Različiti materijali, debljine ploča, veličine serija i strukture obratka postavljaju potpuno različite zahtjeve pred robotsko rješenje za zavarivanje. Ovaj članak razmatra tipične scenarije kao što su zavarivanje tankih-limova s-unosom topline-, zavarivanje aluminijskih legura, više-slojno više-zavarivanje srednje-debele ploče, praćenje šava, više-koordinacija osi, zajedničko zavarivanje i-temeljeno na viziji uči-besplatno zavarivanje. Pregledava proizvode robota za zavarivanje i mogućnosti procesa kako bi proizvođačima pomogao prijeći s "izazova zavarivanja" na bolje-odgovarajuće rješenje za automatizaciju. Kada kupujete robota za zavarivanje, nemojte uspoređivati samo specifikacije robota. Procijenite cjelokupnu sposobnost zavarivanja koja se sastoji od robota, izvora energije za zavarivanje, procesa, senzora šava, vanjskih osi i baze podataka stručnjaka.
"Kakav robot za zavarivanje odgovara našem obratku?" Ovo je jedno od pitanja koje proizvođači najčešće postavljaju kada se pripremaju za automatizaciju zavarivanja.
Ali svatko tko je stvarno vodio projekt robotskog zavarivanja zna da se odgovor ne može pronaći gledajući samo "koliko nosivosti ima robot ili koliko mu je dugačka ruka".
Čak i među robotima za zavarivanje, lim od 0,5 mm i ploča od 50 mm zahtijevaju dva potpuno različita tehnička pristupa. Standardizirani obradaci i male{3}}serijske ne-standardne strukture postavljaju različite zahtjeve pred sustav automatizacije. Ugljični čelik, nehrđajući čelik, pocinčani lim i legura aluminija također se znatno razlikuju u unosu topline, prijenosu kapljica, prskanju, dubini prodiranja i kontroli izobličenja.
Dakle, kada tvrtka kupi robota za zavarivanje, ono što zapravo treba odabrati nije jedan robot, već cjelovito rješenje za zavarivanje koje se sastoji od samog robota, izvora energije za zavarivanje, procesa zavarivanja, senzora šava, vanjskih osi i softverskog sustava.
Dakle, kako odabrati za različite scenarije proizvodnje?
Tanak list progori, izobliči se i jako prska. Koje rješenje za zavarivanje odabrati?
Ovo je jedan od najčešćih problema u proizvodnji hardvera, automobilskih dijelova, limova i nehrđajućeg čelika.
Ključni sukob u zavarivanju tankih-lima je taj da morate osigurati osigurače zavarivanja, a da ne dopustite da pretjerani unos topline prouzrokuje-pregorevanje, ugib, izobličenje ili jako prskanje.
Tradicionalni pristup je smanjenje struje i brzine kretanja, ali to može dovesti do niže učinkovitosti zavarivanja, nestabilnog pokretanja luka ili lošeg formiranja zrna.
Za te scenarije CRP trenutno nudi dvije glavne vrste rješenja.
Prva vrsta je serija Pro i Nynhan, koja koristi integriranu kontrolu između robota i izvora energije za zavarivanje kako bi se poboljšala sposobnost zavarivanja-prskanja i tankog{1}}lima.
Na primjer, nova-generacija Pro serije nadograđena je za postupke s tankim-lima i nudi 0,6 mm ultra{3}}tankih listova s ravnim-procesom polariteta.
Serija Nynhan fokusirana je na ultra-nisko prskanje, brzo programiranje, integrirani dizajn i-kretanje velikom brzinom. Njegov odgovarajući izvor napajanja za zavarivanje koristi kontrolu visoke-frekventnosti od 100 kHz i održava dobru kontrolu prskanja čak i pri 200 A. Također podržava procese-limova, kratko-lučno zavarivanje i-zavarivanje punjenom žicom.
Druga vrsta je zavarivanje hladnim lukom / CMT{0}}tip s niskim-toplinskim-inputom, za primjene s većim zahtjevima za tanke ploče.
CRP-ovo zavarivanje hladnim lukom koristi servo plamenik-za dovod žice za kontrolu uvlačenja žice pri visokoj frekvenciji. Kombinirajući fizičku i elektromagnetsku kontrolu, postiže nježniji prijenos kapljica i time smanjuje ukupni unos topline. Tehnologija se odlikuje gotovo-nultim prskanjem, niskim unosom topline, stabilnom duljinom luka, velikom -sposobnošću premošćivanja razmaka i velikom-brzinom zavarivanja.
Mogu li roboti pouzdano zavariti ugljični čelik, pocinčani lim i nehrđajući čelik debljine oko 0,5 mm?
Da, ali ograničenja procesa razlikuju se od materijala do materijala.
CRP-ovi roboti za zavarivanje hladnim lukom sada pokrivajuugljični čelik, nehrđajući čelik, pocinčani lim, aluminij i bakar, između ostalih materijala. Tipični primjenjivi rasponi su: ugljični čelik oko 0,5–5 mm, nehrđajući čelik oko 1,0–5 mm, pocinčani lim oko 0,5–5 mm, bakar 1–5 mm i aluminij oko 1 mm i više.
U ispitivanju procesa, zavarivanje hladnim lukom postiglo je sučeono zavarivanje 0,5 mm ultra-tankog lima od ugljičnog čelika. U posebnim slučajevima otišlo se dalje, zavarivanjem 0,4 mm ultra-tankog ugljičnog čeličnog lima, a zavar je provjeren pod dva zaštitna plina: 80% Ar + 20% CO₂ i 100% CO₂. U usporedbi s običnim zavarivanjem -zaštićenim plinom, zavarivanje hladnim lukom smanjuje unos topline za oko 20%, što učinkovito smanjuje izobličenje zavarivanjem.
Za pocinčani lim jednako je važan nizak unos topline.Premaz cinka lako izgara pod visokom temperaturom, što također može povećati poroznost i prskanje. U CRP testovima hladnog luka, u usporedbi s konvencionalnim procesima s niskim -prskanjem, neki scenariji ispitivanja pocinčanog lima pokazali su smanjenje poroznosti za više od 20%, smanjenje prskanja za više od 10%, a dubinu prodiranja povećanu za više od 30%.
Zašto je zavarivanje aluminijske legure teže? Što robotsko rješenje treba tražiti?
Zavarivanje aluminija oduvijek je bio scenarij kojim se testira sposobnost procesa robota za zavarivanje.
Razlozi nadilaze brzu provodljivost topline aluminijske legure. Oni također uključuju stabilnost-dodavanja žice, pokretanje luka, kontrolu kapljica, stvaranje kuglica i oksidni film. Dakle, zavarivanje aluminija ne može se shvatiti kao jednostavno "zamjena u kolutu aluminijske žice".
CRP-ovo rješenje za zavarivanje hladnim lukom koristi servo push{0}}pull dodavanje žice s kontrolom duljine luka, tako da su kretanje žice i stanje luka preciznije koordinirani. Razvio je niz postupaka zavarivanja aluminija i može proizvoditi zavarene kuglice ribljih krljušti.
Za kupce su najvažnija dva pitanja: može li sustav-dodavanja žice stabilno rukovati žicom i postoje li zreli procesni parametri koji se mogu izravno pozvati za različite debljine ploča, vrste spojeva i zahtjeve za izgledom zavara.
Zašto poteškoće rastu za srednje{0}}debele ploče, građevinske strojeve i zavarivanje čeličnih konstrukcija?
Ako je unos topline najteži problem kod zavarivanja tankih-limova, tada su za srednje{1}}debele ploče najteži problemi prodiranje, taljenje, stabilnost i postojanost u više slojeva i prolaza.
Građevinski strojevi, poljoprivredni strojevi, čelične konstrukcije i velika oprema često uključujuV-, K- i J-utorzglobova. Što je ploča deblja, potrebno je popuniti više zavarenih prolaza i veći su zahtjevi za planiranje puta robota, redoslijed zavarivanja i upravljanje parametrima.
Jedan od ciljeva pozicioniranja CRP-ove RH serije je srednje{0}}debela ploča i više-osna proširena aplikacija, s podrškom za pronalaženje šava, praćenje luka, više-slojno više{3}}zavarivanje i koordinaciju vanjske-osi.
Još važnije,CRP nije samo rješenje "može li robot zavariti debelu ploču?" Gradi stručnu bazu podataka za srednje{0}}debele ploče.
U stvarnoj upotrebi, operateri mogu unijeti podatke kao što su debljina ploče, žica, zaštitni plin, vrsta utora i veličina kraka, a sustav može generirati odgovarajući više{0}}slojni više{1}}set parametara. Nakon generiranja, može se pregledati, modificirati i spremiti natrag, tako da se ista vrsta zavara može ponovno pozivati.
Ovo postupno pretvara proces zavarivanja iz "ovisnog o osobnom iskustvu" u "ponovljivu podatkovnu imovinu".
U području ultra{0}}debelih ploča, CRP je također izvršio prilično sustavno istraživanje procesa. U uvjetima zavarivanja s CO₂ i miješanim -plinom, proveo je istraživanje automatskog više{3}}slojnog više{4}}zavarivanja 10–100 mm ultra-debele ploče s različitim oblicima utora, koji pokrivaju V-, K- i J-utore.
Velike greške u sklapanju obratka: kako robot zna da je zavar pomaknut?
To je problem koji se mora riješiti kada se robotsko zavarivanje preseli iz laboratorija u pravu tvornicu.
Koliko god visoka točnost ponavljanja pozicioniranja robota bila, jamči samo da "robot ponavlja naučeni put." Ali stvarni zavar nije uvijek u istom položaju.
Pogreške pri rezanju ploče, pogreške učvršćenja, odstupanje utora, kumulativne pogreške iz procesa uzvodno i toplinska distorzija mogu uzrokovati da stvarni zavar odstupi od teorijske putanje.
Dakle, robot također treba "osjetiti". CRP-ova trenutna rješenja za zavarivanje već čine kombinaciju tehnologija:senzor dodira, praćenje luka, lasersko praćenje, vid i više{0}}osna koordinacija.
Senzor na dodir odgovara pronalaženju stvarnog položaja zavara prije zavarivanja; praćenje luka dinamički ispravlja putanju tijekom zavarivanja na temelju signala luka.
CRP-ov sustav za praćenje luka može stabilno pratiti pri struji od oko 120 A i širini tkanja od oko 1 mm, te automatski ispravlja putanju zavarivanja.
Lasersko praćenje skenira profil utora u stvarnom vremenu pomoću laserskog senzora i dinamički ispravlja položaj i putanju gorionika, nudeći bolju prilagodljivost prazninama i neusklađenosti.
CRP također može izgraditi digitalnu radnu stanicu iz 3D modela, koristiti stručnu bazu podataka za usklađivanje procesa i ispraviti putanju u stvarnom vremenu putem praćenja luka procesa.
Velike strukture izvan dosega, sa složenim položajima zavara: što učiniti?
U proizvodnji građevinskih strojeva, čeličnih konstrukcija, poljoprivrednih strojeva i velike opreme, robot sa šest{0}}osi često nije dovoljan.
Veliki obradak može se protezati nekoliko metara, tako da robot mora pokriti veće radno područje dok zavar drži u povoljnom položaju za zavarivanje. To zahtijeva da robot radi zajedno s vanjskim osima kao što su tračnica i pozicioner.
Jedan robot podržava do6+6, ukupno 12 osi, proširenje, i podržava kombinacije kao što su linearne tračnice i dvo{0}}osni pozicioneri.
Na primjer, jedan projekt poljoprivrednih strojeva već je koristio koordinaciju s 11-osa: robot sa 6-osi + 3 vanjski-mehanizmi osi + pozicioner s 2-osi, u kombinaciji s senzorom dodira, praćenjem luka i višeslojnim višeprolaznim funkcijama za dovršetak složenog zavarivanja ploče srednje debljine.
Vrijednost takvog sustava nije samo u tome što "robot može doseći dalje". Pozicioner aktivno mijenja položaj izratka, pretvarajući neke vertikalne položaje i položaje zavarivanja iznad glave u povoljnije položaje zavarivanja, što pomaže u poboljšanju stabilnosti kvalitete.
Male serije, mnoge varijante, puno ne-standardnih dijelova: je li robot još uvijek prikladan?
U prošlosti su mnoge tvrtke vjerovale da robotsko zavarivanje odgovara velikim{0}}standardnim dijelovima poput onih u automobilskim tvornicama, dok je ručno zavarivanje fleksibilnije za male-serije ne-standardnih dijelova.
Taj se sud mijenja. CRP trenutno ima dva tehnička načina za rješavanje ovog problema.
Jedna ruta je kolaborativni robot za zavarivanje.CRP-ovi kolaborativni modeli zavarivanja trenutno uključujuRC09-05-W, RC13-10-W i RC18-05-W.
Najveća vrijednost kolaborativnog zavarivanja nije samo to što je robot lakši i fleksibilniji. Čini programiranje zavarivanja i prebacivanje jednostavnijim, smanjujući ovisnost tvrtki o specijaliziranim robotskim programerima.
Operateri mogu izravno povući robota blizu ciljane točke, zatim fino-podešavati u šest smjerova (gore/dolje, lijevo/desno, naprijed/natrag) pomoću joysticka na krajnjem efektoru i snimati točke, linije, lukove, naredbe za zavarivanje i tkanje izravno na krajnjem efektoru.
CRP kolaborativno zavarivanje također podržava funkcije softvera za zavarivanje kao što su tkanje, više{0}}slojno više{1}}prolaženje, pronalaženje šava i praćenje luka te nudi otkrivanje sudara, UPS i kompenzaciju gravitacije.
Za implementaciju, CRP kolaborativni roboti za zavarivanje podržavaju nekoliko oblika, uključujući mobilna kolica, magnetsku bazu i vanjsko-produženje osi. Mobilna kolica su ponovljena do svoje druge generacije i bolje su prilagođena stvarnim proizvodnim podovima; standardna magnetska baza odgovara CRP-RC09-05-W i CRP-RC13-10-W. Za projekte koji trebaju veći radni raspon ili dodatni pozicioner, suradnički roboti također mogu proširiti do 5 vanjskih osi.
Umoran od svakodnevnog podučavanja: može li robot sam "pronaći obradak i generirati putanju"?
Ovo već postaje važan smjer za sljedeću fazu automatizacije zavarivanja.
CRP je sada razvio nekoliko inteligentnih rješenja za zavarivanje vođenih vizijom i modelima.
Na primjer, za male-serije, više-različitih strukturnih dijelova, sustav može skenirati izradak i obrnuti-ga modelirati, bez potrebe za crtežima unaprijed. Podržava više od 10 strukturnih oblika kao što su H-grede i automatski generira odgovarajuće putanje zavarivanja.
Za šavove unutarnjeg i vanjskog prstena na spojevima cijevi,vision teach-besplatni sustav može skenirati zavar, obrnuti-modelirati ga i automatski generirati program zavarivanja, uz koordinaciju s vanjskim osima i planiranje kutova pozicionera.
U scenarijima čeličnih tornjeva za prijenos električne energije, CRP rješenje također može koristiti linijski laserski oblak točaka za identifikaciju zavara, automatsko zavarivanje tornjeva čeličnih cijevi promjera 600–2000 mm i automatsko usklađivanje procesa zavarivanja iz više-slojne više{3}}prolazne ekspertne baze podataka parametara.
Osim toga, u standardnim scenarijima cijevi od nehrđajućeg čelika, kao što su kotlovi i izmjenjivači topline, automatizirano zavarivanje može se dovršiti kombinacijom CAD crteža, 3D vizije, namjenskog TIG plamenika i praćenja luka.
Je li brže robotsko zavarivanje uvijek bolje?
Nije nužno. Brzina zavarivanja mora se temeljiti na stabilnoj kvaliteti zavarivanja.
Osobito kod zavarivanja-tankih limova, ako jurite za brzinom i završite s lomovima luka, podrezom, poroznošću ili lošim formiranjem zrna, trošak prerade može biti veći.
Značajka CRP-ove tehnologije hladnog luka je daispravlja duljinu luka putem kontinuirane kontrole zatvorene-petlje, održavajući luk stabilnim čak i pri promjeni brzine zavarivanja i izbočine-žice.
U nekim procesnim testovima, u usporedbi s-zavarivanjem s malim raspršivanjem, brzina zavarivanja hladnim lukompovećan za 10%–20% ili više, iza više od 50%pod visokom{0}}strujom, velikom{1}}uvjetima zavarivanja.
Zašto se zavari različitih proizvođača toliko razlikuju na istom robotu?
Jer robot samo rješava "kako se kretati". Ono što stvarno određuje kvalitetu zavara također uključujeizvor energije zavarivanja,-sustav za dovod žice, kontrolni algoritam i postupak zavarivanja.
Uzmimo Nynhan kao primjer: robot i zavarivač koriste integriranu kontrolu, tako da se parametri zavarivača mogu postaviti i spremiti izravno na privjesak za učenje robota, a pojednostavljeni parametri smanjuju poteškoće operaterima u podešavanju procesa.
Rješenje s hladnim lukom ide korak dalje, dizajnirajući robota, servo plamenik{0}}za dovod žice, zavarivač i kontrolni algoritam kao jedan cjeloviti sustav.
Na primjer, u kontroli duljine luka, sustav prati duljinu uvlačenja žice u stvarnom vremenu i prilagođava brzinu dodavanja žice kroz kontrolu zatvorene-petlje. To održava struju i duljinu luka stabilnima kada se izbočenje mijenja, stvarajući dosljednu dubinu prodiranja i formiranje zavara.
Ovo također ukazuje na kritično načelo odabira: industrijski robot može biti uređaj-opće namjene, ali robot za zavarivanje ne može imati samo-sposobnost kretanja opće namjene. Za kupce zavarivanja važnije je koliko je stvarnog iskustva u postupku zavarivanja proizvođač skupio.
"Naš lim je pretanak, ručno zavarivanje lako progori, a nakon toga trebamo teško brušenje i korekciju oblika." Za ovakvu vrstu kupca, prva stvar na koju treba obratiti pažnju je mogućnost kontrole unosa topline i prijenosa kapljica, a ne samo preciznost robota.
Nakon što dobro razmislite o ovim uvjetima, vidjet ćete da danas više nije najteži problem "natjerati robota da se kreće po naučenoj stazi". Prave poteškoće su: kako kontrolirati unos topline na tanki lim; kako postići stabilnu penetraciju na srednje{1}}debeloj ploči; kako dovršiti više{2}}slojno više{3}}zavarivanje na ploči debljine 50 mm ili 100 mm; kako pronaći zavar kada obradak odstupa; kako postići više{6}}koordinaciju osi na velikim strukturama; kako smanjiti troškove programiranja za male serije i mnogo varijanti; kako zajamčiti kvalitetu zavara na posebnim materijalima kao što su aluminijske legure i pocinčani lim; i kako godine skupljenog iskustva izvrsnih zavarivača pretvoriti u replicirane procesne parametre i stručne baze podataka.
Od niske-prskanja, visokih-zavarivanja Pro i Nynhana, do srednje{2}}debele ploče i više-koordinacije osi RH serije; od niskog unosa topline kod zavarivanja hladnim lukom/CMT, do fleksibilne primjene kolaborativnog zavarivanja; i do-temeljenog na viziji te-besplatnog rada, vanjske{6}}koordinacije osi i stručnih baza podataka, CRP postupno integrira kontrolu robota, izvore energije za zavarivanje, procese zavarivanja i inteligentno očitavanje u jedan potpuni sustav tehnologije zavarivanja.
Za proizvođače, pri odabiru robota za zavarivanje, umjesto samo pitanja "Koliko ovaj robot košta?", bolje je prvo pitati: "Gdje je točno moj obradak teško zavariti?" Ono što u konačnici određuje kvalitetu, cijenu i učinkovitost nije sam robot, već cijeli tehnološki sustav koji stoji iza njega: izvor energije za zavarivanje, proces, senzori i inteligentni softver. A ovo je ključ za pomicanje automatizacije zavarivanja od "robota koji zamjenjuju radnu snagu" prema "inteligenciji procesa".