ระบบเชื่อมโลหะอัตโนมัติเป็นหนึ่งในตัวแปรสำคัญ สำหรับงานเชื่อมโลหะในโรงงานอุตสาหกรรมการผลิต ที่ทำให้เกิดข้อได้เปรียบด้านเทคโนโลยีการเชื่อมโลหะที่เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ในบทความ Metal Fab-Form ในฉบับนี้ MEGA Tech จึงขอเสนอข้อได้เปรียบของการนำหุ่นยนต์เชื่อมโลหะหรือระบบเชื่อมโลหะอัตโนมัติเข้ามาใช้ในการปฏิบัติงานในโรงงานของคุณ

คุณภาพการเชื่อมโลหะ ขีดจำกัดของงานเชื่อมโลหะ คือการสร้างผลงานที่เหมือนกันเป๊ะในแต่ละครั้งและช่างเชื่อมโลหะสองคนต่างไม่สามารถสร้างรอยเชื่อมที่เหมือนกันในทุกด้านได้ซึ่งมีปัจจัยต่างๆ เช่น ความพอดีของชิ้นส่วน ประสบการณ์ และความล้าต่างๆ มีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณภาพ อาจก่อให้เกิดการเสียเวลาและเงินจำนวนมากที่เกิดจากเสียหายของชิ้นงาน ในทางตรงกันข้ามระบบเชื่อมโลหะอัตโนมัติสามารถตั้งโปรแกรมด้วยการเคลื่อนไหวและพารามิเตอร์ที่แน่นอนเพื่อให้การเชื่อมโลหะเสร็จสมบูรณ์ในลักษณะเดียวกันทุกรอบ ผลลัพธ์ที่ได้คือความสม่ำเสมอและคุณภาพที่เพิ่มขึ้น

ปริมาณงานและประสิทธิภาพ การเชื่อมโลหะอัตโนมัติจะเพิ่มปริมาณงานได้ในอัตราความเร็วเท่ากับหรือสูงกว่าการเชื่อมโลหะด้วยมือ การทำงานต่อเนื่องของหุ่นยนต์เชื่อมจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญ โดยหุ่นยนต์เชื่อมโลหะ(Industrial Robot)สามารถทำงานด้วยความเร็วที่สม่ำเสมอโดยไม่มีเวลาว่างหรือการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ ซึ่งทำให้มีเวลาทำงานเพิ่มขึ้น ดังนั้นอัตราการผลิตโดยรวมจึงสูงขึ้น ปัจจัยที่สองคือ การเตรียมชิ้นงาน สภาพของชิ้นงาน ไม่ว่าจะเป็นขนาด, ขอบที่สะอาดและเรียบ, มุมเอียงที่เหมาะสม ซึ่งจะเป็นองค์ประกอบที่จะทำให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกติดตั้งอย่างถูกต้องและถูกจัดวางอย่างถูกต้อง โดยปัจจัยที่สองจะต้องอาศัยการทำงานร่วมกับมนุษย์เพื่อให้ประสิทธิภาพสูงสุด

การสร้างระบบเชื่อมโลหะอัตโนมัติ ด้วยหุ่นยนต์เชื่อมโลหะ(Industrial Robot)เป็นอะไรมากกว่าเพียงแค่แขนหุ่นยนต์เชื่อมโลหะ(Industrial Robot)ที่ถือหัวเชื่อม องค์ประกอบต่างๆนี้จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบเชื่อมโลหะไม่ว่าจะเป็น ส่วนประกอบการเชื่อมโลหะ ซึ่งรวมถึง

หุ่นยนต์เชื่อมอุตสาหกรรม (Industrial Robot)

ตู้คอนโทรเลอร์ (Robot Controller)

ตู้เชื่อม (Welder)

Positioner

สำหรับการเชื่อมโลหะ แขนหุ่นยนต์เชื่อม, ชุดควบคุมหุ่นยนต์เชื่อม, อุปกรณ์จับยึดเพื่อช่วยให้แนวเชื่อมมีความมั่นคงและอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม นอกจากส่วนประกอบหลักแล้วอุปกรณ์ด้านความปลอดภัยก็เป็นส่วนสำคัญ การเชื่อมโลหะยังคงเป็นงานอันตราย ถึงแม้ว่าจะปฎิบัติการด้วยหุ่นยนต์เชื่อมก็ตาม เซนเซอร์จึงเป็นอุปกรณ์เสริม ที่จะใช้ตรวจจับบุคคลหรือส่วนของร่างกาย เพื่อป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์เชื่อมและหัวเชื่อมเคลื่อนที่เมื่อมีคนอยู่ในเซลล์หรือเมื่อประตูเปิดอยู่ และยังเสริมความสามารถด้วยการตรวจสอบข้อมูล ระบบเชื่อมโลหะสามารถติดตั้งด้วยซอฟต์แวร์เพื่อติดตามกระแส แรงดันแก๊ส และการใช้ลวด เพื่อป้องกันปัญหาการที่อาจเกิดขึ้น

ปัจจุบันผู้ผลิตหลากหลายบริษัทได้นำหุ่นยนต์เชื่อมไปใช้ในการเชื่อมโลหะ ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมยานยนต์, อิเล็กทรอนิกส์, ก่อสร้างและอื่นๆ การเชื่อมโลหะส่วนใหญ่สามารถทำได้ด้วยแขนกล ซึ่งรวมถึงการเชื่อมโลหะ MIG, TIG, เลเซอร์ และพลาสมา ร่วมไปถึงการเชื่อมโลหะเฉพาะจุด (Spot Welding) สิ่งที่จะเกิดกับการเชื่อมโลหะที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือ Spatter ซึ่ง Spatter คือ สะเก็ดที่เกิดจากการเชื่อมโลหะ ที่ทำให้ผิวชิ้นงานไม่เรียบเป็นตุ่ม หรือ เม็ดที่เกิดจากการเชื่อมโลหะ ซึ่งทำให้ชิ้นงานดูไม่ได้คุณภาพ เสียภาพลักษณ์และมาตราฐานของผลิตภัณฑ์ ซึ่งปัจจุบัน การเชื่อมโลหะ เป็นกระบวนการที่จะพบได้ในหลากหลายการผลิต โดยเฉพาะอย่างผู้ผลิตชิ้นส่วน อะไหล่รถยนต์ รวมถึงงานอื่นๆ ที่จำเป็นต้องมีกระบวนการต่อวัสดุ ส่วนใหญ่เป็นโลหะและวิธีการเชื่อมโลหะที่พบกันอย่างแพร่หลาย คือ

• 

การเชื่อมโลหะแบบ Short Arc แบบ MIG/MAG/CO2 ซึ่งจะเกิดสะเก็ดไฟได้ง่ายจากการส่งลวด อีกหนึ่งทางเลือกที่จะช่วยลด Spatter คือ การเชื่อมโลหะแบบ Ultra-Low Spatter “EAGL” ที่สามารถลดสะเก็ตไฟ (Spatter) โดยเป็นการส่งลวดและดึงลวดกลับทำให้สะเก็ดไฟลดลง นอกจากนี้การเชื่อมโลหะแบบ EAGL เป็นการเชื่อมโลหะที่มีกระแสไฟสูง ทำให้ไม่ต้องเสียเวลาในการขัดชิ้นงาน และไม่ต้องใช่แก๊สผสม Ar+Co2 ที่มีราคาที่สูงในการช่วยลดสะเก็ดไฟจากการเชื่อมโลหะ ทำให้ลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างดีเยี่ยม แนวคิดเรื่องการผลิตโดยระบบเชื่อมโลหะอัตโนมัติ ด้วยการก้าวทันเทคโนโลยีและนำมาประยุกต์ใช้ในงานอุตสาหกรรมจึงเป็นเรื่องที่น่าจะเริ่มต้นพัฒนากระบวนการผลิตอ เพื่อลดช่องว่างและผลกระทบจากการขาดแคลนแรงงานที่มีฝีมือ อีกทั้งยังเป็นการติดอาวุธเพื่อพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตให้เพิ่มสูงขึ้น ตลอดจนได้การผลิตมีความแม่นยำสูง เมื่อประเทศมีการพัฒนาขับเคลื่อนทางเศรษฐกิจไป จึงมีแนวโน้มที่ชัดเจนในการนำหุ่นยนต์เชื่อมโลหะ(Industrial Robot)และระบบเชื่อมโลหะอัตโนมัติมาใช้มากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อทำงานให้รวดเร็วแม่นยำมากขึ้น ประสิทธิภาพในการผลิตสูงขึ้นซึ่งล้วนเป็นประโยชน์ต่อโรงงานและอุตสาหกรรมการผลิตอย่างแน่นอน

Article by: Yaskawa Electric (Thailand) Co., Ltd. & MEGA Tech

Automatic systems are one of the key variables for welding work in industrial manufacturing factories that create technological advantages that lead to increased work effectiveness. In this Metal Fab-Form article, MEGA Tech would like to present the advantages of using robots or automatic systems in your factory operations.

Weld Quality – There is a limit in welding work in creating identical work results each time, and two welders cannot produce the same weld joints that are identical in every way, and many factors such as evenness of the parts, experience, and fatigue, contribute to quality changes that might cause you to lose large amounts of time and money due to workpiece damage. In contrast, automatic systems can set movement programs with clearly-determined parameters to produce the same perfect welds each time, leading to increased consistency and higher quality.

Work Quantity and Effectiveness – An automatic system can increase work volume while working at the same speed or greater speed than manual welding. As such, the continuous operation of robots is important. Robot welders can work at a consistent speed without unscheduled break or idle times, thus leading to greater work time and greater overall production rate. Another factor is workpiece preparation. The condition of the workpiece, whether in regards to its size, clean and smooth edges, or appropriate angles, is a component for ensuring that parts are installed correctly and arranged correctly. This second factor requires collaborative work with humans for maximum effectiveness.

               Development of Automatic Welding Systems – Robots are more than mere robotic arms holding welding nozzles or other components of the same nature, and these components affect system effectiveness, such as welding components, and include the following:

หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Industrial Robot)

ตู้คอนโทรเลอร์ (Robot Controller)

ตู้เชื่อม (Welder)

Positioner

For welding, robot arms, robot controllers, and holders help to ensure that weld lines are secure and appropriately positioned. That being said, in addition to these key components, safety devices are also important, since welding work is still dangerous, even when performed by robots. As such, sensors are accessories that detect persons or body parts to prevent robots and weld nozzles from moving in the direction where people are present in a cell or when a door is open. Features are further enhanced by the ability to verify data, and weld systems installed with software can monitor current, gas pressure, and wire used in order to prevent potential problems.

Currently, many manufacturers use robots for welding work, whether in the automotive industry, electronic industry, construction industry, or others. Most welding can be performed by mechanical arms, and this includes MIG, TIG, laser, and plasma welding, not to mention spot welding. Accordingly, what cannot be avoided during welding is spatter. Spatter is when fragments from welding cause work surfaces to be uneven or to have indentations or grains caused by welding, which will cause the work to appear to be of poor quality, thereby harming product image and standards. Welding today is a process frequently found in many types of manufacturing, especially in automotive parts manufacturing and other work that involves material attachment processes that mostly use metal, and a frequently used welding method is as follows:

• 

In the short arc welding type MIG/MAG/CO2, spatter can easily occur due to wire delivery. Therefore, another way to reduce spatter is to use ultra-low spatter welding “EAGL”, which can reduce spatter by sending wires and pulling wires back, which reduces spatter. In addition, EAGL welding is a high-voltage welding process, so there is no need to waste time in polishing the workpiece, and no expensive gas mixed with Ar+CO2 is needed to help reduce spatter from welling, which can significantly reduce expenses and increase effectiveness. Manufacturing by the use of automated systems that implement advanced industrial technologies is something that should occur to improve production processes and reduce the gap and impacts from shortages of skilled workers. Moreover, it can be used as a weapon for enhancing manufacturing effectiveness and delivering high-precision manufacturing. Thus, as the economy of the country is developed, there is a clear trend of increasing the adoption of robots and automated systems to increase work speed and precision, as well as manufacturing effectiveness, all of which will certainly benefit factories and manufacturing industries.

Article by: Yaskawa Electric (Thailand) Co., Ltd. & MEGA Tech

自動化は工業生産工場における溶接作業に重要な変数の一つです。それによって、溶接技術的に有利になり、作業効率も上達できます。今回の Metal Fab-Form 記事では、MEGA Tech は、ロボットを使用する利点、いわゆる工場の作業に使用できる自動溶接システムについて、提供させていただきます。

溶接品質　溶接作業の制限とは、毎回同じ作品ができるということです。さまざまな溶接士は、溶接の角など、同じ作業ができないのです。それは、部品の適合性、経験、疲労などによって品質の変化が起きるだけでなく、作業の損傷によって時間もお金も無駄になる恐れがあります。

一方、自動溶接システムは、プログラムを使用して正確なパラメータと動きが設定でき、完了した最終溶接作業は、一貫性であり、品質もよりよいです。

作業量と効率　自動溶接は、手溶接より速度が同じまたは早く、作業量が増加できます。

ロボットの継続的な動作が大事な要素です。溶接ロボットは、休む時間がなかったり、予期されない中止したらせずに一定的な速度で作業できるので作業時間が増えます。それにしたがって、全体の生産率は高くなるわけです。その上、2つ目の要素は、作業の準備、大小問わず作業の状態、きれいで滑らかな角、適切な傾斜角度です。それらは、部品が正確に設置と配置されていると確信できます。両方の要素は、最大の効率のために、人間との連携が必要となっています。

            ロボットによる自動溶接システムの構築とは、溶接ヘッドを持っている単なるロボットアームではありません。その要素によって、これらに影響されています。システムの効果を始め、溶接部品を含めて、

หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Industrial Robot)

ตู้คอนโทรเลอร์ (Robot Controller)

ตู้เชื่อม (Welder)

Positioner

溶接には、ウェルドラインを安定させて適切な位置に設定するためにロボットアーム、ロボット制御装置、ジグなど必要となっています。それに、主な成分に加えて安全装備も重要です。溶接は、ロボット操作でも、まだ危険な作業です。それにしたがって、センサーは、追加機能になり、人または体の一部を検出するかどうか確認できます。その上、誰かが機械の近くにいるとき、またはドアが開いているとき、ロボットと溶接ヘッドの動きを防ぐことになっています。また、データの検証もできます。溶接システムはソフトウェアで設定できます。問題発生を防ぐために、ガス圧とワイヤーの使用を確認されています。

現在、多くのメーカーは、自動車産業、電子工学、建設など工業におけて、ロボット溶接を使用されています。溶接は、MIG、TIG、レーザー、プラズマ溶接が含まれてスポット溶接(Spot Welding)まで、ほとんど機械アームで行われています。溶接でどうしても発生するのは、Spatterです。Spatterとは、溶接によるスパッタとのことです。工作物の表面がでこぼこになる原因、または溶接によって形成されたペレットなどです。それによって、作業の品質が低下させ、商品品質のイメージと製品基準が失われます。そういうわけで、現在、溶接は、自動車部品、その他材料の接合工程が必要な作業、特に部品メーカー、さまざまな製造業で見られるプロセスです。主に金属に関わる作業です。最も一般的な溶接方法は、次のとおりです。

• 

MIG/MAG/CO2、Short Arc溶接は、ワイヤー伝送からスパッタが発生しやすいです。Spatterを減らすのに、もう一つの選択肢は、最低スパッタが出るUltra-Low Spatter「EAGL」の溶接です。

            ワイヤーを送って引き戻すことによってスパッタの発生が少なくなります。それに、また、EAGL溶接は、大電流溶接なので、研磨作業も値段の高い Ar+Co2 混合ガスも必要ではないので、溶接の際にスパッタ低減にも役立ちます。それに従って、大幅なコスト削減と効率の向上が実現できます。

            生産自動化の概念は、技術発達と進歩を利用して作業に使用するには、高精度の生産だけでなく、熟練労働者不足や、生産効率の向上などのために、産業が開発できると考えられます。国では、経済の発展により、ロボットと自動化の採用がますます進んでいくという明確な傾向があります。より速くて正確に作業するためであり、より高い生産効率ができ、これらは、製造業はもちろん、すべて工場にとって有益と認められます。

Article by: Yaskawa Electric (Thailand) Co., Ltd. & MEGA Tech