Les capteurs de proximité inductifs aident à mettre à niveau la cellule de soudage d'un atelier de fabrication

Les systèmes de capteurs dans les cellules de soudage automatisées peuvent prendre des coups. Pour éviter des temps d'arrêt excessifs, les entreprises de fabrication de métaux doivent investir dans une technologie de capteurs capable de résister aux rigueurs d'une cellule de soudage. Thossaphol/iStock/Getty Images Plus

Les capteurs de proximité inductifs sans contact sont une partie essentielle des cellules de soudage automatisées dans des applications telles que l'automobile, l'ameublement, l'aérospatiale et la production d'appareils. Dans un tel capteur, un champ électromagnétique émis par une bobine à l'avant de l'appareil est finalement atténué par une cible métallique, déclenchant une sortie pour indiquer la position de serrage, la présence de la pièce (imbrication) et la validation des caractéristiques. Et lorsque l'un de ces capteurs tombe en panne, ce qui est souvent un problème évitable, les résultats peuvent être désastreux.

L'opinion générale parmi les fabricants est que les capteurs utilisés dans les applications de soudage automatisé nécessitent une maintenance intensive et des taux de remplacement élevés par des techniciens de maintenance déjà très occupés. Les coûts MRO élevés font donc simplement partie du programme.

Les responsables de la qualité et des achats pensent souvent qu'une consommation excessive de capteurs est une évidence, ils recherchent donc les prix les plus bas possibles sur les capteurs qui leur permettront de se rapprocher d'un temps de changement de 90 secondes. Le vendeur avec le prix le plus bas et le meilleur délai de livraison gagne.

Certains optent pour un distributeur automatique ou une armoire MRO industrielle avec un volume élevé de stock en consignation pour garantir que le matériel est disponible pour un changement rapide. Si un capteur utilisé dans un emplacement de cellule critique tombe en panne et qu'un remplacement n'est pas en stock, l'ensemble de l'opération pourrait s'arrêter, ou au moins des volumes élevés de retouches et de tri pourraient en résulter.

Mais les capteurs à faible coût et la MRO rapide ne sont pas la réponse aux taux d'échec élevés et à la faible productivité des opérations de soudage critiques. Comment ces types de scénarios ont-ils évolué jusqu'à ce point critique, alors que le système de capteurs est l'un des plus importants mais des plus vulnérables dans un environnement de soudage agressif ?

Cela commence par la conception de la cellule de soudage et les spécifications du client qui achète la machine. Une marque de capteur préférée peut être spécifiée dans la nomenclature, mais à moins que l'on réfléchisse beaucoup au type de métal à assembler, au poids des composants, aux problèmes de chargement des pièces, au type de soudage, au type de chaleur ou d'expulsion qui se produira et à quelle distance les capteurs seront de la soudure, de nombreux pièges peuvent en résulter - et le font souvent.

Les fabricants de cellules de soudage ont souvent une "norme maison" de base pour les capteurs, le matériel de montage et la connectivité qui n'est pas nécessairement spécifique à l'application mais extrêmement peu coûteuse à intégrer en tant qu'OEM. Et cela peut signifier des problèmes. Un système de capteur léger peut vous aider à traverser le processus d'approbation des pièces de production ou le ruissellement, mais les systèmes de capteurs exposés qui ne sont pas conçus pour résister aux rigueurs des applications de soudage au fil du temps sont destinés à une défaillance prématurée (voirFigure 1).

Alors, comment une opération de soudage critique peut-elle sortir du manège à maintenance/remplacement élevé, réduire les temps d'arrêt imprévus de la machine et diminuer l'inventaire des capteurs ?

À moins que les procédures ne soient documentées, la subjectivité prévaut toujours. La documentation de ce qui se passe avec votre programme de soudage lié aux capteurs ajoute de l'objectivité et rend tous les niveaux de gestion conscients des emplacements sujets aux pannes de capteur. Cela oblige l'organisation à analyser les causes profondes des défaillances prématurées et à hiérarchiser les problèmes, en particulier lorsque des métriques sont appliquées.

Des consultants expérimentés peuvent vous aider à auditer chaque point chaud dans chaque cellule de soudage et à générer un rapport qui servira de feuille de route pour commencer une mise à niveau de votre système de capteurs, y compris des capteurs spécifiques à l'application, des supports appropriés et un câble très robuste.

FIGURE 1. Les systèmes de capteurs exposés qui ne sont pas conçus pour résister aux rigueurs des applications de soudage dans le temps sont voués à une défaillance prématurée.

Les capteurs sont censés être des dispositifs sans contact, de sorte que le système de montage mécanique est aussi important que le capteur lui-même. Portez une attention particulière à la protection de chaque capteur de votre cellule de soudage conformément aux normes des meilleures pratiques.

Des supports de protection lourds qui encapsulent et ancrent solidement le corps du capteur permettent un changement rapide et agissent comme un dissipateur thermique pour dissiper la chaleur de l'électronique vitale du capteur. Les meilleurs supports verrouillent un capteur sans vibrer hors de sa position et résistent aux dommages causés par les forces extérieures, y compris le revêtement contre l'accumulation d'éclaboussures.

Le support de capteur illustré dansFigure 2 permet un espacement de précision entre la face du capteur et la cible métallique. La construction en acier résiste aux abus et le revêtement empêche l'accumulation de scories.

La protection d'un capteur dans un environnement de soudage difficile comprend le recouvrement des câbles et des connecteurs avec un matériau de gainage. Les hostilités des cellules de soudage sont brutales sur ces appareils, en particulier dans les environnements de soudage à haute température et chargés d'expulsion, et plus souvent lorsque le mouvement est impliqué.

Les matériaux de gaine de câble de capteur à usage général tels que le PVC, le PUR et le TPE installés par les constructeurs de machines ne sont pas adaptés aux applications de soudage, et les résultats sont prévisibles : travaux de maintenance, temps d'arrêt de la machine et coûts de pièces de rechange inutiles et excessifs (voirfigure 3).

Le polytétrafluoroéthylène (PTFE) est une option pour le matériau de surgaine qui résiste à la chaleur élevée et aux éclaboussures. Le tube fendu en PTFE offre une protection circonférentielle et se referme sur lui-même lors de l'installation d'un câble (voirFigure 4 ). Ce matériau durable et flexible résiste aux environnements difficiles des cellules de soudage et aux débris pour protéger les câbles de capteur, les tuyaux et les tubes pneumatiques.

Même si vous avez plusieurs cellules de soudage qui consomment un grand nombre de capteurs, les mises à niveau peuvent être étonnamment simples avec des options de système de capteurs durables et facilement disponibles. Les capteurs spécialement conçus pour l'immunité des cellules de soudage sont disponibles dans des styles tubulaires et rectangulaires avec même les écrous de fixation revêtus pour la protection (voirFigure 5).

Le fabricant de votre capteur peut vous aider à déterminer exactement le type de capteur, le montage et la gaine de connecteur à intégrer dans vos cellules. Avec un équipement mis à niveau et des opérateurs correctement formés à la maintenance préventive, vous serez sur la bonne voie pour une productivité accrue et un retour sur investissement immédiat et substantiel.