Роботизированная сварка и типы: 7 важных особенностей

Что такое роботизированная сварка ? | Роботизированная сварка

Robot Welding использует механизированные программируемые инструменты (Роботы), которые облегчают полную автоматизацию сварочного процесса как за счет проведения сварного шва, так и за счет обращения с компонентом. Роботизированная сварка находит широкое применение в контактной точечной и дуговой сварке на высокопроизводительных предприятиях, таких как автомобильная промышленность. Не каждый автоматизированный сварочный процесс обязательно соответствует роботизированной сварке, потому что часто в них участвует человек. Многие автоматизированные сварочные процессы требуют, чтобы человек подготовил свариваемые материалы, например, процесс газовой дуговой сварки.

Роботизированный сварочный аппарат | Сварочный робот в автомобильной промышленности

Роботизированная сварка - одно из самых недавних приложений робототехники, так как оно появилось только в 1980-х годах. Он стал популярным благодаря использованию точечной сварки и уже зарекомендовал себя более чем в двадцати процентах промышленных роботов. Двумя важными компонентами роботизированной системы, которые используются в роботизированной сварке, являются манипулятор, который представляет собой механический блок, и контроллер, который также называют мозгом робота. В следующих разделах мы узнаем о различных типах роботизированной сварки и о том, как они используют автоматизированные механизированные инструменты.

Процесс роботизированной сварки использует либо заранее запрограммированные координаты положения, либо машинное зрение в своей системе управления. Использование этих механизированных инструментов с помощью роботизированной сварки обеспечивает лучшую точность, повторяемость и производительность по сравнению с традиционным оборудованием.

Как работает роботизированная сварка?

Роботы используются в любом процессе с целью внесения изменений для автоматизации. Точно так же роботизированная сварка использует множество инструментов, которые отсутствуют в его ручном эквиваленте. Важно знать, что программирование, используемое людьми, отличается от программирования машин для роботизированной сварки.

Типовые конфигурации

Существует две основные версии Robot Welding в зависимости от конфигурации и конструкции. Для прямолинейных типов рука робота может перемещаться в трех измерениях, в то время как шарнирные версии могут перемещаться в большем количестве плоскостей. Присадочная проволока доставляется к роботу с помощью механизма подачи проволоки по мере необходимости для сварочных работ. Металл плавится с помощью высокотемпературной горелки, и расплавленный металл помещается в конец рычага, после чего начинается процесс сварки. Роботизированная сварка имеет преимущество перед традиционной ручной сваркой, поскольку процесс сварки происходит в замкнутом пространстве. Таким образом, он заменяет людей, работающих при температуре в тысячи градусов, и обеспечивает их безопасность.

Специалисты с сертификатом Американского общества сварки или AWS по-прежнему должны находиться в непосредственной близости от машин, чтобы избежать любых ошибок, возникающих в процессе работы, поскольку машины легко могут выйти из строя. Американское сварочное общество сертифицирует как ручных сварщиков, так и операторов роботизированных сварочных манипуляторов.

Роботизированный процесс сварки | Роботизированные сварочные системы

Подвесной пульт обучения используется операторами для настройки контроллера. Это программное обеспечение создает новые программы, толкает руку и изменяет рабочие параметры. Оператор нажимает кнопки на сервисном ящике, чтобы начать сварку. Инструмент роботизированной руки нагревается, чтобы расплавить металл и связать детали вместе. Механизм подачи проволоки подает больше металлической проволоки к рычагу и горелке по мере необходимости. Когда приходит время паять следующую деталь, рука толкает резак к пылесосу, чтобы удалить любые металлические брызги с руки, которые в противном случае застыли бы на месте.

Роботы для дуговой сварки меньше и дешевле. Недавно они были произведены рядом производителей роботов. Продажи роботизированных сварочных систем улучшились в результате снижения необходимых капитальных затрат. Еще одним недавним достижением в сварочной робототехнике является появление семиосных роботов, у которых есть дополнительная ось в нижней части руки, чтобы обеспечить большую гибкость при использовании небольших пространств.

Портальный сварочный робот

Типичные конфигурации робота для дуговой сварки кратко описаны ниже:

полезная нагрузка	2 30-кг
Топоры	6-7
Скорость	До 5 м / с
Ускорение	До 25 м / с2
Повторяемость	До 0.05mm
Коммуникация	Profibus, DeviceNet, CANopen, Ethernet / IP и последовательные каналы
Возможности ввода / вывода	Цифровые / аналоговые входы-выходы

Датчики для роботизированной дуговой сварки бывают самых разных форм и размеров. Датчики делятся на две группы в зависимости от их функций: механические и геометрические. Механизм предназначен для определения стабильности процесса путем измерения параметров процесса, таких как напряжение дуги, ток, скорость подачи проволоки, вращение горелки и т. Д. Геометрический механизм катагоризован для поиска сварных швов, отслеживания шва и реального адаптивный ко времени процесс сварки и измерение геометрических параметров сварного шва (например, размеры расстояний, изменения размера сварного шва, отклонение от номинального направления и изменения ориентации).

Промышленные сварочные роботы | Сварочные роботы в автомобильной промышленности | Автомобиль сварочный робот

Типовые датчики для роботизированной дуговой сварки

Роботизированная сварочная ячейка

Поворотный стол для роботизированной сварки

Типы сварочных роботов

Роботизированная сварка - это средство автоматизации процедуры, в результате чего повышается точность, уменьшается количество отходов и ускоряется производство. Ниже кратко описаны семь типов сварочных процессов:

Роботизированная Дуговая сварка

• Между электродом и металлическим основанием возникает сильное тепло.
• Температура около 6500 градусов по Фаренгейту создается, чтобы встретить и смешать две вышеупомянутые части.
• После охлаждения металлическое соединение затвердевает и превращается в прочное соединение.
• Идеально подходит для больших объемов соединенных металлов с повышенной точностью.

Роботизированная точечная сварка

• Идеально подходят для соединения металлов, устойчивых к току.
• Обычно требуется для соединения каркасов из листового металла в кузове автомобиля.
• Это разновидность контактной сварки.

Роботизированная контактная сварка

• Между соединяемыми металлическими частями пропускается ток, образуя тепловую лужу.
• Идеально подходит для экономичной роботизированной сварки.
• Лучше всего подходит для проектов термообработки.

Роботизированная сварка TIG

• Идеально подходит для сценариев, требующих высокого уровня точности.
• Это также называется «GTAW - дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде».
• Между вольфрамовым электродом и металлом образуется электрическая дуга.

Роботизированная сварка MIG

• Высокопроизводительный процесс наплавки, быстрый и простой.
• Включает непрерывную подачу проволоки к нагретому наконечнику сварного шва, который плавит проволоку, обеспечивая большую площадь поверхности для стекания расплавленного металла.
• Идеально там, где желательны простота и скорость.

Роботизированная лазерная сварка | Роботизированная система лазерной сварки

• Лазерный свет подается по оптоволоконному кабелю через роботизированную режущую головку для соединения деталей.
• Идеально подходит для труднодоступных мест сварки.
• Часто используется в больших объемах, требующих точности.
• В основном используется в автомобильной, ювелирной, биомедицинской и точной сферах применения.

Роботизированная плазменная сварка

• Чрезвычайно высокие температуры получаются при пропускании ионизированных газов через медное сопло.
• Обеспечивает гибкость за счет лучшей регулировки скорости и температуры.

Автоматический пневматический сварочный робот

• Это хорошо для обработки листового металла.
• В этом процессе требуется меньше времени.

Рука сварочного робота | Дизайн оборудования

Независимо от того, предназначена ли система для сварки или других применений, робот является лишь одним из компонентов роботизированной системы автоматизации. Некоторые компоненты и функции являются общими для всех систем, независимо от приложения. Некоторые из общих компонентов, присутствующих во всех системах:

1. Органы управления, связь и операторский интерфейс
2. Пневматика, датчики и электрические компоненты
3. Системы безопасности
4. Периферийное оборудование
5. Кабель и его управление
6. Робот

Как запрограммировать робота-сварщика?

Программирование сварки роботов

Программирование сварки роботов сильно отличается от того, как обычный ученый программирует код на компьютере. Из-за времени, необходимого для настройки смены продуктовых линеек; До сих пор роботизированная сварка применялась только в больших объемах. Кроме того, для программистов настройка робота-сварщика требует обширного опыта программирования, а процедуры не интуитивно понятны. Ниже перечислены пять основных задач программирования роботизированной сварки:

1. Компьютерные системы управления роботами различаются от одного производителя к другому и от одной модели к другой, и, следовательно, это не интуитивный способ обучения робота. Системы управления настолько универсальны, что, хотя пульт обучения можно использовать с джойстиком, стрелки используются для перемещения робота-сварщика.
2. Программирование сварочного робота требует самостоятельного выравнивания каждого сустава и части руки с учетом изменений дуги и угла стыка.
3. Скорость каждого скоординированного движения требует указания соответствующего ускорения и замедления каждого сустава.
4. Необходимо изучить дальнейший дизайн программы, поэтому роботы могут использовать датчик как ввод / вывод и вывод / вывод как двоичный сигнал, чтобы выбрать программирование роботов и выполнять определенные задачи.
5. Методом проб и ошибок можно набраться опыта и, наконец, через несколько лет освоить программирование робота-сварщика.

Почему так важна роботизированная сварка?

Преимущества роботизированной сварки

• Роботам не нужны перерывы или перерывы для омоложения, как людям. Им не требуется частое отключение для выработки энергии для работы. Таким образом, роботизированная сварка может работать дольше на более высоких скоростях и, следовательно, превосходит ту производительность, которую производит человеческий труд.
• Роботизированная сварка происходит в замкнутом пространстве, что не позволяет человеческому труду. Таким образом, людям не нужно оставаться в контакте с высокими температурами и сильным блеском дуги в процессе сварки, что значительно повышает их безопасность на рабочем месте. С другой стороны, травмы и повреждение оборудования могут нанести компании огромные убытки.
• Роботизированная сварка работает запрограммированно и, таким образом, демонстрирует высокую повторяемость, а также повышенную точность на выходе. Это уменьшает все возможные шансы человеческой ошибки на протяжении всего процесса действий.
• Высокая точность позволяет роботу производить меньше пропилов, а количество деталей, повреждаемых во время процесса, также значительно сокращается. Это также позволяет минимизировать вмешательство человека, и компании могут сэкономить деньги, нанимая меньшее количество сотрудников.

Роботизированная сварка: проблемы и проблемы

Недостатки роботизированной сварки

Хотя роботизированная сварка полезна, у нее есть определенные недостатки, которые в некоторых случаях могут затмить преимущества.

• Если вы пользуетесь услугами фирмы, использующей роботизированные сварочные аппараты, ожидается, что стоимость доставки будет меньше. Хотя, если вы сами захотите инвестировать в оборудование и квалифицированных операторов, вы почти наверняка потеряете деньги. Отдельные предприятия, у которых может не быть специализированного сварочного оборудования, не могут оправдать высокую цену продажи роботов-сварщиков.
• Преимущество роботов, ведущих себя более надежно, чем людей, имеет недостаток. Люди обладают способностью реагировать на необычные обстоятельства, чего не делают роботы. Когда робот-сварщик требует модификации, оператор должен остановить работу и перепрограммировать машину. Это увеличивает время, необходимое для более амбициозных проектов.
• Время, необходимое для настройки роботизированной руки, может быть больше, чем время сварки для небольших проектов. Сварщик-человек мог бы завершить процесс быстрее при выполнении небольших задач, но это зависит от размера проекта и скорости программирования оператора.
• Независимо от адаптивного дизайна действий человека, робототехника не может принимать автономные дисциплинарные решения самостоятельно и должна быть дополнена использованием датчиков и функциональной схемы управления.
• Из-за нехватки места роботизированную сварку трудно выполнять в определенных местах, например, в сосудах высокого давления, внутренних резервуарах и корпусах судов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какая полярность при сварке?

Сварочный ток - это тема, которую чаще всего слышат на занятиях по сварке. Электроды в сварочных аппаратах обычно имеют маркировку AC или DC, которая определяет полярность сварочного тока. Подобно тому, как индукция напряжения из-за магнитного потока в трансформаторе имеет два полюса, электрическая цепь, которая создается при включении сварочного аппарата, также имеет два полюса - положительный полюс и отрицательный полюс.

Выбор полярности определяет качество и прочность сварного шва. Если выбранная полярность возможна, это может вызвать много брызг и повреждение металла из-за неправильного проникновения. Отрицательная полярность электрода называется прямой полярностью, тогда как положительная электродная полярность называется обратной.

Более глубокое проникновение достигается обратной полярностью. С другой стороны, более высокая скорость осаждения и быстрое плавление могут быть достигнуты за счет прямой полярности.

Вам нужно быть сварщиком, чтобы запустить автоматическую сварку?

Ручная сварка против роботизированной сварки

Сварка, хотя и является ручной работой, требует высокого уровня образования и навыков. Здесь на помощь приходит роботизированная сварка, которая в значительной степени снижает количество человеческих ошибок. Меньшие ошибки причиняют меньший ущерб и, следовательно, меньшие финансовые потери компании.

Автоматическая сварка прошла долгий путь, и теперь ее намного проще практиковать, чем раньше. Поскольку робот выполняет большую часть возможностей, необходимых для ручной сварки, рабочие без опыта сварки легко научатся управлять роботизированными сварочными модулями.

Что такое система отслеживания швов сварочного робота?

Давайте сначала разберемся, что такое отслеживание швов. Отслеживание шва, также известное как отслеживание соединения, влечет за собой отслеживание в режиме реального времени непосредственно перед нанесением сварного шва. Это позволяет не только изменять траекторию робота или системы, но также адаптивное регулирование, такое как изменение напряжения, подачи проволоки или скорости движения, для изменения формы сварного шва.

Способы управления сварочной горелкой в ​​традиционных полуавтоматических сварочных процессах требуют ручной регулировки сварочной горелки, закрепленной на некотором расстоянии на заготовке. Этот процесс хорошо работает на короткое время и обеспечивает большее геометрическое сходство. Однако бывают ситуации, когда ручная настройка сварочной горелки либо невозможна, либо становится утомительной рутиной для оператора.

Вот почему многие производители обращают внимание производителей на устройства отслеживания сварного шва, чтобы специально контролировать соотношение горелки и заготовки во время сварки, уменьшая обратную связь с оператором и увеличивая эффективность сварки и выходную мощность.