Robottiohjaimen luotettavuuden arviointi käyttöajan varmistamiseksi

Pysähtynyt robotti on harvoin vain robottiin liittyvä ongelma. Kun ohjain ei käynnisty, yhteys katkeilee, vikoja ilmenee ajoittain tai ohjelmaa ei voi ladata, seurauksena voi olla tuotantosolun pysähtyminen, tuotantotavoitteiden jääminen saavuttamatta ja kiireessä työskentelevä kunnossapitotiimi. Robottiohjaimen luotettavuusarviointi antaa tuotantolaitoksen tiimeille käytännöllisen tavan arvioida ohjaimen kuntoa ennen kuin pienestä varoituksesta tulee suunnittelematon tuotantokatko.

Fanucia, ABB:tä, KUKAa, Yaskawaa, Kawasakia tai vanhoja robottialustoja käyttävissä tuotantolaitoksissa arvioinnissa pitäisi mennä pidemmälle kuin pelkkään ohjaimen käynnistymisen tarkistamiseen. Luotettavuus riippuu ohjaimen vikahistoriasta, altistumisesta ympäristötekijöille, sähkön laadusta, sisäisten laitteiden kunnosta, ohjelmistotuesta ja täsmälleen sopivan varaosan saatavuudesta. Tavoitteena ei ole ennustaa jokaista vikaa, vaan tunnistaa riskit riittävän ajoissa, jotta korjaus, varmuuskopiointi tai vaihto voidaan suunnitella omaan aikatauluun sopivaksi.

Mitä robottiohjaimen luotettavuuden arvioinnissa tulisi mitata

Hyödyllisessä arvioinnissa erotetaan nykyinen toimintakunto elinkaaririskistä. Ohjain voi toimia tänään moitteettomasti, mutta häiriöriski voi silti olla suuri, jos sen paristo on käyttöikänsä lopussa, jäähdytysilman kulku on estynyt tai keskeinen kortti on vanhentunut eikä varaosaa ole saatavilla paikan päällä.

Aloita käyttöä koskevista tiedoista. Tarkista vikahistoria, toistuvat hälytykset, uudelleenkäynnistysten tiheys, yhteyskatkokset, turvapiirin tapahtumat ja mahdolliset muutokset syklin toiminnassa. Yksittäinen vika dokumentoidun sähkökatkon jälkeen on eri asia kuin viikoittain toistuva servohälytys tai tietoliikennehälytys. Toistuvilla oireilla on merkitystä, sillä ohjainviat alkavat usein ajoittaisina häiriöinä, jotka liittyvät kuumuuteen, tärinään, liitäntöjen heikkenemiseen tai epävakaaseen syöttöjännitteeseen.

Kirjaa seuraavaksi ohjaimen tiedot kokoonpano- ja komponenttitasolla. Pelkkä robotin malli ei riitä. Merkitse muistiin ohjaimen malli, sarjanumero, ohjelmistoversio, asennetut lisävarustekortit, verkkokortit, muistimoduulit, käytön kokoonpano ja käsiohjaimen tyyppi. Näiden tietojen perusteella selviää, voiko varaosan vaihtaa suoraan vai vaatiiko se ohjelmiston lataamista, parametrien siirtoa tai laitteistomuutoksia ennen asennusta.

Arvioi lopuksi palautumisvalmius. Luotettava ohjain ei ole vain sellainen, joka on välttynyt vioilta. Luotettavassa ohjaimessa tehdas pystyy palauttamaan toiminnan nopeasti vian sattuessa. Varmista, että nykyiset ohjelmat, järjestelmäparametrit, kalibrointitiedot, turva-asetukset ja sovellustiedostot on varmuuskopioitu, merkitty ja tallennettu paikkaan, josta valtuutetut henkilöt pääsevät niihin käsiksi.

Robottiohjainten yleiset luotettavuusriskit

Ohjainviat eivät aina johdu suorittimesta. Monet johtuvat tukikomponenteista, joihin kiinnitetään vähemmän huomiota säännöllisessä huollossa. Ikä, tehdasolosuhteet ja aiempien korjausten laatu vaikuttavat kaikki riskitasoon.

Virtalähteet ja syöttöjännite

Virtalähteet ovat yleisiä vikakohteita vanhoissa ohjaimissa. Lämpö rasittaa kondensaattoreita ja muita sisäisiä komponentteja ajan mittaan, ja jännitekuopat, ylijännitteet, puutteellinen maadoitus sekä toistuvat äkilliset sammutukset lisäävät rasitusta. Oireita voivat olla käynnistymisongelmat, satunnaiset uudelleenkäynnistykset, näyttöongelmat, alijännitehälytykset tai viat, jotka häviävät kotelon jäähdyttyä.

Tarkasta sähköympäristö ohjaimen lisäksi. Varmista syöttöjännitteen vastaavuus ohjaimen teknisiin tietoihin, tarkasta maadoitus ja selvitä, liittyvätkö viat lähellä olevien hitsauslaitteiden, suurten moottorien tai sähköverkon häiriöiden käyttöön. Viallisen virtalähteen vaihtaminen korjaamatta syöttöpuolen ongelmaa voi johtaa vian uusiutumiseen.

Paristot, muisti ja varmuuskopioiden eheys

Heikko paristo ei välttämättä pysäytä tuotantoa heti, mutta se voi vaikeuttaa palautumista sähkökatkon jälkeen. Alustasta riippuen pariston vikaantuminen voi vaikuttaa muistin säilymiseen, enkooderin tai pulssianturin tietoihin, päivämäärä- ja aikatietoihin sekä järjestelmän kokoonpanoon. Käsittele alhaisen paristotason hälytystä suunniteltuna huoltotarpeena, älä hälytyksenä, jonka voi kuitata ja johon palata myöhemmin.

Myös varmuuskopiot on varmistettava. Tiedosto, joka on olemassa mutta jota ei voi palauttaa, ei ole palautussuunnitelma. Varmista varmuuskopiointitapa, tiedostomuoto, version päivämäärä sekä se, sisältääkö kopio tarvittavat tiedot robotin palauttamiseksi käyttöön. Säilytä yksi kopio erillään ohjaimesta ja pidä versiohallinta selkeänä ohjelmointimuutosten jälkeen.

Lämpö, epäpuhtaudet ja kotelon kunto

Ohjaimet ovat teollisuusympäristöihin sijoitettuja elektronisia järjestelmiä. Tukkeutuneet suodattimet, rikkoutuneet puhaltimet, vaurioituneet ovitiivisteet, sähköä johtava pöly, öljysumu, kosteus ja korkea ympäristön lämpötila lyhentävät komponenttien käyttöikää. Epätavallisen kuumalta tuntuva tai näkyvästi likaantunut kotelo vaatii huomiota, vaikka aktiivisia hälytyksiä ei olisi.

Tarkasta puhaltimien toiminta, ilmakanavat, suodattimien kunto, kaapelien sisäänvientikohdat sekä piirilevyjen ja käyttölaiteosien yleinen puhtaus. Puhdistus ja jäähdytyksen huolto voivat olla kustannustehokkaita, mutta vain, jos ne tehdään herkälle elektroniikalle sopivilla menetelmillä. Huolimattomasti käytetty paineilma voi työntää epäpuhtaudet syvemmälle komponentteihin tai aiheuttaa sähköstaattisia vaurioita.

Piirilevyt, liitännät ja vanhentunut laitteisto

Satunnaiset viat ovat usein vaikeimpia diagnosoida. Ohjaimessa voi ilmetä vika vain kuumana iltapäivänä, lähellä olevien laitteiden aiheuttaman tärinän jälkeen tai kun jokin tietty verkkolaite kytkeytyy käyttöön. Löysät liittimet, hapettuneet koskettimet, ikääntyvät piirilevyt, vaurioituneet kaapelit ja vikaantuvat tiedonsiirtokortit voivat kaikki aiheuttaa oireita, jotka näyttävät ohjelmisto-ongelmilta.

Vanhojen järjestelmien kohdalla suurin haaste voi olla osien saatavuus. Ohjain voi olla teknisesti korjattavissa mutta käytännössä riskialtis, jos prosessoria, servovahvistinta, I/O-korttia tai käyttöpaneelia ei enää saa alkuperäiseltä valmistajalta. Luotettavuussuunnittelussa on huomioitava realistisesti myös jälkimarkkinoiden saatavuus ja tarkkojen osanumeroiden toimitusajat.

Ohjaimen riskitason arviointi

Yksinkertainen kolmijakoinen luokitus auttaa kunnossapito- ja hankintatiimejä asettamaan toimenpiteet tärkeysjärjestykseen tekemättä prosessista turhan monimutkaista.

Pienen riskin ohjaimella on ongelmaton käyttöhistoria, vakaa virransyöttö, toimiva jäähdytys, ajantasaiset varmuuskopiot, ei toistuvia hälytyksiä ja varaosatukea on saatavilla. Jatka säännöllisiä tarkastuksia ja pidä varmuuskopiot ajan tasalla.

Kohtalaisen riskin ohjaimeen liittyy ikääntymisestä johtuvia riskejä tai vähäisiä toistuvia ongelmia, mutta se toimii tuotannossa vakaasti. Tällainen voi olla esimerkiksi ohjain, jonka akku alkaa olla vanha, jossa esiintyy toisinaan ei-kriittisiä tiedonsiirtohälytyksiä tai jonka käytöstä poistettua piirilevyä saa edelleen luotettavasta varastosta. Aikatauluta korjaavat toimet suunniteltuun seisokkiin ja hanki kriittiset varaosat ennen kuin tarve on kiireellinen.

Suuren riskin ohjaimessa esiintyy toistuvia vikoja, käynnistysongelmia, ylikuumenemista, sähkönlaatuongelmia tai siinä käytetään ohjelmistoa, jota ei enää tueta. Myös varmuuskopioiden puuttuminen tai riippuvuus vaikeasti löydettävistä osista ilman varasuunnitelmaa kertoo suuresta riskistä. Tässä vaiheessa on suunniteltava hallittu korjaus, ohjaimen vaihto tai siirtymisen arviointi. Täydellisen vikaantumisen odottaminen yleensä vähentää vaihtoehtoja ja kasvattaa kustannuksia.

Huoltohistoria on tärkeämpi kuin pelkkä ikä

Kalenteri-ikä on hyödyllinen tieto, mutta se ei yksin kerro luotettavuudesta. 15 vuotta vanha ohjain puhtaassa, ilmastoidussa solussa, jossa ennaltaehkäisevä huolto on dokumentoitu, voi olla käyttövarmempi vaihtoehto kuin uudempi yksikkö, joka on altistunut kuumuudelle, epäpuhtauksille, jänniteongelmille ja toistuville suunnittelemattomille seisokeille.

Arvioi, miten ohjainta on käytetty. Jatkuva käyttö, paljon käyttöä vaativat hitsaussovellukset, pesualtistus, toistuvat linjamuutokset ja ohjelmien jatkuva muokkaaminen voivat kaikki vaikuttaa huoltotarpeisiin. Etsi merkkejä aiemmista korjauksista, etenkin epästandardeista muutoksista, korvaavista komponenteista tai puuttuvista dokumenteista. Korjattu ohjain ei ole automaattisesti huono valinta, mutta korjaushistorian on oltava riittävän selkeä, jotta vianetsintä onnistuu myöhemmin.

Jos ohjain on vaihdettu aiemmin, säilytä viallinen yksikkö, jos se on käytännössä mahdollista. Siinä voi olla uudelleenkäytettäviä komponentteja, merkintöjä, konfigurointitietoja tai korjattavissa olevia kokoonpanoja. Joskus vanhemmasta ohjaimesta tulee paras lähde juuri oikealle optiokortille tai käyttöpaneelille, kun tuotanto ei voi odottaa pitkää toimitusaikaa.

Korvauspäätökset: korjaus, varaohjain vai päivitys

Oikea ratkaisu riippuu tuotannon kriittisyydestä, yhteensopivuusvaatimuksista ja jäljellä olevasta elinkaarituesta. Korjaus on usein järkevä vaihtoehto, kun vika on rajattu, korjaaja on pätevä ja ohjaimen muu tuki on kunnossa. Testattu varaohjain voi olla nopeampi ratkaisu, kun tuotantokatkos on käynnissä tai vian syy on epäselvä.

Kriittisissä robottisoluissa paikan päällä oleva varaohjain voi tarjota parhaan palautusratkaisun, kunhan se on todella yhteensopiva ja sisältää tarvittavat lisävarusteet. Ohjain, jossa on väärä ohjelmistoversio, verkkokokoonpano tai turvalaitteisto, ei välttämättä palauta tuotantoa odotetun nopeasti. Valitse ohjain tarkan mallin ja osanumeron perusteella ja varmista sitten asennetut kortit, käyttöyksiköt, käsiohjaimen yhteensopivuus ja kokoonpanovaatimukset.

Päivitys voi olla perusteltu, jos vikoja ilmenee yhä useammin, tuki on loppumassa tai tuotantolinja tarvitsee ominaisuuksia, joita vanha järjestelmä ei pysty tarjoamaan. Päivityksiin voi kuitenkin liittyä mekaanisia liitäntöjä, ohjelmoinnin muunnoksia, turvallisuuden validointia, käyttäjien koulutusta ja tuotantosolun käyttöönottoa. Niitä tulisi käsitellä suunniteltuina projekteina, ei olettaa nopeaksi korvaajaksi täsmälleen sopivalle varaosalle.

Used Industrial Parts auttaa kunnossapitotiimejä hankkimaan nopeasti uusia, käytettyjä ja tuotannosta poistettuja automaatiolaitteita, myös vaikeasti löydettäviä robottiohjaimen komponentteja, joilla on takuu. Kiireellistä hankintaa varten ilmoita ohjaimen ja komponenttien täydelliset osanumerot, kuvat tunnistetarroista, vikatilanne ja mahdollinen vaadittu toimitusaika. Näin pienennät riskiä, että saat lähes oikean osan, joka ei kuitenkaan ole yhteensopiva.

Sisällytä luotettavuus kunnossapitosuunnitelmaan

Vahvin ohjainstrategia yhdistää tarkastukset, dokumentoidut varmuuskopiot, ympäristön kunnossapidon ja suunnitelman riskialttiiden laitteiden hankintaan. Määritä vastuuhenkilöt akkujen ja jäähdytyksen tarkistamiseen, toistuvien hälytysten tarkasteluun sekä varmuuskopioiden päivittämiseen hyväksyttyjen muutosten jälkeen. Säilytä ajantasainen ohjaimen osaluettelo robotin dokumentaation yhteydessä, erityisesti järjestelmissä, joissa käytetään tuotannosta poistettuja komponentteja.

Robottiohjaimen ei tarvitse olla uusi ollakseen luotettava. Sen kunnon on oltava tiedossa, palautuspolun testattu ja korvaavien vaihtoehtojen sovittava jo käytössä oleviin laitteisiin. Kun nämä asiat hoidetaan ennen kuin hälytys johtaa tuotantokatkokseen, kunnossapitotiimit voivat varmistaa käyttöajan ilman laitteiden ennenaikaista vaihtamista.