Jak wybrać robota spawalniczego? Wyjaśniono jednocześnie osiem rodzajów potrzeb.

Różne materiały, grubości blach, wielkości partii i struktury detali stawiają zupełnie inne wymagania zrobotyzowanym spawaniom. W tym artykule omówiono typowe scenariusze, takie jak spawanie cienkich-blach o niskiej-ciepła-spawanie, spawanie stopów aluminium, wielo-warstwowe, wielościenne-spawanie blach o średniej-grubości, śledzenie szwów, koordynacja wielu-osi, spawanie zespołowe i spawanie-z wykorzystaniem wizji-bez konieczności uczenia się. Przegląda produkty robotów spawalniczych i możliwości procesów, aby pomóc producentom przejść od „wyzwania spawalniczego” do lepiej-dopasowanego rozwiązania w zakresie automatyzacji. Kupując robota spawalniczego, nie porównuj samych jego specyfikacji. Oceń całą zdolność spawania, na którą składają się robot, źródło prądu spawania, proces, wykrywanie spoin, osie zewnętrzne i baza danych ekspertów.

„Jaki robot spawalniczy pasuje do naszego przedmiotu obrabianego?” To jedno z pytań, które producenci zadają najczęściej przygotowując się do automatyzacji spawania.

Ale każdy, kto faktycznie realizował projekt spawania zrobotyzowanego, wie, że odpowiedzi nie można znaleźć, patrząc jedynie na to, „ile ma udźwig robot i jak długie jest jego ramię”.

Nawet wśród robotów spawalniczych blacha 0,5 mm i blacha 50 mm wymagają dwóch zupełnie różnych podejść technicznych. Standaryzowane detale i niestandardowe-partie-niestandardowych konstrukcji stawiają różne wymagania systemowi automatyzacji. Stal węglowa, stal nierdzewna, blacha ocynkowana i stop aluminium również różnią się znacznie pod względem dopływu ciepła, przenoszenia kropel, odprysków, głębokości penetracji i kontroli zniekształceń.

Kiedy więc firma kupuje robota spawalniczego, tak naprawdę musi wybrać nie pojedynczego robota, ale kompletne rozwiązanie spawalnicze składające się z samego robota, źródła prądu spawania, procesu spawania, wykrywania spoin, osi zewnętrznych i systemu oprogramowania.

Jak zatem wybierać dla różnych scenariuszy produkcji?

Jest to jeden z najczęstszych problemów w produkcji sprzętu, części samochodowych, blach i stali nierdzewnej.

Podstawowy konflikt w przypadku spawania cienkich-blach polega na tym, że należy zapewnić bezpieczniki spoiny, nie dopuszczając do tego, aby nadmierne ciepło powodowało przepalenie-, zwiotczenie, odkształcenie lub silne odpryski.

Tradycyjne podejście polega na zmniejszeniu prądu i prędkości przesuwu, ale może to prowadzić do niższej wydajności spawania, niestabilnego zajarzania łuku lub słabego tworzenia się ściegu.

W przypadku tych scenariuszy CRP oferuje obecnie dwa główne typy rozwiązań.

Pierwszy typ to serie Pro i Nynhan, które wykorzystują zintegrowane sterowanie pomiędzy robotem a spawalniczym źródłem prądu, aby poprawić wydajność spawania przy niskim-odpryskach i cienkich-blachach.

Na przykład seria Pro nowej-generacji została unowocześniona pod kątem procesów-cienkich arkuszy i oferuje proces-prostej polaryzacji-ultracienkich arkuszy o grubości 0,6 mm.

Seria Nynhan koncentruje się na-bardzo niskim rozprysku, szybkim programowaniu, zintegrowanej konstrukcji i-dużej prędkości ruchu. Odpowiednie źródło prądu spawania wykorzystuje sterowanie częstotliwością-o wysokiej częstotliwości 100 kHz i zapewnia dobrą kontrolę odprysków nawet przy 200 A. Obsługuje także spawanie cienkimi-blachami, spawanie krótkim-impulsem łukowym i-topnikiem drutem rdzeniowym.

Drugi typ to spawanie łukiem zimnym / rozwiązania typu CMT-o niskim-ciepłu-wprowadzanym do zastosowań o wyższych wymaganiach w przypadku cienkich blach.

Spawanie łukiem zimnym firmy CRP wykorzystuje palnik-podający serwo drut do kontrolowania cofania drutu przy wysokiej częstotliwości. Łącząc kontrolę fizyczną i elektromagnetyczną, osiąga delikatniejszy transfer kropel, a tym samym obniża całkowite doprowadzenie ciepła. Technologia ta charakteryzuje się{{3}zero odprysków, niskim dopływem ciepła, stabilną długością łuku, dużą{4}}możliwością mostkowania szczelin i-spawaniem z dużą prędkością.

Tak, ale ograniczenia procesu różnią się w zależności od materiału.

Roboty do spawania łukiem zimnym firmy CRP mają teraz pokryciestal węglowa, stal nierdzewna, blacha ocynkowana, aluminium i miedź, między innymi materiałami. Typowe stosowane zakresy to: stal węglowa około 0,5–5 mm, stal nierdzewna około 1,0–5 mm, blacha ocynkowana około 0,5–5 mm, miedź 1–5 mm i aluminium około 1 mm i więcej.

W testach procesu podczas spawania łukiem zimnym uzyskano zgrzanie doczołowe ultracienkiej blachy ze stali węglowej o grubości 0,5 mm. W szczególnych przypadkach posunięto się dalej, spawając ultracienką-blachę ze stali węglowej o grubości 0,4 mm, a spoinę sprawdzono w obecności dwóch gazów osłonowych: 80% Ar + 20% CO₂ i 100% CO₂. W porównaniu ze zwykłym spawaniem-w osłonie gazu, spawanie łukiem zimnym zmniejsza dopływ ciepła o około 20%, co skutecznie zmniejsza odkształcenia spawalnicze.

W przypadku blachy ocynkowanej równie ważne jest niskie doprowadzenie ciepła.Powłoka cynkowa łatwo wypala się pod wpływem wysokiej temperatury, co może również zwiększyć porowatość i rozpryski. W testach łuku zimnego CRP, w porównaniu z konwencjonalnymi procesami o niskim-rozprysku, niektóre scenariusze testów blachy ocynkowanej wykazały zmniejszenie porowatości o ponad 20%, zmniejszenie rozprysków o ponad 10% i zwiększenie głębokości penetracji o ponad 30%.

Spawanie aluminium zawsze było scenariuszem testującym możliwości procesowe robota spawalniczego.

Powody wykraczają poza szybkie przewodzenie ciepła przez stop aluminium. Obejmują one także stabilność podawania drutu-, zajarzanie łuku, kontrolę kropli, tworzenie ściegu i warstwę tlenku. Zatem spawania aluminium nie można rozumieć jako zwykłej „wymiany szpuli drutu aluminiowego”.

Rozwiązanie CRP do spawania łukiem zimnym wykorzystuje serwo-push-podawanie drutu z kontrolą długości łuku, dzięki czemu ruch drutu i stan łuku są dokładniej koordynowane. Opracowała różnorodne procesy spawania aluminium i może wytwarzać ściegi spoiny w postaci rybiej łuski.

Dla klientów najważniejsze są dwie kwestie: czy system-podawania drutu może stabilnie obsługiwać drut oraz czy istnieją dojrzałe parametry procesu, które można wywołać bezpośrednio dla różnych grubości blach, typów połączeń i wymagań dotyczących wyglądu spoin.

Jeśli doprowadzenie ciepła jest najtrudniejszym problemem podczas spawania cienkich-blach, to w przypadku blach o średniej-grubości najtrudniejszymi problemami są penetracja, stapianie, stabilność i spójność w wielu warstwach i przejściach.

Często zaangażowane są maszyny budowlane, maszyny rolnicze, konstrukcje stalowe i duży sprzętRowki V-, K- i J-stawy. Im grubsza płyta, tym więcej ściegów należy wypełnić i tym większe są wymagania dotyczące planowania ścieżki robota, sekwencji spawania i zarządzania parametrami.

Jednym z celów pozycjonowania serii RH firmy CRP są aplikacje o średnio-grubych blachach i zastosowaniach wielo-rozbudowanych w wielu osiach, z obsługą wyszukiwania spoin, śledzenia łuku, spawania wielo-warstwowego, wielo-przejściowego i zewnętrznej-koordynacji osi.

Co ważniejsze,CRP to nie tylko rozwiązanie problemu „czy robot może spawać grubą blachę?” Tworzy ekspercką bazę danych dotyczącą blach-średniogrubych.

W praktyce operatorzy mogą wprowadzić takie informacje, jak grubość blachy, drut, gaz osłonowy, typ rowka i rozmiar ramienia, a system wygeneruje odpowiedni zestaw parametrów wielo-warstwowych-przejściowych. Po wygenerowaniu można go przeglądać, modyfikować i ponownie zapisywać, dzięki czemu można wielokrotnie wywoływać ten sam typ spoiny.

Dzięki temu proces spawania stopniowo przestaje być „zależny od osobistego doświadczenia” w „replikowalny zasób danych”.

W dziedzinie blach-ultragrubych firma CRP również dość systematycznie badała procesy. Przeprowadziła badania nad automatycznym, wielo-warstwowym, wielościegowym-spawaniem-bardzo grubych blach o grubości 10–100 mm z różnymi kształtami rowków, obejmującymi rowki V-, K- i J- w warunkach spawania CO₂ i-gazu mieszanego.

Jest to problem, który należy rozwiązać, gdy spawanie zrobotyzowane przeniesie się z laboratorium do prawdziwej fabryki.

Niezależnie od tego, jak wysoka jest dokładność powtarzalnego pozycjonowania robota, gwarantuje to jedynie, że „robot powtórzy nauczoną ścieżkę”. Jednak rzeczywista spoina nie zawsze znajduje się w tym samym położeniu.

Błędy cięcia blachy, błędy mocowania, odchylenie rowka, skumulowane błędy z procesów poprzedzających i odkształcenia termiczne mogą sprawić, że rzeczywista spoina odbiega od ścieżki teoretycznej.

Zatem robot także musi „wyczuwać”. Obecne rozwiązania spawalnicze CRP stanowią już kombinację technologii:wykrywanie dotyku, śledzenie łuku, śledzenie laserowe, wizja i koordynacja wieloosiowa-.

Kombinezony z czujnikiem dotykowym ustalające rzeczywistą pozycję spoiny przed spawaniem; śledzenie łuku dynamicznie koryguje ścieżkę podczas spawania w oparciu o sygnał łuku.

System śledzenia łuku firmy CRP może śledzić stabilnie przy prądzie około 120 A i szerokości splotu około 1 mm oraz automatycznie koryguje ścieżkę spawania.

Śledzenie laserowe skanuje profil rowka w czasie rzeczywistym za pomocą czujnika laserowego i dynamicznie koryguje pozycję i ścieżkę palnika, zapewniając lepszą zdolność dostosowywania się do szczelin i niewspółosiowości.

CRP może również zbudować cyfrową stację roboczą z modelu 3D, skorzystać z eksperckiej bazy danych w celu dopasowania procesu i skorygować ścieżkę w czasie rzeczywistym poprzez śledzenie łuku procesu.

W przypadku maszyn budowlanych, konstrukcji stalowych, maszyn rolniczych i produkcji dużego sprzętu sam robot sześcioosiowy często nie wystarczy.

Duży przedmiot obrabiany może rozciągać się na kilka metrów, dlatego robot musi pokryć większy obszar roboczy, utrzymując spoinę w korzystnej pozycji spawania. Wymaga to współpracy robota z osiami zewnętrznymi, takimi jak tor uziemiający i pozycjoner.

Pojedynczy robot obsługuje do6+6, łącznie 12 osi, rozwinięciei obsługuje kombinacje, takie jak szyny liniowe i pozycjonery dwu{0}}osiowe.

Na przykład w jednym projekcie maszyn rolniczych wykorzystano już koordynację 11-osi: 6-robot osiowy + 3 zewnętrzne-mechanizmy osiowe + 2-pozycjoner osi w połączeniu z czujnikiem dotykowym, śledzeniem łuku i wielowarstwowymi funkcjami wieloprzejściowymi w celu wykonania złożonego spawania blach o średniej grubości.

Wartość takiego systemu nie polega tylko na tym, że „robot może sięgnąć dalej”. Pozycjoner aktywnie zmienia pozycję przedmiotu obrabianego, zmieniając niektóre pionowe i nad głową pozycje spawania w korzystniejsze pozycje spawania, co pomaga poprawić stabilność jakości.

W przeszłości wiele firm uważało, że spawanie zrobotyzowane nadaje się do-standardowych części o dużych objętościach, takich jak te w fabrykach motoryzacyjnych, podczas gdy spawanie ręczne jest bardziej elastyczne w przypadku niestandardowych części w małych-partiach-.

Ten wyrok się zmienia. CRP ma obecnie dwie techniczne możliwości rozwiązania tego problemu.

Jednym z rozwiązań jest współpracujący robot spawalniczy.Wspólne modele spawania CRP obejmują obecnieRC09-05-W, RC13-10-W i RC18-05-W.

Największą wartością spawania zespołowego jest nie tylko to, że robot jest lżejszy i bardziej elastyczny. Ułatwia programowanie i przezbrojenie spawania, zmniejszając zależność firm od wyspecjalizowanych programistów robotów.

Operatorzy mogą bezpośrednio przeciągnąć robota w pobliże punktu docelowego, a następnie-dostroić robota w sześciu kierunkach (w górę/w dół, w lewo/w prawo, do przodu/do tyłu) za pomocą joysticka na efektorze końcowym i rejestrować punkty, linie, łuki, polecenia spawania i tkania bezpośrednio na efektorze końcowym.

Wspólne spawanie CRP obsługuje także funkcje oprogramowania spawalniczego, takie jak tkanie, wielo-warstwowe-przejścia, wyszukiwanie szwów i śledzenie łuku, a także oferuje wykrywanie kolizji, UPS i kompensację grawitacji.

Współpracujące roboty spawalnicze CRP obsługują kilka form wdrażania, w tym mobilny wózek, podstawę magnetyczną i zewnętrzne-przedłużenie osi. Wózek mobilny doczekał się drugiej generacji i jest lepiej dostosowany do rzeczywistych hal produkcyjnych; standardowa podstawa magnetyczna pasuje do CRP-RC09-05-W i CRP-RC13-10-W. W przypadku projektów, które wymagają większego zakresu roboczego lub dodatkowego pozycjonera, roboty współpracujące mogą również rozciągać się do 5 osi zewnętrznych.

To już staje się ważnym kierunkiem dla kolejnego etapu automatyzacji spawania.

Firma CRP opracowała obecnie kilka inteligentnych rozwiązań spawalniczych opartych na wizji i modelach.

Na przykład w przypadku małych{0}}partii i różnorodnych-części konstrukcyjnych system może zeskanować obrabiany przedmiot i-odtworzyć jego model bez konieczności posiadania wcześniejszych rysunków. Obsługuje ponad 10 form konstrukcyjnych, takich jak belki H-, i automatycznie generuje odpowiednie ścieżki spawania.

Do szwów pierścieniowych wewnętrznych i zewnętrznych na łącznikach rurowych,system wizyjny-bezpłatny do nauczania może skanować spoinę,-odwracać jej model i automatycznie generować program spawania, koordynując jednocześnie z osiami zewnętrznymi i planując kąty pozycjonera.

W scenariuszach dotyczących stalowych wież do przenoszenia mocy rozwiązanie CRP może również wykorzystywać liniową chmurę punktów lasera do identyfikacji spoiny, automatycznie spawać wieże z rur stalowych o średnicy 600–2000 mm i automatycznie dopasowywać procesy spawania z wielo-warstwowej-eksperckiej bazy danych parametrów parametrów.

Ponadto w przypadku standardowych scenariuszy-arkuszy ze stali nierdzewnej, takich jak kotły i wymienniki ciepła, spawanie automatyczne można wykonać poprzez połączenie rysunków CAD, wizji 3D, dedykowanego palnika TIG i śledzenia łuku.

Nie koniecznie. Szybkość spawania musi opierać się na stabilnej jakości spoiny.

Zwłaszcza w przypadku spawania cienkich-blach, jeśli gonisz za szybkością i kończy się to przerwami łuku, podcięciem, porowatością lub słabym tworzeniem się ściegu, koszt dodatkowej obróbki może być wyższy.

Cechą charakterystyczną technologii zimnego łuku firmy CRP jest tokoryguje długość łuku poprzez ciągłą kontrolę-pętli zamkniętej, utrzymując łuk stabilny nawet przy zmianie prędkości spawania i zmiany drutu.

W niektórych testach procesów, w porównaniu ze spawaniem-rozpryskowym, prędkość spawania łukiem zimnymwzrosła o 10–20% lub więcej, Io ponad 50%w warunkach spawania-z dużą-prądem i{1}}dużą prędkością.

Ponieważ robot rozwiązuje tylko „jak się poruszać”. To, co naprawdę decyduje o jakości spoiny, obejmuje równieżźródło prądu spawania,-system podawania drutu, algorytm sterowania i proces spawania.

Weźmy na przykład Nynhan: robot i spawacz korzystają ze zintegrowanego sterowania, więc parametry spawacza można ustawiać i zapisywać bezpośrednio na panelu uczenia robota, a uproszczone parametry zmniejszają trudności operatorów w dostosowywaniu procesu.

Rozwiązanie łuku zimnego idzie o krok dalej, projektując robota, palnik-podający serwoprzewód, spawarkę i algorytm sterowania jako jeden kompletny system.

Na przykład przy sterowaniu długością łuku system monitoruje długość wycofania drutu w czasie rzeczywistym i dostosowuje prędkość podawania drutu poprzez sterowanie w-pętli zamkniętej. Dzięki temu prąd i długość łuku są stabilne przy zmianie-wysunięcia, zapewniając stałą głębokość wtopienia i tworzenie spoiny.

Wskazuje to również na krytyczną zasadę selekcji: robot przemysłowy może być urządzeniem-o ogólnym przeznaczeniu, ale robot spawalniczy nie może mieć wyłącznie możliwości ruchu-o przeznaczeniu ogólnym. Dla klientów zajmujących się spawaniem ważniejsze jest to, ile rzeczywistego doświadczenia w procesach spawania zgromadził producent.

„Nasza blacha jest zbyt cienka, ręczne spawanie łatwo się przepala, a potem potrzebne jest mocne szlifowanie i korekta kształtu”. W przypadku tego rodzaju klientów pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest możliwość kontrolowania dopływu ciepła i przenoszenia kropel, a nie tylko precyzja robota.

Kiedy już przemyślisz te warunki, przekonasz się, że obecnie „nakłonienie robota do poruszania się po wyuczonej ścieżce” nie jest już najtrudniejszym problemem. Prawdziwe trudności to: jak kontrolować dopływ ciepła na cienkim arkuszu; jak osiągnąć stabilną penetrację na średnio-grubej płycie; jak wykonać wielo-warstwowe, wielościenne-spawanie blachy o grubości 50 mm lub 100 mm; jak znaleźć spoinę, gdy przedmiot obrabiany się odchyla; jak osiągnąć wieloosiową-koordynację w przypadku dużych konstrukcji; jak obniżyć koszty programowania dla małych partii i wielu wariantów; jak zagwarantować jakość spoin materiałów specjalnych, takich jak stop aluminium i blacha ocynkowana; oraz jak przekuć lata zgromadzonego doświadczenia doskonałych spawaczy w powtarzalne parametry procesów i eksperckie bazy danych.

Od spawania o niskiej-rozpryskach i wysokiej wydajności-produkcji Pro i Nynhan, po średnio-grube blachy i koordynację wieloosiową-serii RH; od niskiego dopływu ciepła podczas spawania łukiem zimnym/CMT po elastyczne wdrażanie spawania kooperacyjnego; a także-swobodne nauczanie-w oparciu o wizję,-koordynacja osi zewnętrznych i eksperckie bazy danych, CRP stopniowo integruje sterowanie robotem, spawalnicze źródła prądu, procesy spawania i inteligentne wykrywanie w jeden kompletny system technologii spawalniczej.

W przypadku producentów, wybierając robota spawalniczego, zamiast tylko pytać „Ile kosztuje ten robot?”, lepiej najpierw zapytać: „W którym dokładnie miejscu mój przedmiot jest trudny do spawania?” O jakości, kosztach i wydajności ostatecznie decyduje nie sam robot, ale cały system technologiczny, który za nim stoi: źródło prądu spawania, proces, czujniki i inteligentne oprogramowanie. I to jest klucz do przejścia z automatyzacji spawania z „robotów zastępujących siłę roboczą” na „inteligencję procesową”.