خط جوش چند کویلی مس خودکار

مقدمه و پیشینه

تقاضای بی‌امان برای قطعات مسی در صنایع الکترونیک، خودرو و سیستم‌های تهویه مطبوع، یک گلوگاه بحرانی در تولید را آشکار کرده است: جابه‌جایی مختل‌کننده بین کویل‌های مسی. با افزایش سرعت تولید و افزایش هزینه‌های نیروی کار، تأسیسات پردازش نوار مسی با فشار فزاینده‌ای برای حذف زمان توقف بین تعویض کویل‌ها و در عین حال تضمین پیوستگی کامل مواد برای فرآیندهای با تحمل بالا مانند آبکاری و مهرزنی دقیق مواجه هستند.

نقاط درد و چالش‌ها

انتقال از یک کویل به کویل دیگر همچنان قاتل خاموش بهره‌وری در تولید است. طبق مطالعات صنعتی، تغییر کویل‌ها در عملیات دستی ۱۵ تا ۳۰ دقیقه برای هر انتقال زمان می‌برد و باعث ایجاد ضررهای ترکیبی می‌شود:

• وقفه‌های پرهزینه در تولید : یکی از سرپرستان کارخانه‌های پرس‌کاری گزارش می‌دهد: «ما در هر تغییر و تحول با بیش از ۲۰ دقیقه زمان تلف‌شده دست و پنجه نرم می‌کنیم. دستگاه‌های پرس ۱۲۰۰ تنی ما بیکار می‌مانند در حالی که تکنسین‌ها برای نخ‌کشی مواد جدید تلاش می‌کنند.» این به معنای ۵ تا ۸ درصد کاهش ظرفیت سالانه برای تأسیسات با حجم تولید بالا است.

• ضایعات مواد و مسائل مربوط به کیفیت : کاربران نهایی تأیید می‌کنند: «بزرگترین ناامیدی ما جوش‌های نامنظم است که باعث پارگی نوار در مخازن آبکاری می‌شود.» هر اتصال دستی ۱.۲ تا ۲ متر نوار مسی را هدر می‌دهد، در حالی که اتصالات ضعیف منجر به نقص‌های بعدی می‌شوند. یکی از تولیدکنندگان کانکتور در طول ممیزی‌ها، نرخ رد شدن ۱۲٪ در نقاط جوش را گزارش کرد.

• ایمنی و شدت کار : جابجایی کویل‌های مسی ۳ تا ۵ تنی خطرات بحرانی را به همراه دارد. یک مدیر ایمنی در یک کارخانه ترانسفورماتور اذعان می‌کند: "ما امسال در طول تعویض کویل‌ها سه بار تا مرز خطا پیش رفته‌ایم. چیدن دستی همچنین باعث آسیب به کمر و بی‌ثباتی پالت در حین حمل و نقل می‌شود."

• محدودیت‌های توان عملیاتی : یک تولیدکننده قطعات خودرو با تاسف می‌گوید: «پرس‌های خودکار در طول تعویض قطعات، دچار کمبود نیرو می‌شوند. ما نمی‌توانیم از ظرفیت ۱۵۰۰ ضربه در دقیقه خود، زمانی که کویل‌ها هر ۹۰ دقیقه تعویض می‌شوند، نهایت استفاده را ببریم.»

بررسی اجمالی راهکار: سیستم جوشکاری و انباشت چند کویلی یکپارچه

خط فرآوری مس نسل بعدی، دقت جوشکاری لیزری را با جابجایی رباتیک مواد ادغام می‌کند تا جریان تولید بدون وقفه‌ای ایجاد کند. این سیستم آماده به کار مستقیماً به چالش‌های اصلی حمله می‌کند:

مشخصات فنی اصلی :

1. جوشکاری لیزری پرسرعتلیزر فیبری ۶ کیلووات با طول موج بهینه شده برای مس، عدم هم‌ترازی کمتر از ۰.۱ میلی‌متر و استحکام جوش را در ۹۵٪ یکپارچگی ماده پایه تضمین می‌کند.
2. تغییر خودکار کویلسیستم کویل‌زدایی دوگانه با موقعیت‌یابی سروو-محور، انتقال مواد را در کمتر از 30 ثانیه امکان‌پذیر می‌کند
3. برج حلقه هوشمندحفظ کشش ثابت نوار (کنترل‌شده ±۲٪) در حین جوشکاری برای جلوگیری از اختلالات بعدی
4. سیستم انباشت رباتیکربات‌های ۲۰۰ کیلوگرمی با بالابرهای خلاء، کلاف‌های آماده را با سرعت ۱۵ دور در ساعت جابجا می‌کنند.
5. کنترل کیفیت مبتنی بر بیناییدوربین‌های CCD درون خطی، بازرسی جوش را به صورت بلادرنگ با سرعت خطی ۱۲۰ متر بر دقیقه انجام می‌دهند.
6. هاب کنترل مجهز به اینترنت اشیاهشدارهای تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌شده و ردیابی OEE از طریق HMI متصل به ابر

گردش کار عملیاتی :

1. بارگیری خودکار: AGV یا جرثقیل سقفی، کویل‌ها را به دو ایستگاه کویل‌زدایی منتقل می‌کند
2. آماده سازی دقیقواحدهای برشی، سر سیم‌پیچ‌ها را دقیقاً با زاویه ۹۰ درجه برش می‌دهند، در حالی که تسمه‌کش‌ها موقعیت نوار را حفظ می‌کنند.
3. جوشکاری بدون درزجوشکاری لیزری مواد در سیکل ۶ تا ۸ ثانیه با گاز محافظ آرگون که از اکسیداسیون جلوگیری می‌کند
4. تغذیه مداومبرج حلقه‌ای در طول انتقال، مواد بافر را آزاد می‌کند و جریان پایین‌دست را حفظ می‌کند.
5. جابجایی کویل تمام شدهداوندر کویل‌ها را به صورت عمودی قرار می‌دهد و سپس بازوی رباتیک آنها را به صورت هرمی روی هم قرار می‌دهد.
6. ثبت اطلاعاتسیستم، هر پارامتر جوش و قرارگیری کویل را برای قابلیت ردیابی کامل ثبت می‌کند.

ویژگی‌های نوآورانه :

• اپتیک جوشکاری مس ثبت اختراع شدهفناوری ویژه شکل‌دهی پرتو از مشکلات بازتاب جلوگیری می‌کند (شماره ثبت اختراع: CN114769842A)
• الگوریتم خودآموز انباشتگی: به طور خودکار الگوهای پالت را بر اساس واریانس OD کویل تنظیم می‌کند
• رباتیک اجتناب از برخوردحسگرهای سه‌بعدی از تصادفات ناشی از انباشت وسایل در مناطق پرترافیک جلوگیری می‌کنند

خلاصه مقایسه راهکارها

صدای مشتری

نینگبو جینتیان مس، مدیر تولید گزارش ها:
«قبل از اجرا، ما به ازای هر تعویض کلاف ۲۲ دقیقه زمان از دست می‌دادیم و ۳٪ ضایعات مواد داشتیم. پس از نصب خط جوشکاری و انباشت خودکار، به زمان توقف تقریباً صفر در انتقال دست یافته‌ایم و ضایعات را ۸۶٪ کاهش داده‌ایم. این سیستم تنها از طریق صرفه‌جویی در نیروی کار و افزایش استفاده از پرس، هزینه خود را در عرض ۱۱ ماه جبران کرد.»

نتیجه گیری و چشم انداز آینده

دوران وقفه‌های تولید ناشی از تغییرات کویل مسی رو به پایان است. سیستم‌های یکپارچه جوشکاری-انباشت، چیزی بیش از بهبود تدریجی را نشان می‌دهند - آن‌ها تولید واقعاً مداوم را که برای تولید قطعات الکتریکی ضروری است، امکان‌پذیر می‌کنند. با افزایش ۳۰۰ درصدی تقاضای مس تا سال ۲۰۴۰ (پیش‌بینی‌های IEA)، این راه‌حل‌های خودکار به ضرورت‌های رقابتی تبدیل خواهند شد. پیشرفت‌های نسل بعدی شامل پیش‌بینی کیفیت جوش مبتنی بر هوش مصنوعی و ناوگان‌های کاملاً خودکار جابجایی مواد است. برای تأسیساتی که تولید بدون تغییر را هدف قرار می‌دهند، مسیر پیش رو روشن است: فرآیند انتقال کویل فعلی خود را حسابرسی کنید و هزینه‌های پنهان خرابی خود را محاسبه کنید. بازده اتوماسیون نه تنها ممکن است، بلکه از روز اول قابل اندازه‌گیری است.