Memaksimalkan Ruang Pengelasan Produktif Anda

Dirancang berdasarkan prinsip manufaktur ramping untuk mengurangi limbah dan meningkatkan alur kerja, sel kerja las busur robotik dapat memberikan akurasi, keandalan, keserbagunaan, dan kecepatan untuk banyak aplikasi industri yang mencakup beragam industri. Sementara beberapa produsen akan berpendapat bahwa workcell robot yang paling efisien di pasar adalah yang memiliki jejak terkecil, ada faktor lain yang perlu dipertimbangkan. Yang membawa kita ke pertanyaan:apa penggunaan ruang lantai berharga yang paling efisien?

Agar pabrikan mendapatkan laba atas investasi (ROI) maksimum selama periode pengembalian tertentu, sangat penting untuk menggunakan sel kerja seefisien mungkin untuk menangani aplikasi dan jenis suku cadang tertentu. Tren pembelian baru-baru ini menunjukkan bahwa pembelian sel kerja robotik yang lebih besar dengan robot tambahan dapat menjadi solusi yang lebih produktif bagi perusahaan untuk meningkatkan produksi dan kualitas produk, memenuhi kekurangan tenaga kerja, dan memenuhi permintaan pelanggan dalam prosesnya.

Sementara banyak pabrikan yang berbasis di Asia menekankan bahwa sel kerja robot dengan tapak kecil adalah yang terbaik, perusahaan di A.S. umumnya kurang peduli dengan ruang lantai. Namun, mentalitas ini sedang berubah, karena pabrikan berusaha memenuhi inisiatif untuk meningkatkan produktivitas. Yaskawa membuat berbagai sel kerja las standar, yang merupakan bagian dari ArcWorld ^® seri. Sel-sel ini dapat digunakan untuk mengilustrasikan enam faktor yang berkontribusi terhadap produktivitas ruang lantai. Pada gilirannya, faktor-faktor ini juga dapat membantu menjelaskan tren pembelian terkini dan mengevaluasi motivator pendorong untuk mendapatkan lebih banyak produktivitas dari ruang lantai pabrik.

Enam Faktor Utama untuk Dipertimbangkan:
Jawaban untuk efisiensi sel kerja terletak pada membandingkan faktor-faktor tertentu dan meninjau rasio sederhana. Untuk mengevaluasi produktivitas sel kerja robot, produsen harus mempertimbangkan hal berikut:

1. Area Bagian
   Area bagian hanyalah ruang yang diperlukan untuk mendukung suatu produk. Misalnya, pemasok kursi otomotif memiliki perbedaan ukuran yang jelas antara braket kursi malas, kursi depan, dan rangka kursi belakang terpisah 60/40 untuk sub-perakitan. Memiliki area suku cadang yang cukup untuk menghasilkan suku cadang berkualitas secara efektif dan efisien dengan perkakas adalah kuncinya. Memposisikan bagian-bagian juga merupakan faktor. Jika bagian tersebut perlu diorientasikan ulang, maka diperlukan volume tiga dimensi yang lebih besar.
   
2. Area Workcell
   Ini mengacu pada ukuran seluruh tapak sel kerja, atau berapa banyak ruang lantai di lantai pabrik yang dicakup oleh sistem robot. Pabrikan mungkin menganggap sel yang lebih kecil sebagai penggunaan ruang lantai yang lebih efisien. Sementara jejak sel merupakan pertimbangan yang valid untuk dipertimbangkan, memilih sistem robotik berdasarkan jejak saja tidaklah ideal. Demikian pula, sel kerja satu stasiun harus dievaluasi sebagai pasangan saat membandingkannya dengan sel dua stasiun.
   
3. Area Keamanan
   Ruang terbuka, yang harus dikosongkan oleh operator selama pengindeksan posisi agar sesuai dengan peraturan keselamatan, dikenal sebagai area keselamatan. Beberapa produsen akan menyesuaikan workcell robot dengan pintu roll-up untuk meminimalkan ruang area keselamatan. Menangguhkan wadah komponen untuk komponen yang lebih kecil di dalam area ini membantu memanfaatkan ruang ini dan meningkatkan ergonomi.
   
4. Area Penyimpanan Operator/Suku Cadang
   Area operator mengacu pada ruang di mana operator mengambil atau menempatkan bagian-bagian ke dalam perkakas sel. Sel dengan ruang aman berpotensi memadati operator dengan penyimpanan sebagian, yang akan membutuhkan sel kerja satu stasiun untuk dilengkapi dengan lorong yang lebih lebar. Sel-sel kerja stasiun tunggal terkadang ditempatkan berlawanan satu sama lain, sehingga operator memuat satu dan kemudian melayani sel di sisi lorong yang berlawanan.
   
5. Jumlah Robot
   Jumlah robot las busur – atau “busur” mengacu pada obor kerja – dalam sel kerja juga sangat penting saat memilih solusi robot. Menambahkan robot kedua atau ketiga hampir dapat menggandakan atau melipatgandakan produksi pengelasan dengan sedikit atau tanpa dampak pada ruang lantai. Ini meningkatkan "kepadatan busur" dari sel kerja tertentu.
6. Biaya
   Harga sel kerja dipertimbangkan pada setiap tahap desain dan implementasi. Sering kali, persentase biaya robot lebih kecil jika positioner, kontrol sel, dan perkakas disertakan. Item lain, seperti sensor laser, juga dapat meningkatkan biaya tetapi meningkatkan waktu siklus. Persyaratan suku cadang dan throughput pelanggan akan menentukan seberapa besar mereka menghargai fitur yang menambah biaya ini saat membuat sel yang sangat efisien.

Aplikasi
Saat memilih workcell yang paling produktif untuk aplikasi dan jenis suku cadang tertentu, produsen harus mengevaluasi faktor utama yang memengaruhi efisiensi workcell sebagai perbandingan. Misalnya:

• Area Bagian / Area Sel Kerja =Rasio Bagian ke Area Sel Kerja
• Part / Workcell X Arc Robot Qty =Kerapatan Busur atau Rasio Produktivitas Sel Kerja
• Rasio $ terhadap Ruang Lantai dan # Busur =Rasio Nilai
• Biaya Integrasi (1x per sel kerja):PLC +HMI + Penurunan Daya + Perkakas + Dll.

Contoh 1: Toko kerja atau perusahaan otomotif dapat mempertimbangkan ArcWorld C-52 (AWC-52), yang merupakan workcell kompak untuk fabrikasi volume rendah hingga menengah yang memiliki dua stasiun meja datar (AWC-52S memiliki headstock untuk memutar bagian). Sel ini memberikan kinerja yang kuat dalam paket yang ringkas, menampilkan:

• Pengurangan ruang lantai
• Satu Motoman enam sumbu ^® robot
• Gulung pintu
• Paket pengelasan terintegrasi
• Ukuran bagian maks (mm) kapasitas 760 x 700

Memilih sel kerja yang lebih kecil berdasarkan ukuran bagian mungkin tampak sebagai penggunaan ruang lantai yang terbaik, tetapi setelah mempertimbangkan ukuran bagian yang lebih kecil sehubungan dengan tapak total sel kerja, efisiensi area keseluruhan sel ini hanya 12%.

Dalam menilai kapasitas produksi sel, jumlah robot las busur juga dievaluasi. Setelah menghitung rasio luas bagian terhadap robot dan membandingkannya dengan jumlah busur, ditentukan bahwa rasio produktivitas sel kerja AWC-52 masih 12% efisien karena robot tunggal. Meskipun biaya masuknya rendah, waktu ramp-up cepat, desain tapak yang ketat, dan kemampuan pengamanan yang mudah, sel kerja ini mungkin kurang untuk beberapa produsen saat perbandingan dibuat.

Demikian pula, sel kerja stasiun tunggal yang ringkas harus dievaluasi sebagai pasangan, dibandingkan dengan sel dua stasiun. Jenis konfigurasi ini menambahkan robot las busur ekstra ke dalam proses, tetapi juga menambahkan lebih banyak ruang ke area operator. Meskipun sel kerja ini meniadakan waktu sapuan positioner, sel ini memaksa operator untuk berjalan, menawarkan ergonomi yang buruk dan berpotensi meningkatkan waktu siklus.

Beberapa pabrikan akan menempatkan sel-sel ini saling berhadapan, di mana ruang operator ditangani oleh satu operator. Ini dapat mendorong rasio produktivitas hingga 30% berdasarkan dua robot dan area bagian/sel kerja. Penggunaan dua sel akan menghasilkan biaya integrasi 2x lipat, yang dapat menjadi signifikan bagi produsen otomotif dengan perkakas otomatis.

Contoh 2: Pabrikan yang mencari sel kerja untuk mengelas bagian yang lebih kecil yang tidak memerlukan pemosisian dapat mempertimbangkan ArcWorld 1000 (konfigurasi robot tunggal) atau ArcWorld 1200 (konfigurasi robot ganda) yang lebih besar. Direkayasa sebelumnya untuk produksi komponen berukuran kecil hingga menengah untuk aplikasi pengelasan bervolume sedang hingga tinggi, fitur ArcWorlds ini:

• Meja putar servo berkecepatan tinggi (60 inci atau 72 inci di atas meja)
• Satu atau dua robot Motoman enam sumbu
• Unit Keamanan Fungsional (FSU)
• Paket pengelasan terintegrasi
• Ukuran bagian maks (mm) kapasitas 1.000 x 474

Dengan menggunakan perbandingan sub-perakitan yang sama (lihat Contoh 1), sel AW1000 ternyata 10% efisien menggunakan rasio luas bagian terhadap luas sel kerja. Meskipun pengenalan meja putar servo berkecepatan tinggi, keberadaan area keselamatan menciptakan "ruang kosong" yang tidak dapat digunakan selama pengoperasian. Sisi positifnya, area operator membutuhkan gerakan minimal dari operator, menciptakan ergonomi yang lebih baik.

Ketika kerapatan busur dihitung dalam kaitannya dengan rasio luas bagian terhadap area sel kerja, terungkap bahwa penambahan robot las busur ekstra dalam konfigurasi ini (AW1200) meningkatkan keseluruhan produktivitas sel kerja menjadi 19%. Saat membandingkan daftar harga antara workcell ArcWorld lainnya, AW1200 mewakili harga/arc terendah dari semua workcell, menjadikannya nilai yang bagus. Hanya ada 1x biaya integrasi untuk sel ini.

Contoh 3: Workcell kami yang paling populer, seri AWIV-6000 dengan pengatur posisi kincir ria, memberikan penggunaan ruang lantai yang paling efisien. Direkayasa sebelumnya untuk produksi suku cadang bervolume sedang hingga tinggi, fitur berikut:

• Kapasitas berkecepatan tinggi, pemosisian garis ramping yang hemat ruang
• Satu, dua, tiga, atau empat robot Motoman enam sumbu
• Unit Keamanan Fungsional (FSU)
• Paket pengelasan terintegrasi
• Ukuran suku cadang maksimum (mm) 4.000 dan kapasitas 1.525

Dengan menggunakan perbandingan efisiensi ruang lantai yang sama (lihat Contoh 1 dan Contoh 2), sel seri ArcWorld IV-6000 ditemukan 30-34% efisien menggunakan rasio luas bagian terhadap luas sel kerja. Meskipun penambahan pemosisian garis tipis berkecepatan tinggi dalam kaitannya dengan area bagian dan area sel kerja meningkatkan efisiensi sel, keberadaan area keselamatan masih menciptakan "ruang kosong" yang tidak dapat digunakan selama pengoperasian. Beberapa produsen telah menggunakan gorden gulung untuk menjangkau area aman guna mengurangi jarak yang digunakan oleh gorden tipis.

Seperti pada contoh workcell seri ArcWorld C dan ArcWorld 1000, kehadiran robot las busur meningkatkan faktor produktivitas setiap sel. Ketika kerapatan busur dihitung dalam kaitannya dengan rasio area bagian terhadap area sel kerja untuk setiap sel dalam seri ArcWorld IV-6000, temuannya adalah sebagai berikut:

• Area bagian AWIV-6000SL / sel kerja X 1 robot busur =rasio produktivitas 60%
• Area bagian AWIV-6200SL / workcell X 2 robot busur =rasio produktivitas 67%
• Area bagian AWIV-6300SL / sel kerja X 3 robot busur =rasio produktivitas 100%

Kerapatan busur dalam kaitannya dengan rasio area bagian terhadap sel kerja memberi ArcWorld IV-6300SL persentase yang lebih besar, menjadikannya sel kerja yang paling fleksibel dan produktif dalam konfigurasi standar kami.

Pelanggan berulang telah berubah dari menentukan sel AWIV-6300 dengan 3 robot dan rentang posisi 3 meter menjadi sel dengan empat robot (AWIV-6400) dan rentang posisi 4 meter. Meskipun ini sedikit meningkatkan area bagian pelanggan ke area sel (efisiensi ruang lantai) dari 34% menjadi hanya 36%, rasio densitas busur (atau efisiensi produktivitas) meningkat pesat dari 101% menjadi 143%. Selain itu, menambahkan lebih banyak robot adalah solusi hemat biaya karena biaya integrasi sel, seperti PLC, HMI, perkakas, perlindungan, dan penurunan utilitas, tidak meningkat.

Kesimpulan:
Sel kerja robotik yang ringkas menawarkan jejak yang lebih kecil, tetapi belum tentu merupakan penggunaan ruang lantai yang paling efisien. Toko kerja mungkin ingin mengevaluasi kapasitas ukuran bagian dalam kaitannya dengan tapak sel kerja untuk menentukan penggunaan ruang lantai yang paling FLEKSIBEL. Selain itu, dalam upaya meningkatkan PRODUKTIVITAS ruang lantai, perusahaan otomotif mungkin ingin mempertimbangkan sedikit memperluas area kerja untuk menambah lebih banyak robot. Mengevaluasi biaya pasangan, konfigurasi workcell yang berbeda, termasuk biaya integrasi, dapat membantu produsen memastikan bahwa mereka memaksimalkan VALUE ruang lantai mereka.