HOA KỲ – Tự động hóa đang tạo ra bước chuyển lớn cho các hoạt động hàn tại các nhà máy ở mọi quy mô và trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau. Dưới đây là những lợi ích quan trọng mà các hệ thống hàn tự động có thể mang lại.

Chất lượng mối hàn được cải thiện
Không thể phủ nhận kỹ năng của những người thợ hàn trong công việc của họ. Tuy nhiên, ngay cả những thợ hàn giỏi nhất cũng không thể tạo ra kết quả hoàn toàn giống nhau trong mỗi lần thực hiện. Tương tự, hai thợ hàn khác nhau cũng không thể tạo ra các chi tiết hàn hoàn toàn giống hệt nhau.

Các yếu tố như độ chính xác khi lắp ghép chi tiết, điều kiện làm việc, kinh nghiệm và sự mệt mỏi đều góp phần tạo ra sự khác biệt về chất lượng. Tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, điều này có thể dẫn đến chi phí đáng kể dành cho việc sửa chữa hoặc loại bỏ sản phẩm lỗi.

Ngược lại, một hệ thống hàn tự động có thể được lập trình với các chuyển động và thông số chính xác để thực hiện mối hàn theo cùng một cách trong mỗi chu kỳ hoạt động. Kết quả là độ nhất quán cao hơn và chất lượng sản phẩm được cải thiện.

Ngoài ra, do dung sai và độ chính xác lắp ghép có tác động cộng dồn trong suốt quá trình sản xuất, chất lượng của từng mối hàn càng tốt thì chất lượng tổng thể của cụm lắp ráp hoặc sản phẩm hoàn thiện cũng càng cao.

Văn hóa làm việc và vai trò công việc thay đổi
Một trong những mục tiêu của tự động hóa là nâng cao tính nhất quán, chất lượng sản phẩm và năng suất. Tuy nhiên, con người vẫn giữ vai trò quan trọng trong các dây chuyền hàn robot, dù bản chất công việc của họ thường sẽ thay đổi.

Những lo ngại ban đầu khi triển khai tự động hóa
Doanh nghiệp cần chuẩn bị trước cho tâm lý e ngại hoặc lo lắng của người lao động khi áp dụng tự động hóa vào sản xuất.

Những lo ngại này nên được giải quyết trực tiếp và người lao động cần được cập nhật thường xuyên về kế hoạch triển khai. Cần giải thích rõ rằng một số công việc hàn sẽ được chuyển giao cho robot, nhưng người lao động vẫn đóng vai trò quan trọng để giám sát chất lượng mối hàn, duy trì nguồn cung linh kiện liên tục, cũng như xử lý sự cố hoặc điều chỉnh thiết bị.

Trong thực tế, thợ hàn vẫn luôn đảm nhận những mối hàn đòi hỏi độ tinh chỉnh cao hoặc các công việc mà robot không thể thực hiện được. Việc nhấn mạnh các cơ hội đào tạo, nâng cao kỹ năng hoặc đảm nhận những công việc có giá trị cao hơn sẽ giúp nhân viên hiểu rằng họ vẫn đóng vai trò quan trọng trong tổ chức.

Nhu cầu thay đổi tư duy làm việc
Để đạt hiệu quả tối đa từ hệ thống hàn tự động, người lao động cần phát triển tư duy tổng thể hơn thay vì chỉ tập trung vào riêng công đoạn hàn. Vai trò của họ thường được mở rộng sang các nhiệm vụ giúp robot duy trì hoạt động liên tục và bảo đảm dòng chảy vật liệu ổn định trong toàn bộ dây chuyền sản xuất.

Các nhiệm vụ này có thể bao gồm:
– Giám sát các công đoạn phía trước để bảo đảm linh kiện được cung cấp liên tục.
– Kiểm tra tính đồng nhất và mức độ chuẩn bị của các chi tiết đầu vào, bao gồm chuẩn bị mép hàn, độ khớp nối và góc lắp ghép.
– Làm việc với các công nghệ điều khiển và giao diện người – máy (HMI) (1) để vận hành hoặc điều chỉnh trạm hàn.
– Theo dõi dữ liệu về vật tư tiêu hao, thông số hàn và năng suất sản xuất.
– Áp dụng kinh nghiệm chuyên môn để phát hiện khuyết tật và thực hiện các điều chỉnh cần thiết.
– Bảo trì và vệ sinh bép hàn nhằm duy trì trạng thái hoạt động tối ưu của robot.
– Đảm bảo các chi tiết hoàn thiện được chuyển sang công đoạn tiếp theo một cách hiệu quả.
(1) Giao diện người – máy (Human Machine Interface – HMI) là tập hợp phần cứng và phần mềm cho phép con người giám sát, điều khiển và tương tác với máy móc, thiết bị hoặc hệ thống tự động hóa.

Bù đắp tình trạng thiếu hụt lao động và khoảng cách kỹ năng
Thợ hàn có tay nghề cao hiện đang rất được săn đón, trong khi nhiều doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc tuyển dụng nhân sự phù hợp. Việc tự động hóa một phần hoặc toàn bộ công đoạn hàn có thể giúp giảm số lượng thợ hàn cần tuyển dụng. Ví dụ, một thợ hàn có trình độ cao hoàn toàn có thể giám sát đồng thời nhiều trạm hàn tự động.

Năng suất và hiệu quả vận hành tăng lên
Khi được lập kế hoạch và lập trình phù hợp, hệ thống hàn tự động có thể nâng cao năng suất với tốc độ tương đương hoặc cao hơn so với hàn thủ công.

Robot hoạt động liên tục
Yếu tố quan trọng nhất để đạt hiệu quả cao là duy trì robot hoạt động liên tục. Robot không cần nghỉ giải lao, nghỉ phép hoặc chuyển ca như con người. Ngay cả những khoảng dừng ngắn do mệt mỏi tích lũy trong ngày làm việc cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng.

Trong khi đó, robot hàn vận hành với tốc độ ổn định, không có thời gian nhàn rỗi hoặc các khoảng dừng ngoài kế hoạch. Điều này giúp tăng thời gian hoạt động thực tế và nâng cao năng suất tổng thể.

Chất lượng chuẩn bị chi tiết đầu vào
Tình trạng của các chi tiết trước khi đưa vào trạm hàn có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả hoạt động của robot. Robot hoạt động hiệu quả nhất khi các chi tiết có độ đồng nhất cao nhất có thể, bao gồm mép cắt sạch và phẳng, góc vát chính xác và kích thước lặp lại ổn định.

Những yếu tố này giúp chi tiết được đặt chính xác vào đồ gá và căn chỉnh đúng vị trí. Khác với con người, robot không thể tự điều chỉnh tức thời khi gặp sai lệch trong quá trình hàn.

Để robot thực hiện đúng vai trò của mình
Điều này có vẻ hiển nhiên nhưng trong giai đoạn đầu triển khai, doanh nghiệp có thể có xu hướng tiếp tục hàn thủ công thay vì dành thời gian tối ưu hóa chương trình cho robot.

Nhà tích hợp hệ thống và đội ngũ vận hành cần đầu tư thời gian để thiết lập chính xác các thông số và chuyển động của robot nhằm tối ưu hóa toàn bộ hệ thống. Đổi lại, doanh nghiệp sẽ nhận được chất lượng sản phẩm ổn định hơn và mức độ nhất quán cao hơn trong sản xuất.

Tối đa hóa giá trị từ hệ thống hàn robot
Các doanh nghiệp thuộc mọi quy mô đang sử dụng robot hàn trong nhiều lĩnh vực, từ ô tô, hàng không vũ trụ đến điện tử, thiết bị y tế, hàng tiêu dùng và thiết bị gia dụng.

Có nhiều cách để tích hợp tự động hóa vào hoạt động hàn. Tuy nhiên, lựa chọn phù hợp nhất đơn giản là giải pháp được sử dụng thường xuyên nhất. Một robot hàn phải nằm chờ hàng giờ hoặc hàng ngày vì chỉ phục vụ những công việc hiếm khi phát sinh sẽ không mang lại nhiều giá trị đầu tư.

Thay vào đó, nên ưu tiên triển khai robot cho những công việc:
– Chiếm phần lớn khối lượng công việc hàn của doanh nghiệp.
– Thường xuyên phát sinh lỗi hoặc thiếu nhất quán khi thực hiện thủ công.
– Vượt quá trình độ kỹ năng hiện có hoặc vượt quá quỹ thời gian của đội ngũ thợ hàn.
– Gây ra tình trạng tắc nghẽn trong quá trình sản xuất.

Phần lớn các phương pháp hàn hiện nay đều có thể được thực hiện bằng robot công nghiệp, bao gồm hàn MIG, hàn TIG, hàn laser, hàn plasma và hàn điểm.

Xây dựng một hệ thống hàn tự động hoàn chỉnh
Một hệ thống hàn robot không chỉ đơn thuần là một cánh tay robot cầm súng hàn. Nhiều yếu tố khác nhau sẽ quyết định hiệu quả vận hành của toàn bộ hệ thống và cần được xem xét ngay từ giai đoạn lập kế hoạch. Một số yếu tố có thể kể đến như:

Thành phần thiết bị hàn
Bao gồm nguồn hàn, cánh tay robot, cáp điện, đường cấp khí, súng hàn, điện cực hoặc dây hàn, bộ vệ sinh súng hàn, cảm biến, màn hình giao diện người dùng và phần mềm điều khiển dùng để giám sát cũng như vận hành hệ thống.

Đồ gá
Thiết kế đồ gá phù hợp giúp cố định chi tiết và duy trì vị trí chính xác trong quá trình hàn bằng robot. Do robot không thể tự điều chỉnh góc súng hàn hoặc vị trí tiếp cận như con người, đồ gá đóng vai trò đặc biệt quan trọng.

Các thành phần đồ gá có thể bao gồm:
– Kẹp giữ chi tiết.
– Giá đỡ sản phẩm.
– Bộ định vị.
– Bàn xoay.
– Các cơ cấu thay đổi hoặc hoán đổi dụng cụ nhằm phục vụ việc chuyển đổi giữa các dòng sản phẩm cùng họ.

Thiết bị an toàn
Hàn vẫn là một công việc tiềm ẩn nhiều nguy cơ, ngay cả khi được thực hiện bởi robot. Các cảm biến có thể được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của con người hoặc bộ phận cơ thể trong vùng làm việc. Hàng rào bảo vệ và cửa an toàn có thể ngăn robot hoặc súng hàn hoạt động khi có người trong trạm hoặc khi cửa đang mở.

Các hệ thống khóa liên động và khóa an toàn bằng chìa khóa cũng cung cấp thêm nhiều lớp bảo vệ trước khi thiết bị được cấp nguồn.

Khả năng giám sát dữ liệu
Các hệ thống hàn hiện đại có thể được trang bị phần mềm theo dõi các thông số như dòng điện hàn, áp suất khí bảo vệ và mức tiêu thụ dây hàn theo thời gian.

Ngoài ra, hệ thống còn có thể giám sát các chỉ số sản xuất như thời gian chu kỳ và số lượng sản phẩm hoàn thành.

Nhờ đó, doanh nghiệp dễ dàng nhận biết các xu hướng sản xuất, phát hiện những thông số cần điều chỉnh hoặc nhận diện sớm các vấn đề bảo trì tiềm ẩn.

Chất lượng chi tiết đầu vào
Robot luôn lặp lại cùng một chuyển động. Để đạt được chất lượng và độ ổn định cao nhất, các chi tiết cấp vào cần có độ đồng nhất tối đa.

Các yếu tố như độ khớp nối, chuẩn bị mép hàn, góc ghép nối và việc chi tiết được gia công bằng máy CNC hay bằng phương pháp thủ công đều ảnh hưởng đến mức độ biến thiên của sản phẩm.

Bố trí trạm làm việc
Doanh nghiệp cần xem xét cách bố trí vật lý của trạm hàn và cách tích hợp chúng với các khu vực sản xuất khác.

Cần bảo đảm robot hàn không cản trở luồng giao thông nội bộ, không làm phát sinh các quãng đường vận chuyển không cần thiết và không xâm lấn vào các lối đi dành cho nhân viên.

Đồng thời, việc tính toán trước các khả năng mở rộng trong tương lai cũng sẽ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hiệu quả đầu tư lâu dài.

Để xem các tin bài khác về “Hàn tự động”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Shop Metalworking Technology