταιγίδα. Αρκετοί φορείς έμειναν μέσα σε κύτταρα συγκόλλησης και σταθμούς μεταφοράς. Πριν από το RFID, οι επόπτες έπρεπε να επιθεωρήσουν κάθε φορέα και να ελέγξουν χειροκίνητα το τοπικό ιστορικό του HMI. Με αναγνώστες RFID μέσα σε κάθε κύτταρο συγκόλλησης, το σύστημα μπορούσε να αναγνωρίσει τον φορέα και να δείξει το τελευταίο ολοκληρωμένο βήμα της διεργασίας του. Οι χειριστές γνώριζαν ποια συγκροτήματα χρειάζονταν επανεπεξεργασία, ποια μπορούσαν να συνεχίσουν και ποια απαιτούσαν ποιοτικό έλεγχο. Η επανεκκίνηση ήταν ταχύτερη και λιγότερο εξαρτημένη από τη μνήμη.

Σταθερή απόδοση σε ηλεκτρικό θόρυβο και σκληρές συνθήκες

Το ένατο όφελος είναι η επιβίωση σε ηλεκτρικό θόρυβο και σκληρές βιομηχανικές συνθήκες. Ο εξοπλισμός συγκόλλησης μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο, θερμότητα, πιτσιλιές και κραδασμό. Ένας τυπικός αναγνώστης γραφείου δεν είναι κατασκευασμένος για αυτό. Οι βαρέως τύπου βιομηχανικοί αναγνώστες RFID είναι σχεδιασμένοι με ανθεκτικά περιβλήματα, βιομηχανικούς συνδετήρες, ανοχή θερμοκρασίας, αντοχή στον θόρυβο και επιλογές τοποθέτησης. Μπορεί να υποστηρίζουν Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP, IO-Link ή άλλα πρωτόκολλα εργοστασίου ώστε ο αναγνώστης να μπορεί να επικοινωνεί απευθείας με PLC και συστήματα αυτοματισμού. Σε ένα κύτταρο ρομποτικής συγκόλλησης, η ανθεκτικότητα δεν είναι πολυτέλεια. Είναι το βασικό εισιτήριο συμμετοχής.

Ένα εργοστάσιο στην Ινδία προσπάθησε να χρησιμοποιήσει αναγνώστες χαμηλού κόστους κοντά σε ρομποτικούς σταθμούς συγκόλλησης με σημεία. Λειτουργούσαν κατά τις δοκιμές και μετά απέτυχαν διακοπτόμενα κατά την πλήρη παραγωγή. Η θωράκιση των καλωδίων ήταν κακή, οι συνδετήρες χαλάρωσαν και τα περιβλήματα συγκέντρωναν μεταλλική σκόνη. Το εργοστάσιο τους αντικατέστησε με βιομηχανικούς αναγνώστες RFID που χρησιμοποιούν συνδετήρες M12, θωρακισμένα καλώδια και προστατευτικά στηρίγματα τοποθέτησης. Οι νέοι αναγνώστες συνδέθηκαν με τον PLC μέσω Profinet. Η λειτουργία ανάγνωσης έγινε σταθερή επειδή το υλικό ήταν επιτέλους κατάλληλο για το περιβάλλον.

Πύλες ποιότητας χωρίς επιβράδυνση του ρομπότ

Το δέκατο όφελος είναι η υποστήριξη πυλών ποιότητας χωρίς επιβράδυνση του ρομπότ. Ο καλύτερος έλεγχος RFID δεν είναι μια μεγάλη χειροκίνητη σάρωση. Συμβαίνει ως μέρος της ακολουθίας του σταθμού. Ο φορέας φτάνει. Ο σφιγκτήρας επιβεβαιώνει τη θέση. Ο αναγνώστης RFID καταγράφει την ετικέτα. Ο PLC ελέγχει το αναμενόμενο αναγνωριστικό. Το ρομπότ ξεκινά μόνο εάν οι συνθήκες ταιριάζουν. Εάν κάτι είναι λάθος, το HMI εμφανίζει ένα σαφές σφάλμα πριν ξεκινήσει η συγκόλληση. Αυτό είναι ταχύτερο και ασφαλέστερο από το να ανακαλύπτεται το πρόβλημα στον τελικό έλεγχο.

Ένα ισπανικό εργοστάσιο που συγκολλά βάσεις κινητήρα EV χρησιμοποιούσε έναν αναγνώστη RFID τοποθετημένο κοντά στον εντοπιστή του κυττάρου. Όταν ένας φορέας εισερχόταν στον σταθμό, ο αναγνώστης είχε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο για να επιβεβαιώσει την ταυτότητα πριν από τον κύκλο του ρομπότ. Στην αρχή, η ομάδα ανησυχούσε ότι το RFID θα επιβράδυνε τη γραμμή. Αντ' αυτού, αφαίρεσε τους χειροκίνητους ελέγχους και μείωσε τις ψευδείς εκκινήσεις. Εάν ένας φορέας ήταν άγνωστος, ο σταθμός σταματούσε με ένα απλό μήνυμα: ο φορέας δεν είναι εγκεκριμένος για αυτή τη συνταγή. Οι χειριστές καταλάβαιναν αμέσως τον συναγερμό και οι μηχανικοί ποιότητας εμπιστεύονταν τα δεδομένα του σταθμού.

Παράγοντες εγκατάστασης που καθορίζουν εάν το RFID λειτουργεί σε κύτταρα συγκόλλησης

Επιλέξτε ετικέτες για μέταλλο, θερμότητα, πιτσιλιές και κραδασμό

Η εγκατάσταση αναγνωστών RFID μέσα σε κύτταρα ρομποτικής συγκόλλησης δεν αφορά μόνο την αγορά ανθεκτικού υλικού. Η ετικέτα πρέπει επίσης να είναι κατάλληλη. Για χαλύβδινα στηρίγματα και φορείς, συνήθως απαιτούνται ετικέτες RFID για μεταλλικές επιφάνειες. Για θερμές ζώνες, μπορεί να απαιτούνται ετικέτες RFID υψηλής θερμοκρασίας. Για περιοχές που εκτίθενται σε πιτσιλιές, μπορεί να χρειαστεί προστατευτική θωράκιση ή τοποθέτηση σε εσοχή. Για περιστρεφόμενες τράπεζες, η δρομολόγηση καλωδίων και η θέση κεραίας πρέπει να σχεδιάζονται προσεκτικά. Ένας ισχυρός αναγνώστης δεν μπορεί να σώσει μια ετικέτα που είναι τοποθετημένη εκεί όπου το ρομπότ, ο σφιγκτήρας ή οι πιτσιλιές συγκόλλησης θα την καταστρέψουν.

Ένας Καναδός προμηθευτής που συγκολλά πλαίσια περιβλήματος μπαταρίας τοποθέτησε αρχικά ετικέτες RFID στην πλευρά κάθε φορέα όπου οι εργαζόμενοι συντήρησης μπορούσαν να τις φτάσουν εύκολα. Δυστυχώς, αυτή η πλευρά ήταν επίσης εκτεθειμένη σε πιτσιλιές κατά τη διάρκεια μιας διαδρομής του ρομπότ. Αρκετές ετικέτες έγιναν μη αναγνώσιμες μετά από λίγες εβδομάδες. Η ομάδα μετακίνησε τις ετικέτες σε εσοχές στην αντίθετη πλευρά του φορέα και προσάρμοσε τη γωνία κεραίας. Η απόδοση ανάγνωσης παρέμεινε ισχυρή και η επιβίωση των ετικετών βελτιώθηκε. Η αλλαγή έδειξε τον πραγματικό κανόνα: τοποθετήστε την ετικέτα εκεί όπου τόσο το πεδίο RF όσο και το περιβάλλον της διεργασίας μπορούν να την ανεχτούν.

Ελέγξτε τη ζώνη ανάγνωσης γύρω από το πραγματικό συμβάν της διεργασίας

Η θέση του αναγνώστη πρέπει να επιλέγεται με γνώμονα τη διαδρομή του ρομπότ. Δεν πρέπει να παρεμβαίνει στην κίνηση, την προστασία, τους σφιγκτήρες, τη χειροκίνητη φόρτωση, την πρόσβαση συντήρησης ή τις διατάξεις ασφαλείας. Η κεραία πρέπει να στοχεύει την ετικέτα κατά τη διάρκεια μιας σταθερής στιγμής, όχι ενώ ο φορέας δονείται ή ταλαντεύεται. Εάν το κύτταρο έχει πολλαπλές κεραίες, καθεμία πρέπει να έχει σαφή λόγο ύπαρξης. Πάρα πολλές κεραίες σε υψηλή ισχύ μπορούν να δημιουργήσουν περιπλανώμενες αναγνώσεις από κοντινούς φορείς, κάτι που είναι επικίνδυνο σε παραγωγή ελεγχόμενη από συνταγές. Η ζώνη ανάγνωσης πρέπει να είναι στενή, επαναλήψιμη και συνδεδεμένη με ένα φυσικό έναυσμα.

Ένα εργοστάσιο στο Ηνωμένο Βασίλειο που συγκολλά πλαίσια θυρών ημιφορτηγών εγκατέστησε μια κεραία RFID πολύ μακριά από το σημείο ασφάλισης του στηρίγματος. Περιστασιακά διάβαζε το επόμενο στήριγμα που περίμενε στο μεταφορικό όχημα. Ο PLC έβλεπε δύο πιθανά αναγνωριστικά και σταματούσε τον σταθμό. Αντί να αυξήσει μόνο τα φίλτρα στο λογισμικό, το εργοστάσιο μετακίνησε την κεραία πιο κοντά στη θέση του ασφαλισμένου στηρίγματος, μείωσε την ισχύ του αναγνώστη και ενεργοποίησε την ανάγνωση μόνο αφού έκλεισε ο σφιγκτήρας. Ο σταθμός έγινε σταθερός επειδή η ζώνη ανάγνωσης ταίριαξε επιτέλους με το συμβάν της διεργασίας.

Ερωτήσεις προμηθειών για έργα RFID στην αυτοκινητοβιομηχανία

Για τους αγοραστές της αυτοκινητοβιομηχανίας, η λίστα ελέγχου προμηθειών είναι πρακτική. Ρωτήστε εάν ο αναγνώστης RFID είναι κατάλληλος για βιομηχανικά περιβάλλοντα κοντά σε εξοπλισμό συγκόλλησης. Ρωτήστε ποια πρωτόκολλα υποστηρίζει, όπως Profinet ή EtherNet/IP. Ρωτήστε για το εύρος θερμοκρασίας, τον τύπο συνδετήρα, την αντοχή σε EMI, τις επιλογές κεραίας και τις λειτουργίες διάγνωσης. Ρωτήστε εάν η ετικέτα είναι κατάλληλη για μέταλλο, θερμότητα, λάδι, πιτσιλιές, κραδασμό και επαναλαμβανόμενο χειρισμό. Ρωτήστε εάν ο αναγνώστης μπορεί να παρέχει σαφείς κωδικούς κατάστασης στον PLC. Ρωτήστε πώς το σύστημα χειρίζεται την απουσία ετικέτας, τη λάθος ετικέτα, τις πολλαπλές ετικέτες, τη βλάβη κεραίας και την αποτυχία επικοινωνίας του αναγνώστη. Αυτές δεν είναι ασήμαντες ερωτήσεις. Καθορίζουν εάν το κύτταρο ρομπότ μπορεί να εμπιστευτεί το αναγνωριστικό.

Η δοκιμή πιλότος πρέπει να χρησιμοποιεί πραγματικά εξαρτήματα, πραγματικά στηρίγματα, πραγματικούς κύκλους ρομπότ και πραγματικές συνθήκες συγκόλλησης. Μην δοκιμάζετε μόνο μια ετικέτα σε έναν πάγκο έξω από το κύτταρο. Δοκιμάστε με κλειστούς σφιγκτήρες, ενεργή κίνηση ρομπότ, παρουσία ρεύματος συγκόλλησης, τοποθετημένες προστατευτικές θωρακίσεις, κραδασμό φορέα, φόρτωση από χειριστή και κανονικό χρονισμό παραγωγής. Δοκιμάστε σκόπιμα λάθος στηρίγματα. Δοκιμάστε ελλιπείς ετικέτες. Δοκιμάστε την αλλαγή συντήρησης. Δοκιμάστε μετά από αρκετές βάρδιες, όχι μόνο κατά την επίσκεψη του προμηθευτή. Ένα κύτταρο συγκόλλησης είναι πολύ σκληρό για ευγενικές δοκιμές δείγματος.

Η πραγματική αξία του RFID μέσα σε κύτταρα συγκόλλησης αυτοκινήτων

Ο λόγος που τα εργοστάσια αυτοκινήτων εγκαθιστούν βαρέως τύπου αναγνώστες RFID μέσα σε κύτταρα ρομποτικής συγκόλλησης δεν είναι επειδή θέλουν περισσότερα gadget γύρω από τα ρομπότ. Το κάνουν επειδή η ταυτότητα στο σημείο της διεργασίας προστατεύει την ποιότητα. Επιβεβαιώνει το στήριγμα, τον φορέα, την οικογένεια εξαρτημάτων, τη συνταγή και το αρχείο ιχνηλασιμότητας τη στιγμή που αυτές οι λεπτομέρειες έχουν σημασία. Ένας αναγνώστης πύλης στην πόρτα της αποθήκης μπορεί να πει ότι ένας φορέας εισήλθε στο κτίριο. Ένας αναγνώστης μέσα στο κύτταρο ρομπότ μπορεί να πει ότι ο σωστός φορέας ήταν στη σωστή φωλιά πριν το ρομπότ συγκολλήσει το εξάρτημα.

Όταν γίνεται καλά, το σύστημα μοιάζει σχεδόν αόρατο. Το στήριγμα φτάνει, η ετικέτα διαβάζεται, το πρόγραμμα του ρομπότ επιβεβαιώνεται, ο κύκλος συγκόλλησης εκτελείται και το αρχείο ιχνηλασιμότητας ενημερώνεται. Οι χειριστές δεν πληκτρολογούν αριθμούς εξαρτημάτων. Οι ομάδες ποιότητας δεν κυνηγούν χαμένο ιστορικό. Οι ομάδες συντήρησης γνωρίζουν ποια στηρίγματα είναι προγραμματισμένα για επιθεώρηση. Οι διευθυντές παραγωγής βλέπουν την κίνηση του WIP πιο καθαρά. Το ρομπότ συγκόλλησης γίνεται λιγότερο εξαρτημένο από υποθέσεις.

Το πραγματικό δίδαγμα είναι ότι το RFID στη συγκόλληση αυτοκινήτων δεν αφορά τη μεγάλη εμβέλεια ανάγνωσης. Αφορά τον αξιόπιστο χρονισμό ανάγνωσης. Διαβάστε τη σωστή ετικέτα στη σωστή θέση τη σωστή στιγμή και μετά χρησιμοποιήστε αυτά τα δεδομένα για να σταματήσετε τα λάθη πριν μετατραπούν σε συγκολλημένο μέταλλο. Οι βαρέως τύπου αναγνώστες RFID ανήκουν μέσα σε αυτά τα κύτταρα επειδή εκεί λαμβάνεται η απόφαση. Σε ένα εργοστάσιο αυτοκινήτων, η πιο πολύτιμη ανάγνωση RFID είναι συχνά αυτή που συμβαίνει ένα δευτερόλεπτο πριν το ρομπότ αρχίσει να κινείται.