Otomatik kaynak hücreleri, çevrim devam etmeden önce doğru olması gereken koşulları doğrulamak için sensörlerden yararlanır. Sensörler; fikstür kelepçesinin konumunu, parçanın nest içerisindeki varlığını ve bazı robot tabanlı sistemlerde fikstürün ilgili parça ve kaynak programıyla eşleşip eşleşmediğini kontrol edebilir. Ancak sensörle ilişkili bir duruş meydana geldiğinde bildirilen hata, sensörün kendisinin arızalandığı anlamına gelmeyebilir.
Otomatik kaynak hücrelerindeki hata önleme sensörleri için daha verimli bir başlangıç noktası, sensörün maruz kaldığı koşulların ve bağlantı hattının incelenmesidir. Kaynak sıçrantısı (weld spatter), ısı, fiziksel temas, kablo hasarı, elektriksel gürültü ve bağlantı üzerindeki mekanik gerilim sensör arızası gibi görünen problemlere neden olabilir. Bazı uygulamalarda ise problem sensing devresinde değil, sensörün kontrol ettiği fiziksel koşulun kendisinde olabilir.
Sensörleri sürekli değiştirmek veya daha fazla yedek sensör bulundurmak, sensörlerin neden sürekli tüketildiğini ortadan kaldırmaz. Sensing noktası, kablo güzergâhı ve kontrol edilen hedef koşulun sistematik şekilde incelenmesi, ekiplerin duruşun arkasındaki gerçek koşullara odaklanmasını sağlar.
Otomatik kaynak hücrelerindeki hata önleme sensörleri neden duruşa yol açar?
Temassız endüktif proximity sensörler, metal bir hedefin sensör tarafından oluşturulan elektromanyetik alan üzerindeki sönümleme etkisini algılayabilir. Kaynak otomasyonunda bu özellik; kelepçe konumunun, parça varlığının ve gerekli metal özelliklerin kontrol edilmesinde kullanılabilir.
Bir sinyalin alınamamasının birçok nedeni olabilir. Sensörün algılama yüzeyi hasar görmüş olabilir, montaj noktası darbe almış olabilir, kablo veya bağlantı zarar görmüş olabilir ya da hedef koşul hücrenin beklediği durumda olmayabilir. Elektriksel gürültü de olası nedenlerden biri olarak tanımlanmaktadır. Üstelik bu faktörler birbirinden tamamen bağımsız olmak zorunda değildir. Spatter ve ısıya maruz kalan bir sensör konumu, aynı zamanda kablonun sürekli harekete veya mekanik gerilime maruz kalmasına neden olabilir.
Sektörel bir kaynakta weld spatter, gazaltı ark kaynağı ve direnç kaynağı uygulamalarında sensör arızalarından kaynaklanan duruşların başlıca nedenlerinden biri olarak belirtilmektedir. Spatter sensörlere yapışabilir; plastik montaj elemanlarına ve algılama yüzeylerine zarar verebilir. Tekrarlanan maruziyet sonucunda plastik sensing yüzeyi yanabilir, elektronik bileşenlerde kısa devre oluşabilir, sensör bobini zarar görebilir ve sensör gövdesindeki sıcaklık artışı arızayı hızlandırabilir.
Fiziksel temas ve darbeler de sensör kaynaklı duruşların önemli nedenlerindendir. Tek bir güçlü darbe geleneksel bir proximity sensörü devre dışı bırakabilirken, daha küçük ancak tekrarlanan temaslar sensing yüzeyine zaman içerisinde zarar verebilir. Bu nedenle değerlendirilmesi gereken yalnızca sensörün ideal koşullarda hedefi algılayıp algılamadığı değildir. Üretim, hata giderme ve malzeme taşıma sırasında sensöre nelerin ulaşabileceği de incelenmelidir.
Sensör yerleşimini ve weld spatter korumasını değerlendirin
Sensör konumu, kaynak fikstürünün çevresindeki riskler dikkate alınarak belirlenmelidir. Bir konum gerekli algılamayı sağlayabilir ancak aynı zamanda sensörü, montaj elemanını veya kabloyu spatter, ısı, hareketli takımlar ya da fiziksel temas riskine açık bırakabilir. Kaynak sıçrantılarının muhtemel hareket yönleri, sıcak bölgelere yakınlık ve sensing grubuna çarpabilecek hareketler değerlendirilmelidir.
Sensörün yalnızca kendisi değil, monte edilmiş sistemin tamamı incelenmelidir. Sensing yüzeyi, gövde, montaj ayağı veya braketi, sensör-hedef ilişkisi ve kablo çıkışı birlikte kontrol edilmelidir. Bu noktalardan herhangi birindeki hasar, kontrol sistemi tarafından sensör arızası olarak algılanabilir.
Mekanik darbe ihtimalinin yüksek olduğu uygulamalarda, ilgili sektörel kaynak tarafından çelik yüzeyli sensörler önerilmektedir. Plastik sensing yüzeyleri ve ince metal gövdeler darbe altında hızlı şekilde hasar görebilir. Ancak bu yaklaşım, belirli bir mekanik riske yönelik uygulamaya özel bir çözümdür ve her sensing noktası için zorunlu bir gereksinim olarak değerlendirilmemelidir.
Isı da görünür kaynak sıçrantılarıyla birlikte değerlendirilmelidir. Tekrarlanan spatter maruziyeti sensör gövdesinin sıcaklığını artırarak arızayı hızlandırabilir. Duruşlar sürekli aynı istasyonda tekrarlanıyorsa tüm sensör konumlarının aynı koşullara maruz kaldığını varsaymak yerine, ilgili bölgedeki lokal maruziyet hücrenin diğer noktalarıyla karşılaştırılmalıdır.
Özellikle kaynak somunu (weld nut) algılama uygulamalarında sensing yaklaşımı; uygulamaya, sensörün yerleştirilebileceği konuma ve gerekli algılama süresine bağlıdır. Tek bir standart sensing teknolojisinin tüm weld-nut algılama problemlerini çözebileceği varsayılmamalıdır.
Sensör kablo güzergâhını ve bağlantı koşullarını kontrol edin
Sağlam bir sensör bile kontrol sistemi ile sensör arasındaki bağlantı zarar gördüğünde gereksiz veya tekrarlayan duruşlara neden olabilir. Kablo arızaları sıklıkla sensör arızası olarak değerlendirildiğinden, tüm bağlantı hattının incelenmesi arıza teşhisinin önemli bir parçasıdır.
Otomatik ekipmanlarda kablo yönetimi; tekrarlanan hareketleri, kaynak sıçrantılarını ve dışarıdan gelebilecek fiziksel hasarları dikkate almalıdır. Belgelenmiş kablo yönetimi problemleri arasında sürekli bükülmeden kaynaklanan hasarlar, kablo aşınmasına bağlı kısa devreler, hareket kaynaklı bağlantı kopmaları ve forklift darbeleri bulunmaktadır. Kablolar robot kolunun dışına monte ediliyorsa yüksek esneklik (high-flex) özelliğine sahip olmalı ve robotun tüm hareket aralığı dikkate alınarak yönlendirilmelidir.
Sensör kablosunu sensörden çıktığı noktadan kontrol sistemine bağlandığı noktaya kadar takip edin. Kablo aşınmasını, spatter birikimini, sıkışma veya çekme noktalarını ve hareketli ekipman ya da malzeme taşıma trafiğine açık bölgeleri kontrol edin. Sensöre yakın bölümde kablo sağlam görünse bile güzergâhın başka bir noktasındaki hasar kesintili ve tekrarlayan problemlere neden olabilir.
Aşırı kablo bükülmesi bağlantı hasarına katkıda bulunabilir ve biriken spatter bu durumu daha da kötüleştirebilir. Mevcut bilgiler evrensel bir minimum bükülme yarıçapı tanımlamamaktadır; bu nedenle kullanılan kablo veya sensörün üretici dokümantasyonu dikkate alınmalıdır. Buradaki temel problem, kablonun sürekli olarak dar veya mekanik gerilim oluşturan bir açıyla bükülmeye zorlandığı montaj koşuludur.
Sensör bağlantısının sürekli mekanik gerilim altında kaldığı yerlerde 90 derece açılı kablo çıkışı, düz kablo çıkışına kıyasla gerilimi azaltabilir. Ancak bu, her uygulamada kullanılması gereken bir standart değil, mevcut montaj geometrisine bağlı bir kablo yönlendirme tercihidir.
Kablo malzemesi de yoğun kaynak sıçrantısı bulunan bölgelerde önemli olabilir. Silikon veya FEP, PTFE, PUR ve TPE gibi belirli polimerlerden üretilen kablolar kaynak sıçrantılarına karşı dayanım sağlayacak şekilde tasarlanabilir. Ancak yalnızca bu özellik, kablonun her türlü ısı, tekrarlanan bükülme, darbe veya elektriksel gürültü kombinasyonuna karşı dayanıklı olduğunu göstermez.
Sensör kaynaklı kaynak hücresi duruşları için sistematik bir arıza teşhis sırası oluşturun
Tekrarlanabilir bir arıza teşhis sırası, her sensör kaynaklı duruşta doğrudan sensör değişiminin varsayılan çözüm haline gelmesini önlemeye yardımcı olur. Sensörlerle ilişkili duruşları ve müdahaleleri kayıt altına alın ve tekrarlayan arıza noktalarını ve kök nedenleri belirlemek için operasyona uygun metrikler kullanın.
1. Kontrol edilen fiziksel koşulu doğrulayın
İlk olarak beklenen parçanın, kelepçenin, özelliğin veya hedefin gerçekten doğru konumda olup olmadığını kontrol edin. Çünkü bazı durumlarda hücre doğru şekilde tepki veriyor olabilir. Endüktif proximity sensing, metal hedefin sensörün oluşturduğu elektromanyetik alan üzerindeki etkisine bağlıdır. Hedef eksikse, yer değiştirmişse veya beklenen durumda değilse sensörün hata sinyali vermesi doğru bir sonuç olabilir.
Weld-nut uygulamalarında algılama problemi tek başına sensörün arızalı olduğunu göstermez. Problem; eksik veya yanlış konumlandırılmış bir somun, yanlış diş, ölçü veya geometri, dişler arasında birikmiş spatter ya da hatalı yönlendirme olabilir. Bunlar sensör değiştirilerek giderilemeyecek parça veya proses kaynaklı problemlerdir.
2. Maruziyeti ve fiziksel durumu inceleyin
Sensing yüzeyini, sensör gövdesini ve montaj sistemini; spatter birikimi, ısı kaynaklı etkiler, temas izleri ve darbe hasarları açısından inceleyin. Özellikle yoğun spatter bulunan bölgelerdeki plastik sensing yüzeylerine ve montaj elemanlarına, ayrıca fikstürlerin veya hareketli ekipmanların temas edebileceği konumlara dikkat edin.
Mevcut bilgiler spatter birikimi ve fiziksel hasarın kontrol edilmesini desteklemektedir. Ancak tüm uygulamalar için geçerli bir temizleme yöntemi, temizlik kimyasalı veya kontrol periyodu tanımlamamaktadır. Bu nedenle inceleme, desteklenmeyen standart bakım kuralları oluşturmak yerine gerçek maruziyet koşullarına odaklanmalıdır.
3. Sensörden kontrol sistemine kadar tüm bağlantıyı kontrol edin
Sensörün arızalı olduğuna karar vermeden önce sensör ile kontrol sistemi arasındaki bağlantının tamamını inceleyin. Kablo çıkışlarını, bükülme noktalarını, güzergâhı ve tekrarlanan harekete, kaynak sıçrantısına veya dış temasa açık bölgeleri kontrol edin. Özellikle kesintili ve tekrarlayan gereksiz duruşlarda kablo bükülmesine ve spatter birikimine dikkat edilmelidir; çünkü bu koşullar bağlantı hasarına katkıda bulunabilir.
Bağlantı sürekli mekanik gerilime maruz kalıyorsa yalnızca sensörü veya kabloyu değiştirmek yerine kablo güzergâhındaki problemi de düzeltin. Aynı maruziyet ve mekanik gerilim koşulları devam ederken sensörü değiştirmek, sensörlerin tekrar tekrar arızalanmasına neden olan temel problemi ortadan kaldırmaz.
4. Elektriksel gürültüyü olası nedenler arasında tutun
Elektriksel gürültü, otomatik kaynak sistemlerindeki sensör problemlerine katkıda bulunabilecek olası faktörlerden biri olarak tanımlanmaktadır. Ancak mevcut bilgiler belirli bir arıza teşhis prosedürü, test cihazı, topraklama yöntemi, ekranlama tekniği veya kabul limiti tanımlamamaktadır.
Bu nedenle elektriksel gürültü olası bir neden kategorisi olarak değerlendirilmelidir; ancak doğrulanmamış genel kurallar kullanılarak doğrudan kesin arıza nedeni olarak kabul edilmemelidir.
Tekrarlayan sensör arızalarını düzeltici faaliyetleri belirlemek için kullanın
Sensör stokunu artırmayı çözüm olarak görmeden önce kök neden analizi yapılmalıdır. Çünkü sensörlerin hızlı şekilde değiştirilmesi veya daha fazla yedek sensör bulundurulması, bu sensörlerin neden sürekli arızalandığını ortadan kaldırmaz. Duruş kayıtları ve operasyonel metrikler, tekrar eden arıza noktalarının ve kök nedenlerin belirlenmesine yardımcı olabilir. Böylece düzeltici faaliyetler subjektif değerlendirmeler yerine gözlemlenen problemlere göre önceliklendirilebilir.
Bu analiz; daha uygun bir sensör konumuna, darbe riskinin bulunduğu yerde çelik yüzeyli bir sensöre, hareket veya mekanik gerilim bulunan bölgelerde daha iyi kablo yönlendirmesine ya da sensörün kontrol ettiği parça ve proses koşullarının daha ayrıntılı incelenmesine işaret edebilir. Doğru çözüm, ilgili sensing noktasındaki gerçek maruziyet ve uygulama koşullarına bağlıdır.
Sensör kaynaklı bir duruşun yalnızca tek bir nedeni olduğu varsayılmamalıdır. Otomatik bir kaynak hücresinde spatter, ısı, fiziksel temas, hareket ve bağlantı problemleri aynı anda etkili olabilir. Doğru yaklaşım, yalnızca hata sinyalini veren bileşeni değiştirmek değil, yapılan inceleme ve uygulama koşulları tarafından desteklenen gerçek nedeni ortadan kaldırmaktır.
Sonuç
Otomatik kaynak hücrelerinde güvenilir hata önleme sensörleri, yalnızca hedefi doğru şekilde algılayabilen bir sensörden ibaret değildir. Sensörün konumu, montajı ve kablo güzergâhı; kaynak sıçrantısı, ısı, darbe, hareket ve bağlantı üzerindeki mekanik gerilim dikkate alınarak tasarlanmalıdır.
Bir duruş meydana geldiğinde sensörün arızalı olduğuna karar vermeden önce hedef koşulu doğrulayın, sensing grubunu fiziksel olarak inceleyin ve kontrol sisteminden sensöre kadar olan bağlantı hattını kontrol edin. Elektriksel gürültüyü olası nedenlerden biri olarak değerlendirin ancak mevcut arıza teşhis bilgilerinin sınırlarını da göz önünde bulundurun.
Sensörlerle ilişkili duruşların kayıt altına alınması ve tekrarlayan koşulların sistematik şekilde incelenmesi, kaynak operasyonlarının sürekli sensör değiştirme yaklaşımından uzaklaşmasını ve tekrarlayan duruşların arkasındaki maruziyet, bağlantı ve proses kaynaklı problemlere odaklanmasını sağlar.