Hệ thống đạt yêu cầu lúc nghiệm thu. Sáu tháng sau thì sao? Không đo thì không biết, và thường người ta chỉ phát hiện khi sản phẩm đã bị lỗi hàng loạt.
Xác định cần đo gì
Bắt đầu từ yêu cầu. Sản phẩm cần dung sai bao nhiêu. Đó là con số phải đạt.
Phân bổ sai số. Tổng dung sai chia cho các khâu — robot, đồ gá, chi tiết, cơ cấu kẹp, thị giác. Mỗi khâu được phần nào.
Đo từng khâu. Để biết khâu nào tiêu tốn nhiều nhất. Chỉ đo kết quả cuối thì không biết sửa ở đâu.
Đo cái gần với việc thật nhất. Vị trí đầu công cụ ở tư thế làm việc, không phải ở tư thế tuỳ ý.
Đo cả độ lặp lại lẫn độ chính xác. Hai chỉ số khác nhau và cần hai cách đo khác nhau.
Đo trong điều kiện thật. Có tải, ở tốc độ sản xuất, sau khi máy đã nóng.
Đừng đo cái không ảnh hưởng. Đo nhiều thứ không liên quan làm tốn thời gian và làm loãng sự chú ý khỏi chỉ số quan trọng.
Xây bộ kiểm chuẩn
Ý tưởng. Một bộ mẫu và một quy trình cố định, chạy định kỳ, cho ra con số so sánh được qua thời gian.
Mẫu chuẩn. Vài chi tiết đại diện, giữ riêng, không dùng vào sản xuất. Chúng phải không đổi để mọi thay đổi trong kết quả là do hệ thống.
Vị trí chuẩn. Vài điểm cố định trong vùng làm việc mà robot chạm vào và đo được.
Quy trình cố định. Cùng thứ tự, cùng tốc độ, cùng số lần lặp. Đổi quy trình thì mất khả năng so sánh.
Thời điểm chạy. Cùng điều kiện — thường là đầu ca sau khi máy đã chạy làm nóng.
Số lần lặp. Ít nhất mười để tính được độ tản mác. Một lần đo không phân biệt được sai số hệ thống với nhiễu.
Ghi vào bảng. Ngày, giá trị trung bình, độ tản mác, người thực hiện.
Thời gian chạy. Nên dưới mười lăm phút. Quy trình dài thì người ta bỏ qua.
Đọc kết quả
Giá trị trung bình dịch chuyển. Sai số hệ thống. Nguyên nhân thường là hiệu chỉnh trôi, đồ gá dịch, hoặc mòn.
Độ tản mác tăng. Sai số ngẫu nhiên tăng. Nguyên nhân thường là độ rơ tăng, cơ khí lỏng, hoặc cảm biến nhiễu hơn.
Hai loại này cần cách xử lý khác nhau. Sai số hệ thống bù được bằng hiệu chỉnh; sai số ngẫu nhiên phải sửa cơ khí.
Xu hướng quan trọng hơn giá trị. Một lần đo cho biết trạng thái; chuỗi đo cho biết hướng đi.
Đặt ngưỡng cảnh báo. Trước ngưỡng phải hành động. Cho thời gian lập kế hoạch sửa thay vì phải sửa gấp.
Chú ý dao động theo mùa. Nhiệt độ môi trường thay đổi ảnh hưởng tới kết quả. Ghi cả nhiệt độ khi đo.
So sánh giữa các robot. Nếu có nhiều robot cùng loại, robot nào lệch khỏi nhóm là robot cần chú ý.
Đo trong sản xuất
Đo sản phẩm. Cuối cùng thì đây là chỉ số thật. Lấy mẫu theo lịch và đo kích thước quan trọng.
Biểu đồ kiểm soát. Vẽ kết quả theo thời gian với giới hạn kiểm soát. Cho thấy ngay khi quá trình bắt đầu lệch, trước khi có sản phẩm ngoài dung sai.
Phân biệt nguyên nhân thường và nguyên nhân đặc biệt. Dao động trong giới hạn là bình thường, không nên can thiệp. Điểm ra ngoài hoặc xu hướng rõ ràng là có nguyên nhân cụ thể cần tìm.
Sai lầm phổ biến. Chỉnh máy sau mỗi sản phẩm hơi lệch. Việc này làm tăng dao động chứ không giảm.
Đo tự động nếu được. Cảm biến đo ngay trên dây chuyền. Cho dữ liệu liên tục thay vì lấy mẫu.
Liên hệ với dữ liệu robot. Nếu ghi cả thông số robot khi sản xuất từng chi tiết thì tìm được tương quan giữa sai lệch sản phẩm và điều kiện vận hành.
Phản hồi cho người vận hành. Họ thấy được kết quả công việc của mình thì sẽ chú ý hơn.
Khi không đạt yêu cầu
Đừng đoán. Đo từng khâu để xác định khâu nào tiêu tốn sai số nhiều nhất.
Kiểm cơ khí trước. Độ rơ, bu lông lỏng, đồ gá dịch, cơ cấu kẹp mòn. Rẻ và thường là nguyên nhân.
Kiểm hiệu chỉnh. Cả hiệu chỉnh động học lẫn hiệu chỉnh camera nếu có.
Kiểm điều kiện. Nhiệt độ, rung động từ máy khác, ánh sáng thay đổi.
Kiểm chi tiết đầu vào. Có khi vấn đề không ở robot mà ở chi tiết đến không đồng đều.
Giảm tốc độ. Thử chạy chậm hơn. Nếu độ chính xác cải thiện thì vấn đề là động lực học — quán tính, dao động, độ cứng.
Xem lại yêu cầu. Đôi khi dung sai đặt ra chặt hơn mức thực sự cần. Nới ra được thì đó là giải pháp rẻ nhất, nhưng phải xác nhận với người có thẩm quyền chứ không tự quyết.
Ghi lại toàn bộ quá trình chẩn đoán. Lần sau gặp lại sẽ nhanh hơn nhiều, và người khác cũng dùng được.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao cần đo từng khâu chứ không chỉ đo kết quả cuối?
Vì chỉ đo kết quả cuối thì biết có vấn đề nhưng không biết sửa ở đâu. Phân bổ sai số cho từng khâu và đo riêng mới xác định được khâu nào tiêu tốn nhiều nhất.
Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên khác nhau thế nào về cách xử lý?
Sai số hệ thống làm giá trị trung bình dịch chuyển và bù được bằng hiệu chỉnh. Sai số ngẫu nhiên làm độ tản mác tăng và phải sửa cơ khí.
Sai lầm phổ biến khi dùng biểu đồ kiểm soát?
Chỉnh máy sau mỗi sản phẩm hơi lệch. Dao động trong giới hạn kiểm soát là bình thường, và can thiệp vào nó làm tăng dao động chứ không giảm.
Thử gì để biết vấn đề có phải do động lực học không?
Giảm tốc độ và đo lại. Nếu độ chính xác cải thiện rõ thì vấn đề nằm ở quán tính, dao động hoặc độ cứng của kết cấu.
Đọc thêm trong Thiết kế cơ khí và Dự án tự làm.
