Роботы для сварки

Содержание

Купить оборудование роботизированной сварки в иркутске от официального представителя – экосвар
Настройка оборудования
Преимущества и недостатки
Преимущества сварочных роботов
Размещение роботизированного сварочного комплекса
Разновидности сварочных роботов
Роботизированные сварочные комплексы arcworld для дуговой сварки
Роботы для сварки
Сварочные роботы – применение коллаборативных промышленных роботов для сварки
Суть и применение роботизированной сварки
Устройство сварочных роботов

Купить оборудование роботизированной сварки в иркутске от официального представителя – экосвар

Потребность в роботизированных сварочных системах, как и любая автоматизация, возникает тогда, когда нужно значительно увеличить производительность. В основном, робот нужен тогда когда производится серия однотипных изделий, мероприятий и нужно добиться большей скорости работы и единого показателя качества. Так, например, один робот может заменить труд 4-х человек, особенно если характер работ очень монотонный. Причем промышленные роботы применяются во многих сферах: начиная с мелко и крупносерийного производства, заканчивая упаковкой готового изделия. Если говорить о сварке, то в данной сфере у таких высокотехнологичных установок имеются свои тонкости.

Роботизированная установка включает в себя очень много компонентов. Робот крайне чувствителен к любым погрешностям. Поэтому, для получения качественного сварного соединения нужно чтобы сборка заготовки была очень точной, причем все узлы детали должны быть собраны с единой точностью. Также необходимо чтобы сварочное соединение имело стабильное положение в пространстве. Любое отклонение может сказаться на качестве готового изделия. Кроме того, качество используемых материалов также должно быть высоким и стабильным. Для того, чтобы собранная заготовка отвечала всем требованиям в установке используется большое количество датчиков или так называемых контроллеров для управления роботизированными сварочными комплексами. Они помогают отследить процесс сварки и соблюсти все требования.

Если говорить о самом процессе сварки, то промышленный сварочный робот обычно выступает манипулятором сварочных клещей, если мы говорим о контактной сварке. Также, рука робота может управлять горелкой для сварки в среде защитного газа (MIG/MAG, TIG) др. Важно заметить, что в зависимости от типа сварного соединения можно сразу сказать стоит или нет использовать робота. Так, например, роботизированную сварку можно с легкостью применять при контактной сварке соединений внахлест. Тяжелее адаптировать робот под электродуговую сварку в угол. Тавровое соединение также сложнее осуществлять. Стыковые же соединения с помощью электродуговой сварки крайне сложно сваривать.

Смотрите про коптеры: Сварочные роботы и роботизированные комплексы

Если вы решили применять робота для выполнения таких задач, то возможно стоит задуматься, какая еще установка автоматизации сварочных процессовсможет решить ваши задачи.

Настройка оборудования

Сварочные роботы предусматривают этапы настройки роботизированного оборудования:

Калибровка внешних осей движения робота-манипулятора при установке на позиции. Оператор проверяет показатели режима работы на дисплее: длину шва, траекторию. От точности установки внешних осей зависит форма сварочного шва. Отступления на несколько миллиметров приводят к браку.
Настройка «руки» с инструментом, координация движений подложки сварочной головки и зажимного механизма. Они должны двигаться согласованно, иначе сварка будет не на заготовке, а на подвижном зажимном механизме или манипуляторе.
Координация окружения. Обычно на конвейере устанавливают сразу несколько сварочных роботов, они не должны мешать друг другу. Создается модель сварочного процесса совместно с другими роботами-манипуляторами, работающими параллельно.

Первые две настройки проводятся обязательно после подключения роботизированного сварочного оборудования к сети, чтобы правильно его установить.

Предварительная калибровка по умолчанию. Проводится операторами завода-изготовителя. Сварочные порты и зажимные механизмы при взаимодействии калибруют до микрон.

Преимущества и недостатки

Роботизация сварки оптимизирует технологический процесс, роботизированные автоматы заменили сварщиков. Преимущества автоматизации работ:

повышается качество соединений;
однотипные операции выполняются с одинаковой скоростью (человек на такое не способен);
оборудование перенастраивается в процессе работы в считанные минуты;
уменьшается процент брака;
поддерживается стабильное горение дуги, сохраняется интервал между заготовкой и электродом;
длительность работы намного выше;
расходы на оборудование быстро окупаются за счет исключения ручного труда, повышения производительности;
расходы на техническое обслуживание несоизмеримо меньше фонда зарплаты сварщиков с обязательными отчислениями;
оператор, настраивающий технику, действует по переделенным алгоритмам, не требующим специальных знаний, его недолго обучать;
безопасность – нет термического и лучевого воздействия на людей;
экономический эффект;
не нужна система контроля, эту функцию выполняет компьютер.

Смотрите про коптеры: Полное руководство по гиперзвуковым дронам: раскрывая скорость и точность в небе

Теперь о недостатках, они тоже имеются:

высокая стоимость роботов;
повторяемость операций, потесано автоматику перенастраивать не будешь, роботы-сварщики используются только на конвейерной сборке, серийном производстве;
качество сварных работ зависит от опыта оператора, умения настраивать оборудование.

Преимущества сварочных роботов

повышение качества изделий и соединений;
сокращение процесса бракованных изделий;
увеличение скорости выполнения однотипных операций;
быстрая перенастройка оборудования;
повышение длительности работы;
улучшение условий безопасности (отсутствие лучевого и температурного воздействия на сотрудников);
отсутствие системы контроля (этим занимается компьютер);
сокращение расходов (затраты на роботов значительно ниже затрат на зарплаты сотрудникам).

Размещение роботизированного сварочного комплекса

При установке роботизированного сварочного комплекса на рабочую позицию соблюдают ряд правил:

толщина бетонного пола не менее 30 см;
неровности поверхности больше 5 мм не допустимы;
фиксация производится съемными анкерными болтами, исключающими сдвиг при вибрации;
рабочая зона ограждается сигнальной лентой или переносными желтыми заборными панелями;
размер охранной зоны не менее 1,5 метра;
предусматривается подключение воздушного провода для охлаждения соединения;
электропроводка укладывается в металлические кабель-каналы.

Программное обеспечение настраивается только после позиционной установки робота.

Разновидности сварочных роботов

Разработаны и выпускаются роботизированные модели для сварки:

плавящимся электродом;
сварной проволокой;
вольфрамовыми и графитовыми стержнями;
контактными медесодержащими электродами (точечная сварка);
плазмой;
лазером.

Некоторые производители наладили выпуск гибридных модификаций. Основные различия роботов сварочных:

длина манипулятора;
число повторных деталей в составе «руки»;
выполняемые функции.

Промышленных роботов для сварки выпускают многие производители:

в Японии, марки Fanuc AM-0iA надежные;
немецкий агрегат Kuka KR5 – оптимальный вариант соотношения цены и качества;
оборудование OTC (Almega AII-B4) популярно на сборочных конвейерах автоконцернов;
модель Motoman EA 1400N гибридная.

Электронные аппараты производят:

предварительную разметку металла;
занимаются зачисткой поверхности;
снимают фаски под нужным углом;
позиционируют стык с точностью до микрон;
формируют шов по заданной траектории.

Узлы вращения обеспечивают разнонаправленное движение манипулятора и опорной платформы.

Роботизированные сварочные комплексы arcworld для дуговой сварки

Аналоговое/Цифровое управление

Скорость сварки и регулировка скорости

Скорость сварочного процесса: в инструкции движения робота задавайте скорость движения в процессе сварки, выбирая линейную скорость (мм/с) или номинальную скорость во время движений перемещения (%)

Ручная подача проволоки

Интерфейс робота обладает кнопками ручной подачи проволоки, что упрощает процедуру ее заправки и процесс программирования.

Подача газа

На пульте робота расположена кнопка подачи газа, что дает возможность легко осуществить контроль его наличия.

Регулирование подачи газа

Режим симуляции сварки

Контроль сварочной дуги

Сохранение точки обрыва дуги

Если в процессе сварки происходит обрыв дуги, робот запомнит данную точку, после проверки оператором причин обрыва и их устранения робот запустит программу с той же строки, и продолжит процесс сварки с того же места. Точка разрыва дуги будет удалена после сброса программы или возобновления процесса сварки.

Мониторинг сварочного процесса

Функция защиты горелки от столкновений

Поиск заготовки датчиком оптического слежения

Поиск сварного соединения возможно осуществлять посредством датчика оптического слежения за швом. Поиск осуществляется посредством лазерного луча, который сканирует текущее положение соединения. Робот сравнивает текущее положение с записанным положением эталонного шва.
При обнаружении отклонений в позициях, робот соответствующим образом корректирует сварочную траекторию.

Поиск касанием (интегральный поиск)

Поиск положения заготовки касанием осуществляется, используя сварочный контур в качестве инструмента. На робота заведен соответствующий цифровой сигнал, свидетельствующий о замыкании данного контура. Сварочный аппарат подает напряжение на положительный электрод сварочной горелки (проволоку). В момент касания сварочной проволокой заготовки (отрицательного электрода), робот получает соответствующий сигнал.

На практике процесс поиска осуществляется следующим образом. Сначала происходит настройка данной функции путем калибровки на эталонном изделии. Робот производит ощупывание детали и при ее касании записывает положение ее опорных точек (настройка эталонной детали производится единожды). Далее, происходит установка последующих заготовок, перед процессом сварки каждой из них производится ощупывание и запись текущих координат опорных точек. Далее происходит сравнение текущих положений с эталонными, вычисляется разница в координатах и в управляющую программу вносится соответствующий сдвиг. Корректировка положений может производиться как в одной, так и в нескольких плоскостях (1D, 2D, 3D, 2D , 3D ).

Сварочные режимы

Легкая настройка параметров, связанных со сваркой: сварочный ток и напряжение, ток и напряжение поджига дуги и заварки кратера, время предварительной продувки газом и время продувки газом по окончанию сварки задаются посредством сварочных таблиц.

Гибкая система изменения параметров сварки

Сварочные инструкции поддерживают корректировку сварочного тока и напряжения непосредственно в сварочной программе. Это позволяет удобно регулировать сварочные параметры прямо в процессе написания программ.

Функция возврата проволоки

Когда данная функция активирована, при переходе между сварочными швам (холостые перемещения) робот будет автоматически уменьшать вылет сварочной проволоки. Это происходит для предотвращения возможности столкновения проволоки с деталями и оснасткой, что препятствует смещению деталей и предотвращает загиб кончика проволоки.

Функция горячего старта
(предварительная подача проволоки)

В обычном режиме поджиг дуги производится следующим образом. Сначала происходит позиционирование робота в начальной точке сварки, затем начинается предварительная подача газа и подача проволоки. Дуга зажигается в момент касания проволоки свариваемой детали. За счет того, что подача проволоки в момент запуска сварки происходит достаточно медленно, мы имеем значительную временную паузу между позиционированием робота и поджигом дуги. Когда функция горячего старта активна, робот начинает подачу проволоки для поджига дуги заранее, в точке подхода к месту сварки. Это позволяет сделать поджиг в точке старта сварки практически мгновенным и значительно сократить общее время цикла сварки изделия.

Функция повторного поджига дуги

Данная функция предназначена для повторного поджига дуги, если она по каким либо причинам погасла. Если данная функция активна, то при прерывании дуги робот возвращается на некоторое расстояние назад по сварочной траектории, производит поджиг дуги заново и продолжает выполнение программы.

Линейная синхронизация (интерполяция)

Опция линейной синхронизации позволяет роботу совершать синхронные (согласованные) движения совместно с внешними линейными осями, направление которых должно соответствовать направлениям осей Х, Y, Z абсолютной системы координат робота. Данная опция позволяет роботу совершать линейные перемещения не отрываясь от своего производственного процесса. Это к примеру позволяет роботу с помощью трека производить сварку протяженных соединений сложной геометрии без отрыва горелки на всей протяженности сварного шва.

Круговая синхронизация (интерполяция)

Круговая синхронизация позволяет роботу согласовывать свои движения с движениями внешних дополнительных осей вращения. Робот способен совершать синхронные движения совместно с позиционером, имеющим одну или более осей вращения. Это позволяет роботу выполнять полный охват даже очень больших деталей с возможностью выбора для себя наиболее удобной точки подхода и положения сварного соединения в пространстве. Данная технология позволяет совершать операции, где требуется выполнить сплошной шов на изделии со сложной геометрией без перепозиционирования робота в процессе сварки.

Z-образные колебания

Z-образные колебания: при включении данной функции сварочная горелка робота совершает Z-образные колебания во время сварочного процесса. Направление колебаний перпендикулярно направлению движения сварочной горелки.

Кольцевые колебания

Дуговые колебания: если активировать данную функцию, то во время сварочного процесса горелка робота будет совершать круговые колебания. .

Функция плавной коррекции сварочных параметров

Функция плавной коррекции сварочных параметров может использоваться для сварки сложных изделий, где требуется плавное изменение параметров непосредственно по ходу сварочного процесса. Во время выполнения сварного шва можно использовать плавное изменение тока и напряжения на заданное значение. Необходимо лишь задать исходные параметры тока и напряжения в желаемой точке начала плавной регулировки параметров и установить конечные значения в нужной точке. Процесс изменения параметров является линейным.

Функция мгновенной коррекции сварочных параметров

Функция мгновенной коррекции сварочных параметров может использоваться для сварки сложных изделий, где требуется мгновенное изменение тока и напряжения непосредственно во врем сварочного процесса. Необходимо лишь задать новые сварочные параметры в требуемой точке и во время сварочного процесса именно в этом месте произойдет мгновенное изменение тока и напряжения.

Чешуйчатый шов/Прерывистый шов

Функция чешуйчатого шва представляет собой технологию сварки точками. Функция легка в применении, задается лишь время установки прихватки и шаг. Функция прерывистого шва позволяет выполнить такой шов задав лишь траекторию, длину стежка и шаг.

Слежение за сварочной дугой по току

Оптическое слежение за швом

Для работоспособности данной функции манипулятор оснащается дополнительным датчиком оптического слежения за сварочным швом. Данный датчик позволяет как предварительно производить поиск сварных соединения, так и осуществлять онлайн корректировку траектории непосредственно во врем сварки. Слежение осуществляется за счет проецирования лазерного луча на сварное соединение. На основе заданных параметров (зазор, разделка, вид соединения) система определяет реальное положение шва и корректирует сварочную траекторию.

Функция многопроходной сварки

Используя функцию многопроходной сварки необходимо всего лишь один раз обучить робота сварочной траектории, а затем с помощью инструкции скорректировать скорость и сварочные параметры для требуемого количества проходов. Это значительно сокращает время программирования и уменьшает его сложность.

Слежение с фиксированной точкой

Функция оптического слежения с фиксированной точкой предназначена для сварки протяженных кольцевых или линейных швов. Для работоспособности данной функции необходима внешняя ось. Движение по ходу сварочной траектории осуществляется за счет вращение позиционера или движения робота по линейной оси. Сам робот при этом остается практически неподвижным и совершает минимальные перемещения для компенсации смещения реального сварного шва от запрограммированного. Определение положения сварного соединения осуществляется за счет датчика оптического слежения.

Сварочные роботы – применение коллаборативных промышленных роботов для сварки

Сварочные роботы классифицируются по виду конструкции. Они бывают:

последовательной структуры – стандартные роботы, которые имеют механизм в виде одной открытой кинематической цепи;
параллельной структуры – имеют более жесткую конструкцию и меньший рабочий объем, состоят из нескольких кинематических цепей;
мобильными – используются для производства крупных изделий, к ним относятся порталы и колонны;
входить в состав роботизированных комплексов – производственных линий, которые содержат несколько сварочных роботов.

Конструкция сварочного робота:

подвижный манипулятор – “рука” устройства, которая может иметь различный уровень свободы, в зависимости от марки;
сварочная головка – деталь расположена на конце “кисти” манипулятора;
платформа – деталь, на которую крепится сварочный робот;
подающий механизм;
блок управления – устройство, которое отвечает за организацию всей работы робота.

Дополнительно роботы могут снабжаться датчиками обратной связи, оптическими сенсорами и другими измерительными устройствами, которые позволяют ему ориентироваться в пространстве и выполнять свои задачи.

Суть и применение роботизированной сварки

Роботы выполняют работы по сварке на протяжении многих часов. Им не нужны перерывы на обед. Некоторые модели работают при перебоях напряжения, просадке сети. Роботизированная сварка эффективна при больших объемах. Роботы перед сварочной операцией правильно позиционируют детали, устанавливают их с необходимым зазором.

С помощью роботов металл сваривают и режут, чаще используют точечную, электродуговую, аргоновую сварку, допустимо формирование сварного соединения с использованием флюса. Манипуляторы создают равномерный шовный валик, механизация исключает человеческий фактор, не нужно следить за ванной расплава, дуга в несколько миллиметров поддерживается в автоматическом режиме. На прокладку не влияет позиция захвата заготовок, отклонение захвата не превышает 5 мм.

Сварочные роботы применят при сборке машин, бытовой техники, оборудования. Очень часто с их помощью не только сваривают, но и режут металл.

Устройство сварочных роботов

Автоматизированное устройство – это аппарат, установленный на прочную основу с шарнирным поворотным механизмом. Корпус свободно вращается вокруг оси. Робот для сварки оснащен:

источником тока;
преобразователем вольт-амперных характеристик;
подающим устройством.

Предусмотрено табло, пульт с программным обеспечением, баллон с инертным газом. Управляемая «рука» состоит из нескольких частей. От трех до шести отрезков соединяются поворотными узлами. На конце руки-манипулятора закрепляется газовая горелка, в рабочую зону в автоматическом режиме подается присадка – сварочная проволока, подачей газа создается защитная атмосфера.

До запуска оборудование настраивается, определяются параметры сварки. Задаются координаты передвижения робота-сварщика, чтобы его действия ограничивались расположением инструмента. Работа производится автоматически, без участия оператора. Возможно создание криволинейных швов любой сложности. Движение сварочного робота запрограммировано, горелка движется по заданной траектории, а не по шаблону, как в автомате.

В конструкции простейшего оборудования манипулятор поднимает до 25 кг веса, для каждого типа сварки разработана индивидуальная программа. Некоторые доукомплектовывают роботов-сварщиков обучающими брошюрами, видеоуроками. Добавляют специальные держатели для фиксации заготовок в определенном положении.