誘導型近接センサーは工場の溶接セルのアップグレードに役立ちます

自動溶接セルのセンサー システムは衝撃を受ける可能性があります。 過度のダウンタイムを避けるために、金属製造会社は溶接セルの過酷な環境に耐えられるセンサー技術に投資する必要があります。 トサポール/iStock/Getty Images Plus

非接触誘導近接センサーは、自動車、家具、航空宇宙、家電製品の製造などの用途における自動溶接セルの重要な部分です。 このようなセンサーでは、デバイスのフロントエンドのコイルによって放射される電磁場が金属ターゲットによって最終的に減衰され、クランプ位置、部品の存在 (ネスティング)、および機能の検証を示す出力がトリガーされます。 そして、これらのセンサーの 1 つが故障すると (多くの場合は回避可能な問題ですが)、悲惨な結果が生じる可能性があります。

メーカー間の一般的な意見は、自動溶接アプリケーションで使用されるセンサーは集中的なメンテナンスが必要であり、すでに多忙なメンテナンス担当者による高い交換頻度が必要であるということです。 したがって、高額な MRO コストは単にプログラムの一部にすぎません。

品質管理者と購買管理者は、センサーの過度の消費は当然のことであると考えているため、交換時間が 90 秒に近づくセンサーのできるだけ低価格を探しています。 最低価格と最短納期のベンダーが勝ちます。

材料を迅速に交換できるようにするために、大量の委託在庫とともに産業用 MRO 自動販売機またはキャビネットを選択する人もいます。 重要なセル位置で使用されているセンサーが故障し、代替品が在庫にない場合、業務全体が停止するか、少なくとも大量の手戻りや仕分けが発生する可能性があります。

しかし、低コストのセンサーと高速 MRO は、重要な溶接作業における高い故障率と低い生産性に対する解決策ではありません。 センサー システムが攻撃的な溶接環境において最も重要であると同時に最も脆弱なものの 1 つであるにもかかわらず、この種のシナリオはどのようにしてこの臨界点にまで発展したのでしょうか?

それは、機械を購入する顧客からの溶接セルの設計と仕様から始まります。 好ましいセンサーのブランドは部品表に指定されている可能性がありますが、接合される金属の種類、コンポーネントの重量、部品の負荷の問題、溶接の種類、熱や排出の種類について十分に考慮しない限り、センサーが溶接部にどれだけ近いかによって、多くの落とし穴が発生する可能性があり、実際にそうなる場合がよくあります。

溶接セルのメーカーは多くの場合、センサー、取り付けハードウェア、および接続性に関する基本的な「自社標準」を持っています。これは必ずしもアプリケーションに固有ではありませんが、OEM として統合するのに非常に安価です。 そしてそれは問題を引き起こす可能性があります。 軽量のセンサー システムであれば、製造部品の承認プロセスや流出を乗り越えることができるかもしれませんが、長期間にわたる溶接用途の厳しさに耐えるように設計されていない露出したセンサー システムは、早期に故障する運命にあります (「図1）。

では、重要な溶接作業を高メンテナンス/高交換のメリーゴーランド状態から抜け出し、計画外の機械のダウンタイムを削減し、センサーの在庫を減らすにはどうすればよいでしょうか?

手順が文書化されていない限り、常に主観が優先されます。 センサー関連の溶接プログラムで何が起こっているかを文書化することで客観性が高まり、あらゆるレベルの管理者がセンサーの故障が発生しやすい場所を認識できるようになります。 これにより、組織は、特にメトリクスを適用する場合に、早期障害の根本原因を分析し、問題に優先順位を付ける必要があります。

経験豊富なコンサルタントが、各溶接セルの各ホット スポットを監査し、アプリケーション固有のセンサー、適切なマウント、非常に堅牢なケーブルなどのセンサー システムのアップグレードを開始するためのロードマップとして機能するレポートの生成を支援します。

図 1. 長時間にわたる溶接用途の過酷さに耐えるように設計されていない露出したセンサー システムは、早期に故障する運命にあります。

センサーは非接触デバイスであることが想定されているため、機械的な取り付けシステムはセンサー自体と同じくらい重要です。 溶接セル内の各センサーをベストプラクティス基準に従って保護することに細心の注意を払ってください。

センサー本体をカプセル化してしっかりと固定する重い保護マウントにより、迅速な交換が可能になり、重要なセンサー電子機器からの熱を放散するヒートシンクとして機能します。 最適なマウントは、所定の位置から振動することなくセンサーを固定し、スパッタの蓄積を防ぐコーティングが施されているなど、外部からの力による損傷に耐えます。

に示すセンサーマウント図2センサー面と金属ターゲットの間に正確なギャップを設けることができます。 スチール構造は酷使に耐え、コーティングがスラグの蓄積を防ぎます。

厳しい溶接環境でセンサーを保護するには、ケーブルとコネクタをジャケット材料で覆うことが含まれます。 これらのデバイスにおける溶接セルの敵意は、特に高熱や排出物が多い溶接環境、さらには動作が関与する場合にさらに激しくなります。

機械メーカーが設置する PVC、PUR、TPE などの汎用センサー ケーブル ジャケット素材は溶接用途には適合せず、メンテナンス作業、機械のダウンタイム、不必要かつ過剰な交換部品コストなどの結果が予測可能です (「図3）。

ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、高熱やスパッタに耐えるオーバージャケット素材のオプションの 1 つです。 PTFE スプリット チューブは周囲を保護し、ケーブルを取り付けるとぴったりと収まります (「図4 ）。 この耐久性と柔軟性に優れた素材は、過酷な溶接セル環境や破片に耐え、センサー ケーブル、ホース、空気圧チューブを保護します。

多数のセンサーを消費する複数の溶接セルがある場合でも、すぐに入手できる耐久性のあるセンサー システム オプションを使用すれば、アップグレードは驚くほど簡単になります。 溶接セルイミュニティ専用に特別に作られたセンサーは、取り付けナットも保護のためにコーティングされた管状および長方形のスタイルで入手可能です (「図5）。

センサーのメーカーは、セルに統合するセンサーの種類、取り付け、コネクタのオーバージャケットを正確に決定するのに役立ちます。 アップグレードされた機器と予防保守について適切に訓練されたオペレーターがあれば、生産性が向上し、即時かつ大幅な投資収益率が得られます。