Kategória nélküli

Egy robotcella leállása ritkán csak a robot leállása. Megállhat az előkészítés, feltorlódhat az anyag, kieshet egy műszak teljesítménye, és kockázatossá válhat a kiszállítási terv. A prediktív karbantartás robotoknál ezért nem öncélú digitalizációs projekt, hanem a géprendelkezésre állás védelmének eszköze. A cél nem az, hogy minden alkatrészt folyamatosan mérjünk, hanem az, hogy a meghibásodásra utaló jeleket még a termeléskiesés előtt felismerjük, és tervezetten avatkozzunk be.

Az ipari robotok alapvetően megbízható berendezések, de működésük egy teljes rendszer része. A váratlan hibát okozhatja hajtóműkopás, túlmelegedő szervomotor, kábel- vagy csatlakozóhiba, romló kenési állapot, de ugyanúgy egy kopó megfogó, hibás szenzor, ingadozó pneumatikus hálózat vagy pontatlanná váló pozicionálás is. A valódi kérdés nem az, hogy lehet-e adatot gyűjteni, hanem az, hogy mely adatok segítenek üzemi döntést hozni.

Mit jelent a prediktív karbantartás robotoknál?

A megelőző karbantartás jellemzően üzemóra, ciklusszám vagy naptári idő alapján ír elő ellenőrzést és alkatrészcserét. Ez sok esetben helyes megközelítés, különösen biztonságkritikus elemeknél és gyártói előírások esetén. Hátránya, hogy egy jó állapotú komponens is cserére kerülhet, miközben egy másik, szokatlan terhelés alatt működő elem a tervezett intervallum előtt hibásodik meg.

A prediktív megközelítés a berendezés aktuális állapotából következtet a szükséges beavatkozásra. A robotvezérlő, a PLC, a hajtások és a kapcsolódó perifériák adatait vizsgálva megállapítható, hogy egy paraméter eltér-e a korábban stabil működéshez tartozó tartománytól. A rendszer nem egyszerűen hibát jelez, hanem korai figyelmeztetést adhat arra, hogy egy hiba kialakulóban van.

Ez azonban nem jelent teljesen automatikus, emberi döntés nélküli karbantartást. Egy növekvő tengelyterhelés mögött állhat kopás, de lehet az oka termékváltás, új megfogó, módosított robotpálya vagy megváltozott ciklusidő is. Az adat értelmezéséhez a technológia, a mechanika és a gyártási folyamat együttes ismerete szükséges.

Mely jeleket érdemes figyelni?

A mérési tervet mindig a cella felépítéséhez és az üzemi kockázathoz kell igazítani. Egy nagy értékű, három műszakban működő hegesztőcella esetében indokolt lehet részletesebb állapotfelügyelet, mint egy alacsony terhelésű, tartalék kapacitással rendelkező kiszolgáló robotnál. A legtöbb projektben az alábbi adatok adják a kiindulópontot:

• tengelyáramok, nyomatékok, hőmérsékletek és a túlterhelési események;
• ciklusidő, pozicionálási eltérés, ismétlődő hibakódok és programmegállások;
• hajtóművek, lineáris tengelyek, csapágyazások vagy szerszámok rezgésadatai;
• a perifériák állapota, például sűrítettlevegő-nyomás, vákuumszint, megfogópozíció, kenési jelzések és biztonsági körök eseményei.

Önmagában egyetlen érték ritkán döntő. A trendek viszont sokat mondanak. Ha például egy tengely csúcsárama fokozatosan emelkedik azonos termék, sebesség és program mellett, az mechanikai ellenállásra vagy romló kenésre utalhat. Ha a ciklusidő csak bizonyos terméktípusoknál nő, előbb a technológiai változást kell ellenőrizni, nem rögtön a robotot hibáztatni.

A riasztási határértékeknél különösen fontos a kiindulási állapot rögzítése. Egy új vagy frissen felújított cella normál üzemi értékei jó referenciaadatot adnak. Enélkül a rendszer könnyen túl sok, a karbantartók számára értelmezhetetlen jelzést küld. A figyelmeztetés csak akkor hasznos, ha egyértelműen kijelöli a következő ellenőrzési lépést.

A roboton túl a teljes cellát kell vizsgálni

A termelési veszteséget gyakran nem a robotkar hibája, hanem egy periféria okozza. Palettázásnál a vákuumrendszer szivárgása, hegesztésnél a huzaladagolás vagy a kopóalkatrész állapota, gépkiszolgálásnál az ajtómechanika, a befogó vagy a pozícióérzékelő jelentheti a gyenge láncszemet. A prediktív karbantartás akkor hoz eredményt, ha nem kizárólag a robotvezérlő diagnosztikájára épül.

Ez integrátori oldalról már a tervezéskor eldől. El kell helyezni a szükséges érzékelőket, biztosítani kell a diagnosztikai jelek PLC-be jutását, és úgy kell kialakítani a HMI-t, hogy az üzem számára a jelzés cselekvésorientált legyen. A „rendellenes érték” kevés. Sokkal használhatóbb az olyan információ, amely megmutatja az érintett egységet, a változás mértékét, az előzményeket és a javasolt ellenőrzést.

Egy jól megtervezett robotcella ezen felül lehetővé teszi, hogy a karbantartás ne vakon keressen hibát. A HMI-n visszanézhető lehet az eseménytörténet, összevethetők a ciklusok, és elkülöníthető a technológiai megállás a tényleges berendezéshibától. Ez rövidíti a hibaelhárítás idejét akkor is, ha a meghibásodást már nem sikerült megelőzni.

Hogyan érdemes bevezetni?

A jó bevezetés nem azzal kezdődik, hogy minden elérhető jelet adatbázisba küldünk. Először azt kell meghatározni, melyik cella okozza a legnagyobb üzemi kockázatot. Számít a kieső kapacitás, a termék árrése, a javítás átfutása, a pótalkatrész beszerzési ideje és az, hogy van-e alternatív gyártási útvonal.

A következő lépés a kritikus meghibásodási módok feltárása. Karbantartási tapasztalat, hibajegyek és a kezelői visszajelzések alapján általában gyorsan kiderül, mely komponensek okozzák a legtöbb nem tervezett megállást. Ezekhez kell hozzárendelni a mérhető jelenségeket és a beavatkozási szabályokat.

Ezután érdemes egy kijelölt cellán referenciaidőszakot kialakítani. A normál működés adatainak gyűjtése során láthatóvá válik a természetes ingadozás, a műszakok közötti különbség és a termékváltások hatása. Csak ezt követően célszerű küszöbértékeket, trendriasztásokat vagy összetettebb elemzési logikát élesíteni.

A folyamat része a felelősségi rend kialakítása is. Egy riasztásnak tulajdonosa kell legyen: ki értékeli, milyen időablakon belül ellenőrzik a gépet, mikor rendelnek alkatrészt, és milyen feltétel mellett állítják le tervezetten a cellát. Ennek hiányában az állapotfelügyelet csupán újabb információs felület lesz, üzemi eredmény nélkül.

Mikor nem ez az első fejlesztési lépés?

Nem minden üzemben a prediktív karbantartás adja a leggyorsabb megtérülést. Ha a robotcella alapvető mechanikai, biztonságtechnikai vagy programozási hiányosságokkal működik, előbb ezeket kell rendezni. Ugyanez igaz akkor, ha nincsenek dokumentált karbantartási eljárások, hiányoznak a kritikus pótalkatrészek, vagy a kezelői hibák és a rosszul definiált termékátállások okozzák a leállások többségét.

Kisebb kihasználtságú rendszereknél a gyártói karbantartási terv, a célzott időszakos ellenőrzés és a helyesen kialakított alkatrészkészlet lehet gazdaságosabb. A döntést nem a technológia újdonsága, hanem a várható leállási költség és a megelőzhető hibák aránya alapján kell meghozni.

A jó időzítés tervezési kérdés

A magas rendelkezésre állás nem egyetlen szoftverfunkció eredménye. Megfelelően kiválasztott robotból, hozzá illesztett perifériákból, átgondolt villamos és pneumatikus kialakításból, tiszta programstruktúrából, valamint felkészült üzemeltetőkből épül fel. Az állapotadatok akkor válnak értékké, ha ezekre az alapokra érkeznek.

A Robolutionnál a robotcella tervezésekor ezért a gyártási feladat mellett az üzemeltethetőséget és a karbantarthatóságot is érdemes korán meghatározni. A megfelelő diagnosztikai pontok, a PLC- és HMI-logika, valamint a karbantartási hozzáférések utólag is fejleszthetők, de a rendszerbe tervezve kevesebb kompromisszummal és kiszámíthatóbban szolgálják a termelést. A cél egyszerű: a beavatkozás ne akkor történjen meg, amikor már áll a gyártás, hanem akkor, amikor az még biztonságosan ütemezhető.