机器人焊接迈出第一步韩雪

机器人焊接：迈出第一步

在当今的市场中，即使不是全部焊接操作，公司仍将自动执行部分操作。原因有很多：解决技术工人的短缺，提高质量，减少浪费和返工和/或提高生产率—简而言之，就是寻求提供竞争优势的利益。但是，并非所有公司都能在此过程中取得成功那些刚开始没有经过深思熟虑的路线图的人可能会在实施和操作过程中浪费宝贵的时间，并且可能会错过机器人焊接系统提供的全部好处。

相反，从仔细检查其焊接需求和现有工艺开始并制定具有明确目标的详细计划的公司更有可能取得成功。规划应包括对零件，工作流程和当前设施的准确评估，以及对潜在投资回报的评估。

公司不仅应着眼于当前的需求，而且还应考虑未来的机会，以确定最佳的机器人焊接系统，以根据潜在的增长或对以后可能生产的产品的变化进行扩展。

为什么选择机器人焊接？

在订单量增加且焊接位置难以填补的经济环境中，机器人焊接可以帮助维持或提高生产率。在半自动焊接操作中，人工约占焊接零件总成本的70％至85％。机器人焊接系统可以通过在相同的时间内完成两到四个人的工作来降低成本并提高生产率，但是，公司仍然需要熟练的焊接操作员来监督机器人单元。

此外，随着公司寻求来自任何数量和规模的企业的合同，国内和国际市场的竞争日益激烈。投资焊接自动化可以帮助公司在全球范围内竞争。

重复性是关键

在考虑对机器人焊接单元进行投资时，公司应具有零件蓝图，最好以电子格式。没有蓝图，零件可能不符合确保制造过程中重复性所必需的基本标准。

机器人焊接系统每次都在同一位置焊接。当零件的公差无法保持其位置时，该公司将只是在自动执行损坏的流程。这会增加返工或报废。

如果一家公司目前依靠其焊接操作员来弥补装配问题，它将需要在制造过程中向上游看，以建立一致性。需要更改哪些过程，以便这些焊接操作员向下游发送统一的零件？或者，如果供应商提供零件，可以保证一致性吗？

评估工作流程

简化的工作流程是机器人焊接的优势之一。为了实现这一目标，公司需要超越焊接单元的视线，以确保该设施可以容纳平滑的材料流。例如，投资于机器人焊接系统以提高生产率几乎没有任何意义，但是将其放置在一个角落中，员工可能不得不多次处理每个零件。

零件的供应应保持一致，以避免瓶颈从一个区域转移到另一个区域。查看机器人的预期周期时间也很重要。人员可以提供零件以跟上机器人循环时间的需求吗？否则，将需要调整零件的供应，包括公司在哪里存放零件以及如何移动零件。否则，机器人将闲置，等待组件下线。

简化的工作流程是机器人焊接的优势之一。为了实现这一目标，公司需要超越焊接单元的视线，以确保该设施可以容纳平滑的材料流。

机器人技术还是固定自动化？

没有哪一种焊接自动化解决方案适合每个公司。公司在考虑投资时，应考虑工作的预期寿命，工具成本和设备提供的灵活性。

固定自动化是通过定位器旋转零件的简单，重复，直焊或圆焊的最有效，最具成本效益的焊接方法。但是，如果公司希望在当前工作结束时重新使用设备，则机器人焊接系统会提供更大的灵活性。单个机器人可以存储多个作业的程序，因此它可以处理多个固定自动化系统的任务。

有一定数量的零件可证明每个公司对焊接自动化的投资都是合理的。对目标和工作流程的准确评估可以帮助确定该数量。如果公司只生产少量零件，则机器人焊接将变得更具挑战性。但是，如果公司可以识别两个或三个可以自动化的组件，则可以对机器人进行编程以制造这些零件，从而提供更大的多功能性并提高生产率。这甚至可以使那些可能没有那么多单个零件的小型公司受益。

尽管机器人比固定自动化系统贵，但在两者之间做出决定之前，必须考虑工具成本。如果固定自动化系统需要进行大量更改以重新装配新零件，以便可以始终如一地焊接，那么它们可能会变得非常昂贵。

考虑可用空间

机器人焊接系统的物理占地面积和零件流入焊接单元所需的面积通常大于半自动焊接操作的占地面积。可用空间必须足以容纳机器人，焊接电源和其他设备。这有助于最大程度地减少定制产品或自动MIG喷枪）以适应工作范围的需求。

一家空间较小的公司仍然可以使焊接自动化工作。一种选择是购买较少的能够执行多种任务的机器人焊接设备，例如材料处理或视觉/扫描系统。

第三方集成商可以帮助确定设施是否适合机器人焊接系统的安装。除了OSHA和RIA指定的法规外，系统集成商还对设备的改造非常了解，包括适用于公司区域，国家或州的重要安全法规。

集成商和设备选择

除了提供有关设施改造的建议并帮助公司选择合适的机器人以外，机器人系统集成商或焊接自动化专家还可以：

帮助确定零件是否适合自动化，如果不适合，则需要什么使之适合

分析工作流程和设施以找出潜在的障碍

分析与投资有关的真实成本，包括设施更新和工具

确定投资的潜在回报

帮助确定目标并制定精确的计划和时间表以实现这些目标

解释自动化选项和帮助选择那些最适合公司的需要

帮助选择具有最大灵活性的焊接设备，以最大程度地提高行进速度，最小化飞溅，消除过度焊接，提供出色的电弧稳定性并提高首道焊接质量

集成商也可以帮助选择其他设备的机器人焊接单元，包括定位器，工具，机器人MIG枪，焊丝和外围设备。每个项目都具有不同的功能。

定位器转动，旋转或以其他方式将零件移动到最佳焊接位置。在许多情况下，这涉及移动零件，以便系统可以在平坦位置焊接以获得最佳沉积效率。定位器还可允许机器人和焊件之间的协调运动。

借助合适的机器人焊接系统，公司可以提高首道焊接质量，并减少返工或报废零件的数量。

工具在焊接过程中将零件固定在适当的位置，并且是机器人焊接系统的关键组件。机械手和自动MIG枪在每个循环中都经过编程的路径。如果由于零件未对准而导致焊接接头错位，则可能导致熔合或熔深不足以及返工或报废。重要的是，在购买机器人焊接单元时，应预先正确设计工具，并在投入运行后对其进行机械磨损或热变形监测。这有助于确保一致的零件装配，以免影响焊接质量。

考虑投资进行焊接自动化时，MIG机器人自动喷枪绝不能是事后的想法，焊丝也不应如此。两者都会对生产率和利润率产生重大影响。集成商可以根据喷枪和金属丝与系统其余组件的性能进行选择。喷枪会受到强烈的热量和飞溅，因此必须耐用。它也需要具有合适的尺寸，以便围绕工具进行操纵并获得适当的接头通道。

最后，在进行焊接自动化投资之前，诸如铰刀，防飞溅喷涂机和剪线钳之类的外围设备是与集成商讨论的不错选择。这些设备可通过使焊枪易损件无飞溅，操作员不在焊接单元内并在焊接过程中保持一致的焊丝伸出来提高正常运行时间和焊接性能。

员工培训

公司不能简单地购买机器人焊接系统并放手。他们需要焊接操作员或其他熟练进行机器人焊接编程的员工。这可能会涉及额外的培训以提高他或她的技能。好消息是，如今对机器人进行编程要比过去快得多。简化的示教器，以及桌面编程的可用性，有助于加快流程并减少停机时间。尽管编程容易，但是公司可能仍需要减轻一些现有的任务，以使员工有时间监督机器人焊接室而又不会承担过多的责任。

大多数机器人OEM都会提供为期一周的培训课程，说明如何操作设备。在实施焊接自动化时，建议先学习本课程，然后进行一周的高级编程。

合理说明费用并计算回报

如果调查机器人焊接前景的人员认为这很合适，那么他们可能需要将投资证明给高层管理人员或所有者。计算潜在的投资回报至关重要。有几个步骤需要考虑。

首先，确定公司需要生产的零件数量是否需要焊接自动化的速度。记住，机器人焊接系统的主要优点是能够生产大量高质量的焊缝或在较小的设施中提供灵活性，以焊接较小体积的多个零件。

通过评估当前的半自动零件数量和周期时间来计算投资回收期。将这些与机器人焊接系统的潜在周期时间进行比较。同样，集成商或焊接自动化专家可以提供帮助。建立比较对于估算潜在的投资回报至关重要。

即便如此，即使一家公司将使用机器人生产相同数量的零件，也可以通过将其在生产中重新分配到其他地方来增加产量，消除瓶颈或提高质量的工作量来证明投资的合理性。例如，一家公司可以利用半自动焊接操作员的技能来完成具有挑战性的焊接，而这些焊接对于机器人来说太复杂了。

在考虑潜在的投资回报时，重要的是要考虑到保护气和焊丝的大量成本。保护气体/歧管系统的初始成本很高，但它可以通过最大限度地减少气缸更换的停机时间来长期帮助优化公司的机器人焊接能力。焊丝也是如此。较大的鼓可以进一步减少机器人焊接单元的成本，因为它们需要的更换次数更少，并且通常会带来购买折扣。

公司需要牢记，机器人焊接的好处是巨大的。但是，这些好处需要预先支付。许多公司，尤其是规模较小的公司或经常更换生产线的公司，需要更快的投资回收期-通常不超过12到15个月才能证明投资的合理性。如果一家公司将有多年相同的生产需求，那么通常可以证明更长的投资回收期是合理的。在评估过程中，管理层和所有者应与可信赖的机器人焊接集成商讨论其回报目标。

机器人焊接系统的其他优点

借助合适的机器人焊接系统，公司可以提高首道焊接质量，并减少返工或报废零件的数量。根据所使用的焊丝和焊接方式，系统还可以最大程度地减少或消除飞溅，从而减少了施加防飞溅化合物或进行焊后清理的需要。

机器人焊接系统可以减少过度焊接，这种过度焊接是与半自动过程相关的常见且代价高昂的事件。例如，如果一家公司的焊接操作员每次焊接的焊缝太大，焊缝的直径都过大1/8英寸，则可能会使焊接成本增加一倍。过度焊接也可能对零件的完整性产生不利影响。

公司可以将熟练的员工重新分配到其他生产区域，以填补空缺职位并获得额外的生产力和效率。

焊接自动化还可以提供竞争优势，因为它可能被认为对客户具有吸引力。质量的提高可能会促使新客户下订单或引导现有客户增加订单，以发展自己的业务。最后，机器人速度很快。他们不必整天焊接就能盈利。通过在更少的时间内制造与半自动过程中相同数量的零件，这一事实提高了生产率和利润。

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