Ақаулар жиі болатын пластиналарды өңдеу роботында үздіксіз жұмыс уақытын қалай арттыруға болады?

Автоматтандыру жартылай өткізгіштер өндірісіне терең енгізілген, ал тұрақтылықты пластиналармен жұмыс істеуден артық талап ететін автоматтандыру міндеттері аз. Роботтар өндірістік цикл бойы пластиналарды жүктеу порттары, технологиялық қондырғылар, инспекция станциялары және басқа модульдер арасында тасымалдайды; мұның бәрі қатаң бақыланатын жағдайларда бірдей қозғалыстарды көбіне мыңдаған рет қайталау арқылы орындалады.

Пластиналармен жұмыс істейтін робот қайталанатын ақаулар шығара бастағанда, оның әсері әдетте роботтың өзімен шектелмейді. Үзілген тасымалдаулар технологиялық кезеңдерді кідіртіп, өндірісті жоспарлауды бұзып, қымбат жабдықтың материал күтіп тұрып қалуына әкелуі мүмкін. Сондықтан техникалық қызмет көрсету топтары үшін нақты қиындық — соңғы дабылды өшіру емес, сол ақаудың неліктен қайта-қайта пайда болатынын анықтау.

1-сурет. Пластиналармен жұмыс істеу — жартылай өткізгіштер өндірісіндегі дәлдікке аса сезімтал роботтандырылған операциялардың бірі.

Өндірістік аймақта роботтың қайталанатын ақаулары неге соншалықты маңызды

Жартылай өткізгіштер өндірісі өзара тығыз үйлестірілген технологиялық кезеңдер арасындағы қозғалыстың болжамды болуына тәуелді. Пластиналарды тасымалдайтын робот әлдеқайда ірі қондырғының ішіндегі бір ғана компонент болуы мүмкін, бірақ сол нүктеде қайталанатын мәселе өзара байланысқан бірнеше операция арқылы материал ағынын тоқтатуы ықтимал.

Тікелей салдары анық көрінеді: өнімділіктің төмендеуі, пластиналарды өңдеудің кідіруі, техникалық қызмет көрсетуге жұмсалатын еңбектің артуы және өндіріс кестесінің бұзылуы. Ал онша байқала бермейтін салдары — тұрақсыздық. Ара-тұра ғана ақау шығаратын роботты толық істен шыққан роботқа қарағанда диагностикалау қиынырақ болуы мүмкін, өйткені техникалық мамандар жүйені қайта-қайта іске қосып, негізгі себепті анықтауға жеткілікті дәлел жинамай оны өндіріске қайтара береді.

Сондықтан жұмыс уақытын арттыру жеке оқиғаларға емес, қайталанатын үлгілерге назар аударуы керек. Мәселе жай ғана «Қандай дабыл пайда болды?» дегенде емес. Негізгі сұрақ: «Осы дабылдың алдында бірден не өзгерді және дәл сол реттілік әр жолы қайталана ма?»

Ақауды дұрыс ішкі жүйеге жатқызудан бастаңыз

Қайталана беретін пластинамен жұмыс істеу мәселелерінің көпшілігін бірнеше негізгі бағытқа жатқызуға болады: механикалық тозу, датчик немесе туралау мәселелері, вакуум мен ұстағыштың жұмысы, сондай-ақ байланыс пен реттілік қателері. Қағаз жүзінде бұл санаттарды ажырату оңай, алайда оператор көретін белгілерде олар жиі қабаттасып жатады.

Мысалы, позициялау дабылының пайда болуы қозғалтқыштың, белдіктің немесе бағыттағыштың істен шыққанын автоматты түрде дәлелдемейді. Датчиктің қате кері байланысы контроллерге қозғалыстың аяқталғанын растауға кедергі келтіруі мүмкін, ал вакуум ақауы сол тасымалдау ретін дәл сол нүктеге жуық жерде тоқтатуы ықтимал. Сондықтан ақауды тиімді жою алдымен көзге көрінетін белгіні оны нақты тудырған ішкі жүйеден ажыратудан басталады.

Бұл айырмашылық жартылай өткізгіш жабдықтарында аса маңызды, өйткені қажетсіз реттеулер жаңа мәселелер туғызуы мүмкін. Сенсор сигналының қате болуына байланысты механикалық тұрғыдан жарамды роботты қайта туралау қайталанғыштықты жақсартудың орнына төмендетуі ықтимал.

Механикалық тозу әдетте біртіндеп байқалады

Робот буындары, мойынтіректері, белдіктері, сызықтық бағыттағыштары және муфталары орасан көп қайталанатын циклдер арқылы жұмыс істейді. Бұл құрамдастар тозған сайын алғашқы белгілер көбіне байқалмайды: қозғалыстың сәл кедір-бұдырлануы, дірілдің күшеюі, позициялаудағы шағын ауытқулар немесе тек белгілі бір орын ауыстыру жағдайларында пайда болатын ақаулар.

Бұл белгілер өндірісті бірден тоқтатпауы мүмкін. Оның орнына робот жүздеген цикл бойы қалыпты жұмыс істеп, кейін орналасуға қатысты тағы бір дабыл шығаруы ықтимал. Дәл осы үзілісті мінез-құлық ақаулар тарихының маңызын көрсетеді. Егер журналдарда бір ось, қозғалыс бағыты немесе тасымалдау орны қайта-қайта көрінсе, механикалық тексеру әлдеқайда мақсатты жүргізіледі.

Техниктер үздіксіз қозғалысқа ұшырайтын құрамдастарға және люфттің артуы, қарсылықтың тұрақсыздығы немесе қалыптан тыс діріл белгілеріне ерекше назар аударуы тиіс. Мақсат — жай ғана тозған бөлшекті табу емес, сол тозудың өндіріс барысында байқалған нақты ақау үлгісін түсіндіре алатынын анықтау.

Сенсор ақауы қозғалыс ақауы сияқты көрінуі мүмкін

Пластина тасымалдау роботтары пластинаның бар-жоғын, орналасуын, ұяшық күйін және жеке тасымалдау қадамдарының сәтті аяқталғанын растау үшін сенсорларға сүйенеді. Робот механикалық тұрғыдан дұрыс қозғалғанымен, басқару жүйесі реттілікті жалғастыруға қажетті кері байланысты алмаса, ақау туындауы мүмкін.

Ластану дәлдікпен жұмыс істейтін тасымалдау орталарында айрықша маңызды мәселе болып табылады. Ластанған немесе сәл ығысқан сенсор толық істен шықпай, анықтаудың үзілісті ақауларын тудыруы мүмкін. Сондықтан ақау тізбегі олардың кері байланысына тәуелді болған кезде пластинаны анықтау сенсорларын, ұяшықтарды картаға түсіру құрылғыларын және туралау камераларын тексеру қажет.

Тазалау және қайта калибрлеу кейбір жағдайларды шешуі мүмкін, ал зақымдалған немесе тұрақсыз аппараттық құралдарды ауыстыру қажет болуы ықтимал. Ең маңыздысы — тасымалдауға қатысты әрбір дабыл робот механикасынан туындайды деп болжамай, кері байланыстың өзін тексеру.

Вакуум мәселелері көбіне іліп әкету немесе орналастыру кезінде байқалады

Вакуумға негізделген пластина тасымалдау жүйелерінде атқарушы ұстағыш тасымалдау барысында жеткілікті ұстау күшін қалыптастырып, оны сақтауы тиіс. Вакуум қысымының төмен болуы, желілердегі ластану, фитингтердің ағуы немесе атқарушы ұстағыш бетінің тозуы пластинаны іліп әкету және орналастыру кезіндегі үзілісті ақауларға әкелуі мүмкін.

Ақаудың қай кезеңде пайда болатыны пайдалы диагностикалық ақпарат бере алады. Егер мәселе пластинаны үнемі алу кезінде туындайтын болса, техникалық мамандар алдымен байланысы жоқ осьтерді немесе байланыс жабдығын зерттеуге кіріспей, вакуум генерациясына, қысым датчигіне, түтіктерге және ұстағыштың күйіне назар аударуы керек.

Вакуум көрсеткіштерін тек статикалық мәндер ретінде емес, динамика тұрғысынан да қарастырған жөн. Жүйе қажетті қысымға ақырында жетуі мүмкін, бірақ бұл күтілгеннен ұзаққа созылып, растау келгенге дейін басқару реттілігінің уақыты бітіп қалуы ықтимал. Мұндай жағдайда белгі — тасымалдау ақауы, ал негізгі мәселе — пневматикалық немесе вакуумдық өнімділіктің төмендеуі.

Байланыс қателері механикалық тұрғыдан дұрыс жұмыс істейтін роботты тоқтатуы мүмкін

Пластина өңдеу роботтары біріктірілген автоматтандыру ортасының бөлігі ретінде жұмыс істейді. Олар жабдық контроллерлерімен, жүктеу порттарымен, технологиялық құрылғылармен және өндірісті басқарудың жоғары деңгейлі жүйелерімен командалар мен күй туралы ақпарат алмасады. Күтілетін хабарламалардың немесе рұқсат беруші сигналдардың бірі келмесе, қозғалтқыштары, сенсорлары және механикасы дұрыс жұмыс істеп тұрса да, робот тоқтауы мүмкін.

Сондықтан ақауларды жоюдың бастапқы кезеңінде байланыс ақауларын физикалық қозғалыс ақауларынан ажырату керек. Инженерлер роботтың қозғалысты орындауға әрекет жасап, сәтсіздікке ұшырағанын немесе қозғалысты бастау үшін қажетті шарттарды мүлде алмағанын білуі қажет.

Мұнда уақыт факторы да маңызды. Командадан кейін бірден тоқтаған тасымалдау іргелес жабдықтан растау алмай, механикалық тұрғыдан аяқталатын реттіліктен өзгеше нәрсені көрсетуі мүмкін. Автоматтандыру архитектурасы ауқымды жүйелерде тиісті Өнеркәсіптік байланыс және желілік байланыс компоненттерінің күйін тексеру үзілістің робот контроллерінің ішінде немесе одан тыс жерде бар-жоғын анықтауға көмектеседі.

Қате журналдары реттілік ретінде оқылғанда барынша пайдалы

Заманауи пластина өңдеу жүйелері ось ақауларын, вакуум дабылдарын, сенсор қателерін және байланыс оқиғаларын қоса алғанда, егжей-тегжейлі диагностикалық жазбалар жасай алады. Алайда тек соңғы дабылды оқу жаңылыстыруы мүмкін, өйткені бір бастапқы мәселе қысқа уақыт ішінде бірнеше қайталама ақауға әкелуі ықтимал.

Неғұрлым пайдалы тәсіл — оқиғалар ретін қайта құру. Қай оқиға бірінші болды? Вакуум дабылына дейін сол ось қате туралы хабарлады ма? Робот тоқтағанға дейін пластинаның бар екені туралы сигнал жоғалды ма? Ақау тек бір жүктеу портында болды ма, әлде бірнеше бағытта да байқалды ма?

Қайталанатын үлгілер бір ғана ақау хабарламасының тұжырымынан гөрі тексеру бағытын әлдеқайда тиімді тарылтады. Сондықтан техникалық қызмет көрсету топтары роботты не болғанын құжаттамай қайта-қайта бастапқы күйге келтіре бергеннен гөрі, уақыт белгілерін, жұмыс жағдайларын және бұрын жасалған түзету әрекеттерін мүмкіндігінше сақтауы керек.

2-сурет. Құрылымдалған ақау жою тәсілі қайталанатын пластина өңдеу ақауларын үзіліске нақты себеп болған ішкі жүйемен байланыстырады.

Тексеру дәлелдерге негізделуі тиіс

Ақау реттілігі түсінілгеннен кейін физикалық тексеру тиімдірек болады. Егер журналдар үнемі бір оське нұсқаса, техниктер оның түйіспелеріне, бағыттағыштарына, белдіктеріне, муфталарына және орналасу кері байланысына назар аудара алады. Егер қате пластинаны алу кезінде тұрақты түрде орын алса, вакуум жүйесі мен соңғы атқарушы құрылғы басымдықпен тексерілуі тиіс.

Бұл анық көрінгенімен, сынақ және қателік әдісімен бөлшектерді ауыстыру жоғары деңгейде біріктірілген автоматтандыру жабдығында қымбатқа түседі. Бірден бірнеше құрамдас бөлікті ауыстыру диагностикалық ақпаратты да жояды, өйткені техникалық қызмет көрсету тобы ақауды нақты қай әрекет түзеткенін енді білмейді.

Жүйелі ақау жою процесі мүмкін болған жағдайда бір уақытта бір ғана айнымалыны өзгертеді, нәтижені тіркейді, содан кейін бастапқы ақаудың сол жұмыс жағдайларында қайта пайда болатынын бақылайды.

Профилактикалық техникалық қызмет көрсету шын мәнінде қайталанғыштықты қорғауға бағытталған

Пластина өңдеу роботтарына қозғалмалы бөлшектері бар болғаны үшін ғана профилактикалық техникалық қызмет көрсету қажет емес. Бұл қызмет жартылай өткізгіштерді өңдеудің қозғалыс пен сезуге аса жоғары қайталанғыштық талап ететініне байланысты қажет. Механикалық тозудың, ластанудың немесе туралау ауытқуының аз мөлшерінің өзі құрамдас бөлік толық істен шыққанға дейін сенімділікке әсер етуі мүмкін.

Ойластырылған техникалық қызмет көрсету бағдарламасына көрсетілген қозғалмалы құрамдастарды майлау, белдіктер мен бағыттағыштарды тексеру, датчиктерді тазалау және калибрлеу, вакуум жүйесін тексеру және роботтың туралануын бақылау кіруі мүмкін. Жабдық өндірушісі ұсынған және қажет деп көрсеткен жағдайда, микробағдарламаны немесе бағдарламалық жасақтаманы жаңарту да техникалық қызмет көрсету стратегиясының бір бөлігі болуы мүмкін.

Әртүрлі жүйелердегі аралықтарды ойланбастан бірдей қолдануға болмайды. Белгілі бір тапсырманың қаншалықты жиі орындалатынына жұмыс сағаттары, циклдер саны, қоршаған орта жағдайлары және OEM ұсынымдары әсер етуі тиіс. Үздіксіз жұмыс істейтін роботқа тек ара-тұра пайдаланылатын жабдықтан өзгеше техникалық қызмет көрсету стратегиясы қажет болуы мүмкін.

EFEM ақауларын жою кеңірек көзқарасты қажет етеді

Көптеген пластина өңдеу роботтары жабдықтың алдыңғы интерфейс модулі, яғни EFEM ішінде жұмыс істейді. Бұл ортада робот жүктеу порттарын, пластинаны картаға түсіру жүйесін, есік механизмдерін, туралау жабдығын және технологиялық қондырғымен байланысты қамтуы мүмкін реттіліктің бір ғана элементі болып табылады.

Бұл кеңірек құрылым ақауларды жою логикасын өзгертеді. Робот жүктеу порты дұрыс тураланбағандықтан тоқтауы мүмкін, картаға түсіру датчигі күтпеген күйді көрсетуі мүмкін, есік механизмі өз ретін толық орындай алмауы мүмкін немесе технологиялық қондырғы қажетті қол алысу сигналын бермеуі мүмкін. Сондықтан көзге көрініп тоқтаған құрамдас бөлік робот болғаны үшін оны қайта-қайта кінәлау техниктерді дұрыс емес бағытқа жетелеуі мүмкін.

3-сурет. EFEM жүйелері тасымалдау мен интерфейстің бірнеше функциясын біріктіреді, сондықтан қайталанатын ақаулар көбіне жүйелік деңгейде диагностикалауды қажет етеді.

Инженерлер тасымалдаудың толық ретін қарап, әр қадамға қай құрылғы жауап беретінін анықтауы керек. Бұл роботтың жарамды пәрменді орындамағанын немесе EFEM жүйесінің басқа бөлігі реттің жалғасуына кедергі болғанын анықтауды жеңілдетеді.

Өнімділік деректері ауыр ақау пайда болмай тұрып нашарлауды көрсете алады

Ақаулар журналдары белгіленген шектен әлдеқашан асқан оқиғаларды сипаттайды, ал өнімділік деректері нашарлауды ертерек анықтай алады. Ақаулар арасындағы орташа уақыт, ақау жиілігі, тасымалдау циклының уақыты және осьті позициялау дәлдігі жүйе мінез-құлқының өзгеруі туралы пайдалы белгілер бере алады.

Цикл уақытын қарастырыңыз. Ешқандай ресми ақау тіркелмесе де, бір тасымалдау траекториясы біртіндеп ұзағырақ орындала бастаса, бұл робот ақырында тоқтағанға дейін тексеру жүргізуге негіз болуы мүмкін. Сол сияқты, MTBF көрсеткішінің төмендеуі бастапқы күйге қайтару мен жөндеулердің ұзақ мерзімді тұрақты нәтиже бермей жатқанын көрсетеді.

Жабдық тиісті диагностикалық деректерді ұсынса, позициялау дәлдігі одан да көбірек ақпарат беруі мүмкін. Түзету немесе позициялау ауытқуының біртіндеп артуы операторлар жиі дабылдарды байқай бастағанға дейін механикалық немесе калибрлеу ауытқуын көрсетуі мүмкін.

Визуализация жүйелері техникалық қызмет көрсету топтарына бұл үрдістерді нақты ақаулар тарихымен салыстыруға көмектеседі. Заманауи HMI және өнеркәсіптік есептеу платформалары дабылдарды оқшау көрсетудің орнына, қайталанатын робот оқиғаларын циклдік және пайдалану деректерімен қатар ұсынғанда ерекше пайдалы.

Стандартталған ақауларды іздеу білімнің жоғалып кетуіне жол бермейді

Әр техник қайталанатын жабдық ақауларына әртүрлі тәсілмен қараса, оларды шешу қиындай түседі. Бір ауысым сенсорды тазалауы, екіншісі туралауды реттеуі, ал үшіншісі ақау жағдайы мен түзету әрекетін дәйекті түрде тіркемей, параметрлерді бастапқы күйге қайтаруы мүмкін.

Стандартталған процедуралар сабақтастықты қамтамасыз етеді. Команда дабылдар ретін, әсер еткен орынды, тиісті өлшемдерді және техникалық қызмет көрсету әрекетін құжаттап, келесі жағдайды алдыңғысымен салыстыра алады. Уақыт өте келе бұл тек жалпы сервистік құжаттамаға сүйенбей, нақты машинаның ақаулары тарихын қалыптастырады.

Осы себептен оқыту да маңызды. Қай белгілер әдетте механикалық, вакуумдық, сезу немесе байланыс ақауларына сәйкес келетінін түсінетін техниктер қайта-қайта бәрін басынан бастаудың орнына, ең өзекті тексерулерден бастай алады.

Қосалқы бөлшектердің қолжетімділігі — сенімділік инженериясының бір бөлігі

Қажетті компонентті ауыстыру мүмкін болмаса, дұрыс диагноздың жұмысқа жарамдылық уақытына пайдасы аз. Сондықтан жартылай өткізгіштер өндіріс орындары қосалқы бөлшектер стратегиясын профилактикалық қызмет көрсету және ақауларды жоюмен қатар қарастыруы қажет.

Қор маңыздылық деңгейіне қарай қалыптастырылуы тиіс. Ақау тарихы бар, сатып алу мерзімі ұзақ немесе бүкіл EFEM жүйесін тоқтата алатын компоненттер тез табылатын арзан бөлшектерден өзгеше басқарылуы керек.

Жабдық ескірген сайын бұл мәселе маңыздырақ бола түседі. Ескі робот платформалары көптеген жылдар бойы механикалық тұрғыдан жұмысқа қабілетті болып қалуы мүмкін, алайда жекелеген сенсорларды, контроллерлерді, жетектерді немесе меншікті интерфейс компоненттерін табу қиындайды. Ескіруді ерте бақылау техникалық қызмет көрсету топтарына өндіріс тоқтап қалғаннан кейін ақауға әрекет етудің орнына, алдын ала жоспарлауға мүмкіндік береді.

Жөндеулер бастапқы ақау тізбегі арқылы дәлелденуі тиіс

Жөндеуден кейін роботты сәтті қолмен жүргізу бастапқы мәселенің жойылғанын дәлелдемейді. Жабдық ақау туғызған сол біріктірілген ретпен тексерілуі керек, соның ішінде сезу, вакуумды растау және айналадағы жабдықпен байланыс та қамтылуы тиіс.

Егер ақау тек бір жүктеу портында орын алса, сол жолға ерекше назар аудару керек. Егер ол бірнеше сағат жұмыс істегеннен кейін ғана байқалса, тұрақтылықты дәлелдеу үшін қысқа сынақ циклі жеткіліксіз болуы мүмкін. Тексеру бастапқы мәселенің сипаттарына практикалық тұрғыдан мүмкін болғанша барынша сәйкес келуі тиіс.

Бұл соңғы қадам маңызды, өйткені түпкі себеп сақталып тұрса да, үзік-үзік ақаулар техникалық қызмет көрсетуден кейін уақытша жойылып кетуі мүмкін. Жұмысқа жарамдылық уақыты қайталанатын заңдылықтың өзі жойылғанда ғана артады.

Жақсырақ жұмысқа жарамдылық уақыты ақауларды жақсырақ түсінуден басталады

Пластиналарды тасымалдау роботының сенімділігі дабылдарды жылдамырақ қалпына келтіру арқылы ғана артпайды. Механикалық тозу, сенсорлардың ластануы, вакуумның тұрақсыздығы және байланыс ақаулары тасымалдаудың қайталанатын үзілістеріне әкелуі мүмкін, ал көрінетін робот дабылы көбіне ұзаққа созылған ақау тізбегінің соңғы нәтижесі ғана болады.

Ақаулар тарихын талдауды мақсатты тексерумен, профилактикалық қызмет көрсетумен және EFEM жүйесін тұтас түсінумен үйлестіретін ақауларды жою процесі ең тиімді болып саналады. Сол кезде MTBF, цикл уақыты, ақау жиілігі және позициялау дәлдігі сияқты өнімділік көрсеткіштері түзету шараларының ұзақ мерзімді жұмыс сипаттарын шынымен жақсартып жатқанын көрсете алады.

Жартылай өткізгіштер өндірісінде пластиналарды сенімді жылжыту оған байланысты әрбір технологиялық кезеңнің өнімділігін қамтамасыз етеді. Сондықтан роботтың жұмысқа жарамдылық уақыты техникалық қызмет көрсету көрсеткішінен әлдеқайда маңызды: ол жалпы өндіріс тұрақтылығының бір бөлігі. Ең жақсы нәтижеге инженерлер әр ақауды жеке оқиға ретінде қарастыруды тоқтатып, қайталанатын ақауларды өлшеуге, оқшаулауға және түзетуге болатын негізгі заңдылықтың белгісі ретінде қарастырғанда қол жеткізіледі.