Hướng dẫn đi dây tủ điều khiển robot để xây dựng FAT nhanh hơn

Một robot di động OEM đã xóa phần mềm gỡ lỗi theo lịch trình, sau đó mất 11 ngày dương lịch trước FAT vì tủ điều khiển xuất hiện với ba vấn đề có thể tránh được: nhãn nhánh không khớp với bản vẽ điện, hai thiết bị thay thế đầu cuối không có giấy tờ và chiều dài dây chỉ vừa với cửa tủ mở. Hóa đơn làm lại trực tiếp là dưới 7.000 USD. Chi phí thực tế cao hơn nhiều: thợ điện làm thêm giờ, khách hàng chậm trễ, lịch vận hành bị dời lại và đội khởi động đứng yên trong khi một bộ dây điện được cho là đơn giản trong tủ được chế tạo lại.

Mô hình đó là phổ biến trong chế tạo robot. Hệ thống dây điện của tủ điều khiển được coi là hệ thống dây điện tĩnh, vì vậy người mua cho rằng nó có rủi ro thấp hơn so với hộp đựng chuyển động hoặc cáp tay định mức xoắn. Tuy nhiên, cụm tủ là nơi hội tụ nguồn điện servo, mạch an toàn, I/O, hệ thống dây điện PLC, mạng, ống nối, tấm chắn, nối đất và ghi nhãn dịch vụ tại hiện trường. Nếu gói hàng không rõ ràng, nhà cung cấp sẽ lấp đầy những khoảng trống bằng các giả định. Những giả định đó xuất hiện sau đó dưới dạng độ trễ FAT, nối lại trường hoặc bảng điều khiển chuyển tiếp liên tục nhưng không cài đặt logic.

Hướng dẫn này được viết cho người mua OEM, kỹ sư điều khiển, nhóm NPI và người quản lý mua sắm tìm nguồn cung ứng dây tủ điều khiển, bộ dây điện tùy chỉnh và bộ dây phân phối điện cho cánh tay robot công nghiệp, AGV/AMR nền tảng và các ô tự động hóa khác. Mục tiêu rất đơn giản: giúp bạn gửi RFQ rõ ràng hơn, so sánh các nhà cung cấp theo đúng tiêu chí và đưa ra bản dựng tủ có thể cài đặt nhanh chóng ngay lần đầu tiên.

Tại sao hệ thống dây điện trong tủ trở thành con đường quan trọng ẩn

Tủ robot hiếm khi bị hỏng do không thể kết thúc một dây. Nó thất bại vì gói liên kết thiết kế điện với cấu trúc vật lý chưa hoàn thiện. Hệ thống dây điện trong tủ tồn tại giữa ý định sơ đồ và thực tế sản xuất. Bản vẽ có thể hiển thị mọi mạch điện, nhưng vẫn bỏ qua tiêu chuẩn vòng đệm, định dạng điểm đánh dấu, chiều dài ngắt nhánh, phương pháp liên kết tấm chắn, xử lý lõi dự phòng, hướng tuyến hoặc phía nào của thanh ray DIN mà dây dẫn nặng nên đi vào. Khi những chi tiết đó bị bỏ ngỏ, các nhà cung cấp sẽ xây dựng những gì có vẻ hợp lý trong cửa hàng của họ chứ không phải những gì nhóm lắp đặt và dịch vụ của bạn mong đợi ở hiện trường.

Bộ dây điện trong tủ có thể đúng về mặt điện nhưng vẫn sai về mặt thương mại. Nếu nhãn, hình dạng nhánh và quyền truy cập dịch vụ không được kiểm soát trước khi báo giá, FAT sẽ trở thành nơi kỹ thuật hoàn thành thông số kỹ thuật với mức giá ngoài giờ.

— Hommer Zhao, Người sáng lập, Robotics Cable Assembly

RFQ sẵn sàng sản xuất phải bao gồm những gì

RFQ đi dây tủ tốt không bắt đầu bằng số lượng đầu nối. Họ bắt đầu với kết quả cài đặt mà bạn cần. Nhà cung cấp phải có khả năng xem cấu trúc bảng điều khiển, hiểu mạch nào là quan trọng về an toàn hoặc quan trọng về kiểm tra và biết tài liệu nào phải gửi kèm theo bản dựng. Nếu bạn chỉ gửi một bản PDF sơ đồ và số lượng thô, bạn sẽ không mua một bộ lắp ráp được kiểm soát. Bạn đang mua cách giải thích của nhà cung cấp về dữ liệu bị thiếu.

1. Gửi sơ đồ, bố cục bảng điều khiển và BOM đã phát hành cùng nhau để nhà cung cấp có thể kết nối mục đích điện với định tuyến vật lý.
2. Xác định họ dây và cáp theo mạch: nguồn servo, phanh, mạng, cảm biến, an toàn, nối đất và điều khiển phụ trợ.
3. Nêu rõ tiêu chuẩn điểm đánh dấu, bao gồm ID dây, ID thiết bị đầu cuối, thẻ thiết bị và liệu nhãn có phải khớp chính xác với bản vẽ hướng tới khách hàng hay không.
4. Xác định các lựa chọn thay thế đã được phê duyệt cho thiết bị đầu cuối, ống nối, kiểu dây, rơle, đầu nối và phần cứng đệm trước khi báo giá chứ không phải sau khi tình trạng thiếu hụt bắt đầu.
5. Chỉ định phạm vi kiểm tra: tính liên tục 100%, điện trở cách điện, điểm cao, xác minh điểm-điểm, kiểm tra che chắn hoặc yêu cầu phê duyệt ảnh.
6. Nêu rõ mục tiêu tuân thủ và đường cơ sở về tay nghề, đặc biệt khi tủ phải tuân thủ IEC 60204-1, UL 508A) hoặc tiêu chí chấp nhận dành riêng cho khách hàng.
7. Tách riêng số lượng nguyên mẫu, số lượng thí điểm và số lượng sản xuất với ngày mục tiêu để nhà cung cấp có thể lập kế hoạch về dụng cụ, nhãn và tài liệu một cách chính xác.

Nếu chương trình của bạn bao gồm hệ thống dây điện trong tủ cộng với bộ dây điện trường, hãy cố ý phân chia các phạm vi đó. Không nên trích dẫn gói bảng điều khiển tĩnh và cáp trục chuyển động như thể chúng tuân theo cùng một logic vật liệu. Sử dụng dây tủ điều khiển để định tuyến sẵn sàng cho vỏ bọc, bộ dây tùy chỉnh cho các vùng tĩnh có nhiều chi nhánh và giải pháp đầu nối tùy chỉnh trong đó bản thân việc chuyển giao điện vẫn cần được dọn dẹp kỹ thuật.

So sánh các mô hình tìm nguồn cung ứng trước khi bạn phát hành PO

Người mua robot thường chọn giữa ba mô hình: hệ thống dây điện tại hiện trường, các cụm lắp ráp tủ được kết thúc trước hoặc bộ dây điện hoàn chỉnh sẵn sàng cho bảng điều khiển. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào chi phí lao động, tốc độ khởi chạy và mức độ ổn định của gói thiết kế của bạn. Điều quan trọng là so sánh tổng chi phí lắp đặt chứ không chỉ giá khai thác được trích dẫn.

Đối với hầu hết các lần ra mắt robot, giải pháp trung gian là tốt nhất: phát hành một gói đã sẵn sàng cho bảng điều khiển hoặc đã được kết thúc trước rất nhiều sau một bản dựng thử nghiệm đã được phê duyệt, sau đó đóng băng các nhãn, sản phẩm thay thế và các yêu cầu kiểm tra trước khi mở rộng quy mô. Cách tiếp cận đó bảo vệ thời gian cài đặt mà không cần phải coi như nguyên mẫu đầu tiên đã trả lời mọi câu hỏi về dịch vụ.

Nếu các thợ điện vẫn đang cắt từng nhánh theo chiều dài cuối cùng trong FAT thì bạn vẫn chưa mở rộng quy mô chương trình tủ. Bạn vẫn đang tạo mẫu trên đồng hồ của khách hàng. Đơn đặt hàng sẽ chuyển lao động ra khỏi quá trình vận hành và quay trở lại quá trình sản xuất có kiểm soát.

— Hommer Zhao, Người sáng lập, Robotics Cable Assembly

Kiểm tra kỹ thuật nhằm ngăn ngừa sự chậm trễ của FAT và việc làm lại hiện trường

Trước khi bạn đưa gói tủ vào sản xuất, hãy thực hiện đánh giá từ phía người mua tập trung vào việc ngăn ngừa lỗi thay vì chỉ vẽ bản hoàn chỉnh. Một bảng điều khiển có thể được phác thảo đầy đủ nhưng vẫn khó lắp đặt, khó kiểm tra hoặc không thể bảo trì nhanh chóng tại hiện trường.

• Kiểm tra máy đo dây dẫn dựa trên tải thực tế, nhiệt độ tủ xung quanh và mật độ bó thay vì chỉ dựa vào dòng điện danh định.
• Xác minh rằng họ thiết bị đầu cuối, ống nối và điểm đánh dấu dây được chỉ định bởi họ bộ phận đã được phê duyệt chứ không chỉ bằng bộ mô tả chung.
• Xem xét việc tách biệt giữa các mạch điện gây nhiễu và tín hiệu mức thấp để giảm các vấn đề về khả năng tương thích điện từ trong quá trình vận hành thử.
• Xác nhận logic nối đất và kết cuối của tấm chắn ở cả hai đầu tủ và thiết bị hiện trường; cách thực hành không nhất quán ở đây tạo ra một số lỗi khởi động khó chẩn đoán nhất.
• Đảm bảo các vòng dịch vụ, chuyển động của cửa và các lối ra của đệm tương thích về mặt vật lý với vỏ bọc thực chứ không chỉ với biểu tượng sơ đồ.
• Yêu cầu các hồ sơ hỗ trợ hệ thống chất lượng của bạn, cho dù điều đó có nghĩa là nhật ký liên tục, kết quả IR, ảnh bài viết đầu tiên hoặc truy xuất nguồn gốc phù hợp với kỳ vọng của ISO 9000.

Người mua cũng cần tách biệt các tiêu chuẩn chi phối tủ với các tiêu chuẩn chi phối tay nghề của dây nịt bên trong nó. IEC 60204-1 đặt ra các yêu cầu về thiết bị điện của máy, UL 508A) đóng vai trò quan trọng khi bản thân bảng điều khiển công nghiệp tuân theo phương pháp xây dựng đó và các kỳ vọng về tay nghề cáp thường phù hợp chặt chẽ hơn với các phương pháp IPC/WHMA hơn là chỉ với các quy tắc liệt kê bảng điều khiển. Sự khác biệt đó rất quan trọng khi mua sắm so sánh báo giá từ một cửa hàng bảng điều khiển, nhà sản xuất dây nịt và nhà lắp ráp theo hợp đồng chung.

Cách mở rộng quy mô từ tủ nguyên mẫu sang sản xuất lặp lại

Các chương trình nội các thông minh nhất coi nguyên mẫu như một công trình thu thập dữ liệu chứ không phải là phép màu chỉ xảy ra một lần. Sau khi bài viết đầu tiên được phê duyệt, bước tiếp theo là đóng băng những gì khiến nó có thể cài đặt được: nhãn chính xác, độ dài ngắt nhánh, hướng đầu cuối, các lựa chọn thay thế đã được phê duyệt, phương pháp đóng gói và định dạng bản ghi kiểm tra. Nếu những chi tiết đó vẫn còn là kiến ​​thức chung của một kỹ sư dự án hoặc một kỹ thuật viên, thì việc phát hành sản phẩm sẽ trôi đi ngay cả khi sơ đồ không thay đổi.

Con đường thực tế là nguyên mẫu, DVT hoặc thí điểm, sau đó đưa vào sản xuất. Nguyên mẫu xác minh sự phù hợp và logic nối dây. Thí điểm xác minh khả năng lặp lại của bản dựng, tài liệu và thời gian cài đặt. Sau đó, việc sản xuất sẽ cân chỉnh gói đã được phê duyệt với các bản sửa đổi được kiểm soát. Trên nhiều chương trình robot, các bộ dây tủ mẫu có thể được xem xét và chế tạo trong khoảng 5-8 ngày làm việc sau khi gói tài liệu ổn định, trong khi quá trình sản xuất định kỳ thường nằm trong khoảng 12-18 ngày làm việc tùy thuộc vào tình trạng sẵn có của thành phần, phạm vi nhãn và mức độ kiểm tra. Điều làm trì hoãn các chương trình hiếm khi là do bản thân việc uốn cong. Đó là dữ liệu chưa được giải quyết.

Nếu nhóm của bạn muốn giảm rủi ro khởi động, hãy gắn gói tủ với cùng một đánh giá khả năng mà bạn sử dụng cho phần còn lại của máy. Nhà cung cấp có thể chứng minh quy trình kiểm tra được ghi lại, nguyên tắc sửa đổi và biện pháp kiểm soát sản xuất trong khả năng của chúng tôi thường an toàn hơn so với báo giá rẻ hơn 4% nhưng vẫn mơ hồ trên nhãn và hồ sơ kiểm tra.

Báo giá nội các thấp nhất thường là báo giá chuyển công việc tài liệu trở lại nhóm kiểm soát của bạn. Khi chúng tôi xem xét các gói cạnh tranh, chi phí còn thiếu thường là kỹ thuật ghi nhãn, xác định kiểm tra hoặc kiểm soát bộ phận thay thế. Ba mục đó quyết định việc mở rộng quy mô diễn ra suôn sẻ hay hỗn loạn.

— Hommer Zhao, Người sáng lập, Robotics Cable Assembly

Câu hỏi thường gặp

Chúng tôi nên gửi những gì để có báo giá đấu dây tủ điều khiển robot chính xác?

Gửi sơ đồ, bố trí tủ, BOM, phân chia số lượng mục tiêu, dữ liệu điện áp/dòng điện, môi trường và các thử nghiệm cần thiết. Gói báo giá sẽ trở nên chính xác hơn nhiều khi nó cũng bao gồm quy ước đánh dấu và một ảnh tủ hoặc ảnh bố cục. Nếu không có những mặt hàng đó, các nhà cung cấp sẽ phải suy đoán về lộ trình, nhãn mác và nội dung lao động.

Khi nào nên đấu dây tủ riêng biệt với cáp robot di chuyển?

Trích dẫn chúng một cách riêng biệt bất cứ khi nào tài liệu, hồ sơ kiến nghị hoặc tiêu chí chấp nhận khác nhau. Các gói tủ tĩnh thường tối ưu hóa cho việc ghi nhãn, lắp vỏ và tiếp cận dịch vụ. Cáp robot di chuyển tối ưu hóa tuổi thọ uốn, xoắn và mài mòn. Việc kết hợp chúng thành một chi tiết đơn hàng mơ hồ thường che giấu rủi ro thay vì giảm chi phí.

Chúng ta có cần kiểm tra điện 100% cho mỗi bộ dây điện trong tủ không?

Đúng vậy, đối với hầu hết các tủ robot sản xuất. Ở mức tối thiểu, việc kiểm tra tính liên tục 100% là cơ sở hợp lý. Tùy thuộc vào mạch điện và mục tiêu tuân thủ, người mua cũng có thể yêu cầu xác minh điện trở cách điện, nồi cao, tấm chắn hoặc kiểm tra điểm-điểm. Câu trả lời đúng phụ thuộc vào hậu quả hư hỏng và việc khắc phục sự cố sau khi vận chuyển sẽ khó hơn hay tốn kém hơn.

Chúng ta nên mong đợi bao nhiêu thời gian thực hiện đối với nguyên mẫu và hệ thống dây điện trong tủ sản xuất?

Đối với nhiều chương trình chế tạo robot, nguyên mẫu hoặc mẫu sẽ được xây dựng trong khoảng 5-8 ngày làm việc sau khi xem xét thông số kỹ thuật và xác nhận của BOM. Thời gian sản xuất được phát hành thường là khoảng 12-18 ngày làm việc, nhưng các thiết bị đầu cuối đặc biệt, rơ-le hoặc các bộ phận mang nhãn hiệu do khách hàng ủy quyền có thể kéo dài thời gian này lâu hơn. Người mua nhận được kết quả tốt nhất về thời gian thực hiện khi các lựa chọn thay thế được phê duyệt được xác định trước khi đặt PO.

Tiêu chuẩn nào quan trọng nhất khi mua dây điện tủ điều khiển cho robot?

Câu trả lời tùy thuộc vào phạm vi được cung cấp, nhưng thường xuất hiện ba tài liệu tham khảo: IEC 60204-1 cho thiết bị điện máy, UL 508A khi xây dựng bảng điều khiển công nghiệp nằm trong khuôn khổ đó và các biện pháp thực hành tay nghề IPC/WHMA để chuẩn bị và kết thúc dây. Bộ phận thu mua nên hỏi những yêu cầu nào trong số đó là bắt buộc, yêu cầu nào mang tính thông tin và những yêu cầu cụ thể nào của khách hàng sẽ được ưu tiên hơn.

Làm cách nào để giảm việc phải làm lại hệ thống dây điện trong tủ ở FAT?

Khóa sơ đồ ghi nhãn, các giải pháp thay thế đã được phê duyệt, phạm vi thử nghiệm và các giả định về lộ trình nội các trước khi bắt đầu xây dựng. Sau đó xem lại bài viết đầu tiên về thời gian lắp đặt, không chỉ đạt/không đạt về điện. Các nhóm coi FAT như một xác nhận của một thông số kỹ thuật đã hoàn thành thường di chuyển nhanh hơn các nhóm coi FAT là nơi quyết định định tuyến và nhãn.