Робот для сварки


Потрясающие возможности сварочных роботов

Главная > Статьи > Потрясающие возможности сварочных роботов

В последние годы многие успешные предприятия металлообработки, заинтересованные в выпуске качественной продукции, регулярно проводят мероприятия, направленные на эффективную модернизацию своего производства. Один из важных этапов этого процесса – использование сварочного робота, чтобы заменить человеческий труд.

Ручная электродуговая сварка представляет собой весьма сложный и ответственный процесс, для выполнения которого от человека требуются особые знания и большой опыт работы. Работа сварщика тяжелая и монотонная, и на качество её выполнения большое влияние оказывает так называемый человеческий фактор.

Развитие современной робототехники позволило снять влияние этого параметра, ведь робот для сварки в комплекте с профессиональным сварочным оборудованием не только не уступает любому опытному сварщику, но и превосходит его результаты труда. Каковы же конкретные преимущества современных роботов для сварки перед человеком?

1. Широкие возможности настройки

У каждой рабочей программы сварочного робота имеется ряд определённых параметров, соответствующих требованиям к сварке тех или иных изделий. Таким образом, можно настроить робота под конкретную толщину детали, вид и длину сварного шва, расположение шва в пространстве и другие особенности сварки.

Вот некоторые параметры роботизированной сварки, которые можно модифицировать в процессе работы:

  • Определение последовательности выполнения сварки
  • Время подачи защитного газа до начала и после окончания сварки
  • Данные для автоматического высвобождения проволоки при приварке
  • Скорость подачи и оттягивания проволоки
  • Данные для корректировки геометрии шва.

2. Универсальность и быстрая перестройка

Сварочный робот – это современный механизм, отличающийся универсальностью действий, а также высокой скоростью перехода на выполнение новых операций. В отличие от специализированного оборудования, способного выполнять лишь ту задачу, для которой оно было спроектировано, робот легко переключается с одной работы на другую и даже способен выполнять некоторые процессы одновременно.

Роботы могут использоваться для сварки как компактных деталей, так и тяжеловесных заготовок абсолютно любой конструкции. Например, в этом видео робот приваривает рёбра жёсткости к двутавровой балке:

Возможность быстрой перестройки с одного типа работ на другие – то, что существенно отличает робота для сварки не только от специализированного оборудования, но и от сварщика-человека.

Принципиальное различие между роботизированными технологиями и обычными, традиционными средствами – в том, что роботы всегда имеют многоцелевое назначение, легко перестраиваясь на выполнение разнообразных операций, в том числе и при возникновении нестандартных ситуаций.

Знаете ли вы? Каждый год доля сварочных работ, выполняемых роботами, неуклонно растёт. Скажем, в Европе число сварочных роботов на заводах и фабриках ежегодно увеличивается на 10%.

3. Безопасность  

Роботизированные комплексы всегда огорожены для того, чтобы предупредить возможность получения травмы. На предприятиях принимаются все меры, чтобы в течение эксплуатации робота несанкционированный персонал не находился в пределах его рабочей зоны.

Обычная форма защиты – высокий забор – дополняется защитными лучами, пересечение с которыми автоматически остановит робот манипулятор. Кроме того, дополнительную безопасность обеспечивают и кнопки аварийной остановки.

4. Точность выполнения работ

Точечная сварка роботом – уже давно признанный метод, ведь требуемая точность позиционирования по этой технологии составляет всего 1 мм, что было доступно уже первому поколению роботов. При дуговой сварке требуются значительно более жёсткие допуски, по сравнению с контактной, ведь изменение в положении дуги не должно быть выше 0,5 мм.

Высокая точность сварки роботом обеспечивается безошибочными колебательными движениями горелки, однако для того, чтобы добиться идеальной повторяемости при использовании робота на производстве, необходимо выполнение ряда требований:

  • Обеспечение высокой точности позиционирования всех сварочных узлов
  • Обеспечение стабильности соединений сварных швов
  • Использование сварочных материалов только наивысшего качества.

Экономическая оправданность роботов для сварки, или когда стоит роботизировать производство

Все эти преимущества сварочных роботов, безусловно, важны, но нельзя забывать и о том, что промышленные роботы – это всегда большие расходы, которые могут не оправдаться, если ваше предприятие не будет соответствовать такой технике.

В стоимостном выражении, сварочный робот для электродуговой сварки экономически обоснован при производстве не менее 1000 единиц продукции в год. Для более мелких объёмов производства программирование робота и производственных приспособлений вряд ли будет доходным.

Наиболее значимые преимущества, а также некоторые недостатки роботов для сварки обобщены в следующей таблице:

Преимущества

Недостатки

Увеличенная производительность и скорость сварки (фактор времени дуги достигает 60-80%)

Значительная потребность в обучении персонала, программирующего и обслуживающего робота

Уменьшение числа рабочих мест (один оператор робота вместо 2-4 сварщиков)

Жёсткие допуски на сборку и позиционирование

Более предсказуемое и высокое качество сварки

Необходимость реконструкции процесса подготовки деталей под сварку

Улучшение условий труда (оператору не нужно стоять в непосредственной близости от дуги)

Благотворное влияние на общую эффективность производства

Если вы хотите подробней ознакомиться с тем, как происходит сварка роботом, предлагаем посмотреть видеоролик о роботизированной сварке (приварка крепежа):

Уже долгое время мы разрабатываем проекты на основе промышленных роботов KUKA по автоматизации любых производственных процессов — сварка, фрезеровка, резка, покраска, сборка, паллетирование и пр.

С моделями роботов вы можете ознакомиться в нашем каталоге по ссылке http://vektor-grupp.ru/shop/promyshlennye-roboty/,

а получить подробную информацию и разработку проекта можно, связавшись с нашими специалистами

по телефонам +7 (495)787-49-12, 8-800-500-49-12

электронной почте [email protected]

Так же Вы можете связаться напрямую с интересующим Вас специалистом, посмотрев его контакты в разделе «Наши сотрудники» по ссылке

Будем рады ответить на все возникшие вопросы!

vektor-grupp.ru

Роботизированная сварка: технология, стандарты, особенности применения

Главная > Статьи > Роботизированная сварка: технология, стандарты, особенности применения

Роботизированная сварка представляет собой полностью автоматизированный процесс, который реализуется за счёт использования специальных роботов-манипуляторов и другого сварочного оборудования. Основные преимущества сварки роботом заключаются в первоклассном качестве готовых изделий и высокой производительности сварочного производства.

Как и у любого современного и высокотехнологичного производства, в области сварки роботом существует масса важных особенностей, знание которых позволит достичь наилучшего результата и запустить действительно безопасный, высокоэффективный сварочный процесс. Об основных особенностях технологии сварки роботом и пойдёт речь в данной статье.

Как добиться точности в выполнении работ?

Как уже говорилось, главным достоинством роботизированной сварки является её высокая точность: так, технические характеристики современных роботов для сварки дают возможность добиться точности позиционирования сварочной горелки порядка 0.03-0.05 мм, что является достаточным для подавляющего большинства сварочных задач.

Однако некоторый недостаток робота заключается в том, что, в отличие от человека, при недостаточно точном позиционировании детали он не может самостоятельно изменить траекторию и найти правильную точку для сварки, поэтому погрешность позиционирования и сборки заготовки не должна превышать 0.5 мм.

Если достичь данной точности позиционирования невозможно, необходимо применять методы коррекции сварочной траектории, например, использовать лазерную систему слежения за стыком шва. Коррекция траекторий даст возможность сохранить качество сварного изделия, но, с другой стороны, при её использовании резонно ожидать падения производительности вплоть до 30%.

В общем случае, сварочная оснастка должна фиксировать обрабатываемую заготовку на устройстве позиционирования и предоставлять роботам свободный доступ к местам сварки. Необходимо избегать использования сварочной оснастки в качестве инструмента правки геометрии обрабатываемой заготовки, решая проблемы такого рода до её попадания на линию автоматизированной сварки. Исключением может служить использование гидравлических зажимов, сам смысл применения которых как раз и заключается не только в фиксации, но и в выдерживании определённой геометрии заготовки при сварке.

Поскольку сварочные роботы – это современное, высокоточное и высокотехнологичное оборудование, то и заготовка, поступающая на операцию роботизированной сварки, должна удовлетворять высоким требованиям, что выражается в необходимости использования соответствующего оборудования на всех этапах, предшествующих сварке. Так, хорошим решением для раскроя листов металла под последующую обработку автоматизированной сваркой является использование современных станков лазерной резки с ЧПУ.

Кроме достойного качества заготовки и правильного её позиционирования, обязательным условием точной сварки роботом является калибровка самого робота. В общем случае, калибровка роботизированного комплекса включает в себя три этапа:

  1. Калибровку осей, включая внешние
  2. Настройку координат инструмента
  3. Настройку координат окружения

Пункты 1 и 2 являются обязательными. Калибровку осей, как правило, производят единожды перед первым запуском системы и регулярно проверяют во время планового техобслуживания. Калибровка инструмента необходима для установки связи между инструментальной и базовой системами координат робота-манипулятора, что, в свою очередь, требуется для корректного движения горелки по заданной траектории, а также для точной работы системы коррекции этих траекторий. Настройка координат окружения необходима, когда требуется создать виртуальную модель сварочного комплекса в системе подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ.

Выбор метода сварки

Метод роботизированной сварки и, соответственно, сварочное оборудование, выбирается исходя из условий производственной задачи. Вот основные методы, которые реализуются промышленными сварочными роботами:

  • Электродуговая сварка (в среде защитных газов и под флюсом)
  • Лазерная сварка
  • Плазменная сварка
  • Контактная сварка
  • Гибридная сварка

Автоматическая электродуговая сварка представляет собой дуговую сварку с механизированной подачей плавящегося электрода и перемещением дуги вдоль кромок. Таким образом, промышленный робот в данной технологии используется как устройство, манипулирующее электродом, а траектория движения и вид шва либо выбираются из библиотеки швов в ПО робота, либо задаются оператором вручную.

Лазерная сварка представляет собой процесс получения неразъёмного соединения деталей за счёт фокусировки лазерного луча. Благодаря возможности выдерживать сверхвысокие длины фокусировки (вплоть до 2 метров) и тем самым обеспечивать дистанционную сварку, сварка роботом существенно расширяет границы использования данного технологического процесса, а также увеличивает производительность изготовления деталей.

Плазменная сварка – это сварочный процесс за счёт направленного потока плазменной дуги. Роботизация плазменной сварки даёт возможность в полной мере реализовать все преимущества данной технологии, к которым относятся низкий перегрев деталей, отсутствие разбрызгивания расплавленного металла и сварка в труднодоступных местах.

Контактная точечная сварка – это именно та область, в которой промышленные роботы исторически начали использоваться в первую очередь. Широкое применение роботов точечной сварки началось около 50 лет назад, и сегодня они являются обязательным оборудованием любого завода автомобильной промышленности.

Гибридная сварка объединяет в себе две технологии: лазерное излучение и сварку электрической дугой. Гибридная роботизированная сварка стала использоваться в промышленности сравнительно недавно, но активно набирает обороты, особенно в производстве железнодорожного транспорта и тяжёлых стальных конструкций мостов и резервуаров.

Организация рабочего пространства

Размещение и планировка комплекса для сварки роботом требует к себе повышенного внимания. Во-первых, необходимо предусмотреть специальные буферные зоны для изделий после сварки.

Во-вторых, выбирая место для расположения сварочного комплекса, важно помнить, что стандартные требования к территории включают в себя качественный бетонный пол, толщина которого не должна быть менее 300 мм, с перепадами, не превышающими 5 мм на 1000 мм.

В-третьих, на территории расположения роботизированного сварочного комплекса желательно спроектировать подводку осушенного воздуха, а при проектировании электропитания необходимо предусмотреть использование стабилизаторов.

Как выглядит роботизированная сварка на практике, можно узнать, посмотрев следующее видео:

Контроль сварочного цикла

Для того чтобы иметь возможность осуществлять контроль над сварочным циклом, важно представлять себе весь набор операций сварочного комплекса и знать, сколько по времени длятся эти операции. Этот набор данных удобно организовать в виде циклограммы, которая позволит выявить узкие места в работе сварочного комплекса и понять, насколько удачно та или иная операция вписывается в производственный процесс. Например, для анализа можно выделить следующие временные интервалы:

  • Доставка заготовок для сварки до буферного склада
  • Извлечение заготовок из буфера
  • Закладка заготовок в оснастку
  • Позиционирование и перемещение заготовок
  • Собственно сварочный процесс
  • Извлечение готовых деталей из оснастки
  • Помещение деталей в буфер
  • Удаление из буфера
  • Сервисные операции

Ещё на этапе проектирования роботизированного комплекса необходимо рассчитать оптимальную схему его работы, которая сводила бы к минимуму простой роботов и согласовывалась с реальной загрузкой комплекса, то есть с тем количеством заготовок, которые приходят с предыдущих производственных узлов.

Роботизированная сварка на основе техники Kuka

Лидирующие позиции в разработке роботизированных сварочных комплексов принадлежат сегодня компании Kuka. Так, именно под этой маркой выпускаются абсолютные специалисты в области электродуговой сварки в среде защитного газа – роботы серии HW (Hollow Wrist, что означает «полая кисть»).

Имея грузоподъёмность до 16 кг и радиус действия до 2016 мм, они с успехом выполняют сварку даже труднодоступных соединений. Благодаря наличию шестой оси с возможностью бесконечного вращения, исключаются временные затраты на возврат в начальное положение, и время обработки детали сокращается.

Предлагаем посмотреть, как происходит роботизированная сварка круговых швов при помощи робота Kuka:

По всем вопросам, касающимся нашего оборудования, специфике его работы, стоимости, а так же любым другим вопросам, обращайтесь к нашим специалистам

по телефонам +7 (495)787-49-12, 8-800-500-49-12

электронной почте [email protected]

Так же Вы можете связаться напрямую с интересующим Вас специалистом, посмотрев его контакты в разделе «Наши сотрудники» по ссылке

Будем рады ответить на все возникшие вопросы!

vektor-grupp.ru

Робототехнические комплексы для сварки. Робот для сварки | Альфа-Интех

Главная → Сварка

 

Дуговая сварка

Контактная сварка

Сварка трением с перемешиванием

Роботизированная сварка как вид роботизированного производства

Сварка является наиболее эффективным способом соединения металлов и используется для соединения всех видов промышленных металлов, обладающих самыми различными свойствами.

Сварка производится посредством нагрева материалов до температуры сварки, без применения давления, с использованием или без использования присадочных металлов. Существуют различные типы сварочных процессов, при которых используются различные типы источников нагрева. Например, при дуговой сварке в качестве источника нагрева используется электрическая дуга.

В нынешний век высоких технологий можно сварить практически любые материалы вручную, но значительно более эффективно процесс сварки представляется с использованием технологий 21 века – сварочных роботов. Опыт использования промышленных роботов для автоматизации процессов сварки насчитывает уже более 20 лет. Роботизированная сварка подразумевает выполнение сварочных операций посредством робототехнического оборудования.

К настоящему времени уже разработаны роботизированные системы со специальными датчиками отслеживания для полностью автоматической сварки. Также разработаны и алгоритмы распознания и автоматического отслеживания сварных швов. Более подробно о них Вы можете узнать здесь.

Основы роботизированной сварки

Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при подготовке роботизированной сварки. Проектирование роботизированной сварки происходит совершенно иначе, нежели ручной сварки. Вот некоторые из этих факторов:

- выбранная программа сварки должна включать функции старта и останова;

- система должна включать функции подготовки газа, подачи электродов и подвода газа к соплу;

- конструкция основного оборудования для автоматической дуговой сварки отличается от           конструкции оборудования для ручной сварки. Обычно, для автоматической дуговой сварки       используются циклы интенсивных нагрузок, поэтому используемое сварочное оборудование должно обладать соответствующими характеристиками;

- помимо прочего, элементы сварочного оборудования должны быть связаны с системами               управления посредством интерфейсов.     

Автоматизация процессов сварки значительно сокращает вероятность ошибок, что означает сокращение количества брака и переработки. При использовании роботизированной сварки Вы так же можете увеличить и производительность, не только потому, что робот работает быстрее, но и потому, что роботизированная ячейка может работать 24 часа в сутки, 365 дней в году без перерывов, что делает использование роботизированной сварочной ячейки значительно более эффективней ручной сварки.       

Еще одним неоспоримым преимуществом использования промышленных робот для сварки является значительное снижение трудозатрат. Помимо этого, для роботов, в отличие от человека (сварщика/оператора), не опасна работа с ядовитыми испарениями и расплавленным металлом вблизи сварочной дуги.    

Фиксация и позиционирование заготовок

Для корректного соединения свариваемых частей при роботизированной сварке необходимо точное позиционирование и надежное удержание отдельных частей. Значительное внимание следует уделить позиционерам для удержания свариваемых частей. Заготовка должна легко и быстро устанавливаться в позиционер и надежно удерживаться в нем во время сварки. Кроме того, позиционер должен обеспечивать беспрепятственный доступ сварочной головки ко всем сварочным точкам.

Безопасность благодаря роботу для сварки

В настоящее время уже разработаны стандарты безопасности, включающие все потенциальные риски при любом виде сварки. Потенциальные риски, связанные с работой с дуговой сваркой включают в себя: опасности радиации, загрязнения воздуха, удара электрическим током, воспламенения и взрыва, сжатых газов и др. С самого начала роботы разрабатывались для выполнения рабочих функций человека. Они были разработаны для избавления человека от тяжелой и нудной работы, повторяющихся операций и от необходимости выполнять опасную работу, а также для сокращения производственных травм и несчастных случаев. Но роботы также представляют собой определенную опасность.

Ввод промышленных роботов в производство требует соблюдения соответствующих норм безопасности для того, чтобы свести на нет риски получения травм персоналом, работающим как непосредственно с роботом, так и вблизи него. Одним из наилучших решений этой задачи является приобретение готовой роботизированной сварочной ячейки у робототехнического интегратора. Готовая ячейка уже включает в себя все необходимые защитные приспособления и проработанные способы безопасной загрузки-разгрузки ячейки.

Одной из динамично развивающихся областей применения промышленных роботов является контактная точечная сварка в автомобилестроении.

Необходимость применения роботов для контактной точечной сварки обусловлена следующими объективными причинами:

1. Переход мирового производителя на использование оцинкованного листового материала, что требует:

• периодической зачистки электродов после простановки определенного количества сварных точек;

• осуществления двухстороннего токоподвода к свариваемым деталям;

• проведения 100%-ного активного контроля качества контактной точечной сварки.

2. Расширение модельного ряда кузовов автомобилей.

3. Повышение точности сборки и сварки деталей кузова.

4. Снижение доли ручного труда на производстве.

По области применения роботы для контактной точечной сварки занимают место после универсальных подвесных сварочных машин и перед узкоспециализированными многоэлектродными сварочными агрегатами, экономически выгодными только для массового производства одной модели изделия в течение многих лет.

В автомобилестроении раньше, чем в других областях машиностроения, начали применяться роботизированные линии и гибкие (автоматически переналаживаемые) производственные системы на основе роботов для контактной точечной сварки. Такие системы позволяют автоматизировать не только сварочные, но и сборочные, транспортные, складские и другие операции, что обеспечивает комплексную автоматизацию и роботизацию производства и его автоматический переход на сварку различных моделей изделия в зависимости от порядка поступления заказов.

alphajet.ru

Промышленный сварочный робот

Промышленным сварочным роботом называют автоматический манипулятор с программным управлением, который может быстро переналаживаться для выполнения различных операций, выполняемых обычно вручную. Основное отличие такого типа автоматической машины от других автоматов — это применение принципов ручного труда и универсальности. Робот позволяет освободить человека от монотонного, тяжелого, утомительного, вредного и опасного труда. Его отличают быстродействие, точность позиционирования, возможность перемещения больших масс.

Промышленный сварочный робот состоит из механической части (собственно робота) и системы управления. Механическая часть робота имеет подвижную руку и шарнирную кисть, в захвате которой закрепляется рабочий инструмент. Промышленный робот, предназначенный для производства сварочных работ — сварочный робот, дополнительно комплектуется необходимым сварочным оборудованием. Например, сварочный робот для дуговой сварки в защитном газе имеет сварочную горелку, механизм подачи проволоки, кассету, газовую аппаратуру, источник питания сварочного тока. В этом случае в качестве рабочего инструмента робота используется сварочная горелка (при дуговой сварке) или сварочные клещи (при контактной точечной сварке).

Сварочные роботы имеют от трех до семи управляемых движений (степеней подвижности). Большинство из них имеет пять движений: три движения руки и два движения кисти. Комбинирование движений, набор которых может быть различным (вращательных, угловых, продольных, поперечных), позволяет установить сварочный инструмент в любую точку пространства в пределах действия робота. Движения робота осуществляются с помощью независимо перемещающихся механизмов — исполнительных органов, каждый из которых снабжен собственным приводом: электромеханическим или электрогидравлическим.

Система управления сварочным роботом является его и мозгом. Она содержит запоминающее устройство, в котором хранится вся программа перемещений робота и параметров режима сварки. В соответствии с этой программой из системы управления поступают командные сигналы на исполнительные органы робота, включая органы сварочного оборудования. Запись программы может производиться по методу обучения с предварительным прохождением с участием оператора всей траектории сварочного инструмента вручную. В роботах, предназначенных для дуговой сварки, дополнительно программируют скорость сварки, а при сварке швами конечной длины — команды о начале и окончании сварки.

Существенным недостатком сварочных роботов первого поколения — а именно к ним относятся роботы, работающие по жесткой, заранее заданной программе, — является требование высокой точности сборки свариваемых деталей и их расположения в рабочем пространстве. В последнее время созданы и уже находят применение в промышленности роботы второго поколения, которые имеют более совершенные системы управления, способные производить выбор определенной программы, корректировать перемещение сварочного инструмента, изменять режим сварки и т. д. Такие самонастраивающиеся сварочные роботы оборудованы датчиками, обеспечивающими, например, автоматический обход встречающихся на пути элементов сборочно-сварочных приспособлений. Наряду с совершенствованием обычных промышленных роботов создаются роботы, действующие в экстремальных условиях: в агрессивных средах, в космосе, при действии радиации.

mastrerkon.ru


Смотрите также