Актуальной тенденцией в сварочном производстве является роботизация сварки. Робот сварки - это специальное оборудование, оснащенное сварочным источником, которое в разы увеличивает эффективность производства. Простые для сварки лежат в основе технологически сложных сварочных комплексов, предназначенных для автоматизации процесса производства. Основные задачи, которые призваны выполнять сварочная робототехника - улучшение качества сварочных работ и оптимизация расходов на производство.

Преимущества использования сварочного робота

Сварочный робот можно приравнять к высоко квалифицированному сварщику. Благодаря высокой сварочной скорости и точности, с помощью этого оборудования возможно заменить монотонный физический труд человека. Использование робототехники позволяет выполнять тот объем работ, который под силу выполнить нескольким рабочим.Сварочный робот позволяет не только выставлять необходимые сварочные параметры, используя специальные программы, но и контролировать их и менять в процессе работы.

Высокая точность сварки обеспечивается безошибочными колебательными движениями горелки. Сварочные роботы, в основной своей массе, применяют при проведении точечной контактной сварки. Несколько сложнее с их помощью выполнять сваркуугловых соединений электродуговым способом. Использование подобного оборудования при сварке соединений стыков швов крайне затруднительно. Повторяемость выхода в точку при использовании роботизированной сварки составляет около 0,1 мм, что позволяет заваривать даже длинные швы идеально ровно.

Существует ряд требований, предъявляемых к производственной технологии сварочного роботизированного оборудования:

• во-первых, следует обеспечить высокую точность всех узлов;
• во-вторых, соединения сварных швов должны находиться в стабильном положении;
• в-третьих, сварочные материалы должны быть только отличного качества.

Конструкция и механизмы сварочного робота

Особенности рабочего помещения и его размеры, особенности управления, точность позиционирования и др.параметры определяют возможности использования сварочных роботов. Абсолютно любой их тип можно установить стационарно или обеспечить возможность перемещения по направляющим, как напольным, так и навесным. Базовые механизмы, которыми оснащены роботы, формируются по модульному принципу, каждый элемент которого имеет однокоординатное движение.Для каждого сварочного робота, использующегося на производстве, характерно наличие определенного количества степеней свободы, соответственно, оптимальная модель оборудования собирается из блоков стандартного типа.У блоков предусмотрена возможность совершения движений разного направления (прямоугольные и вращательные).

Приводы, использующиеся в сварочных роботах, подразделяются на:

• электромеханические. Этот тип привода обеспечивает высокие показатели скорости и точности выполнения работ и достаточно прост в обслуживании. Однако, подобное может работать при наличии безлюфтовых редукторов.
• пневматические. Этот тип привода имеет относительно простую конструкцию, но его эксплуатация предполагает перемещение робота в соответствии с переставляемыми упорами (по длине хода и углам поворота). В основном, оборудование с пневмоприводом используют для производства промышленных роботов, предназначенных для сборки деталей.
• гидравлические. Этот тип привода дает возможность управления оборудованием с высокой точностью

Роботизированные сварочные системы обеспечивают высокую скорость, точность и повторяемость однообразных производственных операций, что в комплексе дает возможность увеличить производительность сварки. Получаемый в результате значительный экономический эффект и есть причиной охотного инвестирования в автоматизацию и роботизацию сварочного производства. Нехватка квалифицированных сварщиков также делает автоматизацию очень привлекательным вариантом для увеличения дохода предприятия. Тем не менее, установка и наладка автоматических сварочных систем не так проста и требует специального опыта и знаний. Не зная тонкостей и специфики объекта автоматизации, пренебрегая такими важными шагами в процессе эксплуатации роботизированных комплексов, как профилактика поломок, обучение операторов, а также использование дополнительного оборудования, может в результате превратить высокотехнологичных комплекс в систему, которая работает не так эффективно и продуктивно, как следовало бы.

Известно, что надежность любой системы равна надежности самого слабого ее звена. Это правило очень даже применимо в работе сварочных систем: использование в системе малоэффективных звеньев может привести к огромных расходам и простоям в случае их поломки.

Ниже приведены некоторые типичные мифы об автоматической сварке, следование которым приводит к огромным потерям и неэффективности использования инвестированных средств. Также мы дадим советы по решению этих заблуждений.

Миф №1: Большой внутренний диаметр токоподводящего мундштука защищает сварочную проволоку от приваривания (схватывания)

На самом деле это не так, именно мундштук с малым внутренним диаметром позволяет предотвратить приваривание сварочной проволоки к нему, в отличие от мундштуков с большим внутренним диаметром.

На практике такое соотношение как диаметр используемой сварочной проволоки к внутреннему диаметру мундштука, есть величина, которая просчитана и проверена на практике. Но есть небольшое «но». В ходе сварки мундштук сильно нагревается, и его внутренний диаметр несколько увеличивается. Также его внутренний диаметр увеличивается вследствие механического износа под действием протягиваемой через него сварочной проволоки. Таким образом, вследствие увеличения фактического внутреннего размера мундштука образуется несколько скользящих контактов, по которым проводится электрический ток, и возникают микродуги, которые приводят к интенсивному пригоранию сварочной проволоки к мундштуку и его интенсивному изнашиванию.

Миф №2: Профилактическое обслуживание роботизированных сварочных систем не является необходимым

Профилактика необходима для максимизации рентабельности инвестиций в роботизированные сварочные системы. Это может помочь предотвратить незапланированные простои, некачественные детали, и последующий дорогостоящий ремонт. Это может даже помочь предотвратить сбои, которые требуют замены оборудования. Предметом вашего внимания кроме таких важных систем, как сварочная горелка, расходные материалы и кабели, должно стать и профилактическое обслуживание системы в целом. Пропустив эту важную часть процесса, можно «прозевать ключевой момент» и это приведет к проблемам подачи проволоки, преждевременному выходу из строя пистолета или другим неполадкам, которые влекут за собой большие траты на восстановление.

Такое второстепенное оборудование, как станции очистки сопла, являются дополнительным оборудованием, которые могут защитить сварочного робота от преждевременных поломок, и, следовательно, максимально повысить эффективность его работы, эффективность вложенных в него средств, а также сократить расходы. Запланируйте время для проверки всех функциональных узлов системы, начиная от сварочного пистолета, заканчивая силовым приводом. Эта задача может быть легко решена во время плановых перерывов в сварочных циклах, тем самым предотвратив затраты на переделку, исправление брака и время простоя.

Также очень важно, чтобы все узлы и агрегаты, особенно рука сварочного робота, были зафиксированы точно на своих базовых поверхностях. Периодическая проверка контрольных точек инструмента является еще одним важным условием экономии; это гарантирует, что роботизированная сварочная система продолжает работать в пределах своих собственных параметров и способна обеспечить стабильное качество шва.

Поддерживайте состояние сварочного робота в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, оцените индивидуальные потребности, и планируйте график профилактического обслуживания соответственно с ними.

Миф №3: Станции очистки горелок от сварочных брызг не стоят расходов

Такое периферийное оборудование, как станции для очистки сопла горелки, являются дополнительным оборудованием, которые могут максимизировать эффективность роботизированной сварки системы и сократить расходы. Это оборудование особенно полезно для минимизации простоев при ручной очистке и замене расходных материалов. Названая станция производит очистку накопленных брызг в сопле горелки, что очень важно для создания ламинарного потока газа без завихрений и прочих нехороших явлений в засоренном сопле горелки. Кроме этого, большинство станций использует специальный спрей, который препятствует налипанию брызг.

Хотя станция для очистки сопла горелок требует дополнительных капиталовложений, срок ее окупаемости, как правило, довольно короткий.

Миф №4: Перепрограммирование сварочного робота после аварии это лучший способ, чтобы настроить Tool Center Point (TCP)

Перепрограммирование системы, а не исправление формы руки сварочного робота после аварии или другого силового воздействия, является обычной практикой. Однако такой подход не означает, что ее конфигурация уже не отвечает точной спецификации, в которой роботизированная система была рассчитана. Это может вызвать пропуски и неровности в сварных швах. Полученная путаница в координатах также может стоить времени и денег и создать большие проблемы в будущем, когда она будет заменена другой рукой.

Проверка геометрической формы сварочного робота производится на специальном приспособлении. С его помощью проверяют, что контактный наконечник находится в правильном положении. Если инструмент изогнут, то можно его скорректировать в нужную сторону.

Рекомендуем проверять руку сварочного робота перед ее установкой, чтобы убедиться, что он был изготовлен правильно и не был поврежден при транспортировке. Рука сварочного робота наиболее часто разрабатывается для определенного вида сварки и выполняется с прецизионных тиснением компонентов, чтобы гарантировать точность после длительного использования.

Использования приспособления для проверки соответствия геометрической формы руки сварочного робота оправданно и тогда, когда поврежденная рука снимается и заменяется новой, в тоже время снятая с робота подвергается восстановлению.

Миф №5: Доработки и настройка оборудования является рутинной частью управления системой автоматической сварки

Некоторые компании считают, что безукоризненная наладка оборудования (чтобы оно «работало как часики») или последующие переделки существующего очень рутинная работа. Однако, они могут уменьшить или даже избежать дорогостоящих переделок при надлежащих подготовке и техническом обслуживании оборудования. После установки системы роботизированной сварки, важно, чтобы квалифицированный персонал правильно запрограммировали и настроили систему. В противном случае придется мириться с недоделками, которые приведут в дальнейшем к поломкам и дополнительным затратам. Квалифицированный оператор, который обучен программированию конкретного робота для сварки дает возможность компании максимально использовать преимущества роботизированной сварочной системы.

В большинстве случаев, обучение работе на системе автоматической сварки является обязательной составляющей, которая идет в комплекте с поставкой оборудования при приобретении данной системы.

Повышение производительности, улучшение качества и снижение переделок и простоев возможны, когда все составляющие системы работают должным образом. Это может вызвать необходимость дополнительного инвестирования для покупки второстепенного оборудования, но поверьте, оно того стоит.

Может быть, Вам интересно почитать о ? или сварке решетки на окна киев или сварочные работы Киев ?

Применение робототехники - универсальный путь автоматизации сварочной технологии не только в серийном, но и мелкосерийном производстве, так как при смене изделия можно использовать тот же робот, изменяя лишь его программу. Роботы позволяют заменить монотонный физический труд, повысить качество сварных изделий, увеличить их выпуск. Один робот может заменить труд четырех человек. При изготовлении сварных изделий следует иметь в виду, что сравнительно просто применять роботы для контактной точечной сварки нахлесточных соединений, сложнее - для электродуговой сварки угловых и тавровых соединений и крайне сложно - для электродуговой сварки стыковых соединений.

Роботы предъявляют специфические требования к технологии изготовления изделия: необходима высокая точность всех заготовок узла, стабильность положения сварного соединения в пространстве и высокое качество сварочных материалов. Возможность использования роботов определяется размерами и формой их рабочего пространства, точностью позиционирования, скоростью перемещения, числом степеней подвижности инструмента, особенностями управления.

Для перемещения не ориентированных в пространстве предметов достаточно трех степеней подвижности, а для полной пространственной ориентации - шести. Для выполнения сварных швов в общем случае необходимо иметь пять степеней подвижности. Обычно три степени подвижности обеспечивает базовый механизм робота, а еще две степени добавляет механическое устройство - кисть робота, на которой крепится рабочий инструмент (сварочная головка, клещи для контактной сварки или газовый резак). Базовый механизм робота может быть выполнен в прямоугольной (декартовой), цилиндрической, сферической и ангулярной (антропоморфной) системах координат (рис. 166). Система координат базового механизма определяет конфигурацию и габариты рабочего пространства робота, в пределах которого возможно управляемое перемещение его исполнительного органа. Робот с прямоугольной системой координат имеет рабочее пространство в виде прямоугольного параллелепипеда (рис. 167, а), размеры которого меньше габаритов самого робота. Промышленные роботы с цилиндрической (рис. 167, б) и сферической (рис. 167, в) системами координат обслуживают более объемное пространство при сравнительно малой площади основания манипулятора. Более компактными являются роботы, выполненные в антропоморфной системе координат, образующие рабочее пространство, близкое к сфере (рис. 167, г).

Рис. 166. Основные схемы базовых механизмов роботов

Рис. 167. Рабочее пространство роботов с прямоугольной (а), цилиндрической (б), сферической (в) и с антропоморфной (г) системами координат

Все типы роботов могут быть установлены неподвижно или с возможностью передвижения по напольным или подвесным направляющим. В основе компоновки базовых механизмов роботов принят модульный принцип. Каждый модуль имеет однокоорди-натное движение. Агрегатная система робототехники позволяет из стандартных блоков, имеющих прямоугольные и вращательные движения (рис. 168), собирать оптимальный промышленный робот, имеющий только требуемое число степеней свободы. Путем использования простых модульных элементов, которые легко могут быть применены для других целей, увеличивается многовариантность и гибкость системы.

В роботах применяют гидравлические, пневматические и электромеханические приводы. Пневмопривод конструктивно прост, однако при его использовании требуемое перемещение инструмента (углы поворота, длина хода) задают только перестановкой упоров, т.е. по каждой степени подвижности имеются только два положения. Гидравлический привод компактен и позволяет управлять инструментом с большой точностью. Электропривод требует использования сложных безлюфтовых редукторов, но зато он проще в обслуживании и обеспечивает высокие быстродействие и точность. Этот тип привода используют, как правило, в сварочных роботах. Пневмопривод применяют в промышленных роботах для сборки деталей, при погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работах.

Кроме линейных и вращающихся модулей на европейских промышленных предприятиях для сварочных и газорезательных работ используют роботы с шестью степенями свободы при различном их конструктивном оформлении (рис. 169). Для сварки в среде защитных газов крупных металлоконструкций применяют роботы портального типа, выполненные в декартовой системе координат с точностью позиционирования инструмента ± 0,35мм. Робот "Горизонтальный-80" (Франция) имеет гидравлический привод, координаты цилиндрические, точность ± 0,3 мм. Робот "Жолли-80" (Италия) оснащен электрическим приводом, координаты цилиндрические, точность ± 0,5 мм. Робот рычажный 6СН (США) имеет гидравлическую систему управления, выполнен в антропоморфной системе координат, точность позиционирования ± 1,27 мм. Гидравлическим приводом оснащен робот "Полярный-6000" (Италия), работающий в системе сферических координат с точностью ± 1 мм.

Системы управления движением инструмента робота подразделяются на цикловые, позиционные и контурные.

Цикловая система наиболее проста, так как программируют обычно две позиции: начало и конец перемещения инструмента. В роботах с цикловым управлением широко используют пневмопривод.

Рис. 168. Агрегатная система компоновки сварочных роботов:
а - типовые блоки и компоновка из них робота; б - примеры сочетаний блоков, обеспечивающих различное число степеней свободы

Рис. 169. Конструкции роботов с шестью степенями свободы:
а - "Горизонтальный-80" (Франция); б- "Жолли-80" (Италия); в - рычажный 6СН (США); г - "Полярный-6000" (Италия)

Позиционная система управления задает не только последовательность команд, но и положение всех звеньев робота, ее используют для обеспечения сложных манипуляций с большим числом точек позиционирования. При этом траектория инструмента между отдельными точками не контролируется и может отклоняться от прямой, соединяющей эти точки. Однако завершение перемещения в каждой точке обеспечивается с заданной точностью. Систему называют однопози-ционной, если она предусматривает остановку инструмента в конце каждого отдельного перемещения (в каждой точке). Такая система пригодна для контактной точечной сварки, для сборочных и транспортных операций.

Многопозиционная система управления предусматривает прохождение промежуточных точек без остановки с сохранением заданной скорости. При достаточной частоте промежуточных точек такая система управления обеспечивает перемещение инструмента по заданной траектории и поэтому может использоваться для дуговой сварки. Однако в этом случае введение программы в память робота требует значительных затрат времени.

Контурная система управления задает движение в виде непрерывной траектории или контура, причем в каждый момент времени определяет не только положение звеньев манипулятора, но и вектор скорости движения инструмента. Эта система обеспечивает движение инструмента по прямой линии или окружности путем задания соответственно двух или трех точек участков траектории. Это существенно упрощает обучение робота, так как отдельные участки траектории могут интерполироваться дугами окружности и отрезками прямых. Роботы с контурным управлением используют для дуговой сварки и термической резки.

Программа выполнения операций дуговой сварки обычно вводится в память робота оператором в режиме обучения. Оператор последовательно подводит горелку к ранее намеченным опорным точкам и вводит их координаты в систему управления с указанием характера траектории между ними: прямая или дуга. Одновременно в память системы вводятся данные о скорости движения горелки и других параметрах режима сварки. При серийном выпуске обучение робота проводят на первом сварном узле.

В условиях мелкосерийного производства отклонения размеров при переходе от одного узла серии к другому могут оказаться значительными, поэтому приходится каждый узел серии программировать заново. В этих условиях применяют роботы с иным способом обучения. Оператор устанавливает на горелку специальный наконечник и вручную перемещает горелку вдоль соединения, касаясь наконечником свариваемых кромок деталей. Сигналы от датчика, фиксирующего перемещение наконечника, вводятся в систему управления в виде координат точек, отстоящих одна от другой на определенном расстоянии. Время обучения робота намного меньше времени сварки, что позволяет осуществлять введение программы индивидуально на каждом экземпляре изделия. Роботы такого типа обучения применяют при сварке протяженных швов в крупногабаритных листовых конструкциях или при частой смене изделий. При этом швы должны быть угловые, тавровые или стыковые с выраженной разделкой кромок, чтобы при обучении наконечник двигался точно по стыку.

Промышленный робот чаще всего является манипулятором инструмента. В зависимости от назначения на руке робота закрепляют захватное устройство, сварочные клещи для точечной сварки, горелку для дуговой сварки в среде защитных газов, резак для термической резки и др.

Захватные устройства служат для захвата и удержания деталей или инструментов, а также их позиционирования в процессе выполнения технологических операций. По принципу действия они могут быть механическими, вакуумными, магнитными, эластично охватывающими и др. Неуправляемые механические захватные устройства выполняют в виде пинцетов, цанговых пальцев и втулок, клещей с прижимной пружиной (рис. 170), усилие зажатия которых осуществляется за счет упругих свойств зажимающих элементов. Такие захваты применяют при манипулировании объектами небольшой массы. Для высвобождения объекта используют специальные съемники. Более широко используют командные механические захватные устройства клещевого типа. Движение зажимающих губок обеспечивают с помощью передаточного механизма (рычажного, реечного, клинового) от пневмопривода. Для этого используют поршневые или диафрагменные двигатели (рис. 170, д). Более универсальны магнитные и вакуумные захватные устройства.

Эластично-охватывающие захватные устройства используют при изготовлении хрупких изделий. При подаче сжатого воздуха через отверстие в корпусе / камера 2 сжимается и захватывает изделие (рис. 171, я). Если изделие захватывают за внутреннюю поверхность, то эластичную камеру делают снаружи. Захватное устройство с эластичными изгибающимися камерами (рис. 171, б) имеет жесткий корпус 1, на котором закреплена призма 3 и две камеры 2. Несимметричное расположение гофр приводит к тому, что при подаче сжатого воздуха камеры изгибаются, захватывая и прижимая деталь к призме. Этим достигается требуемое сочетание точности базирования детали с мягкостью захвата.

Рис. 170. Схемы механизмов захватных устройств типа клещей:
а - пружинный; б - рычажный; в - реечно-рычажный; г - клинорычажный; д - рычажно-диафрагменный

Рис. 171. Схемы эластично охватывающих захватных устройств:
а - с внутренней расширяющейся камерой; б - с изгибающимися камерами;
1 - корпус; 2 - камера; 3 - призма

Захватные устройства часто снабжают контактными датчиками, датчиками проскальзывания и регистрации усилия, ультразвуковыми и оптическими датчиками и др. Это позволяет выявлять предметы, находящиеся между губками и снаружи вблизи захвата.

Суммарные погрешности при изготовлении деталей и сборке узла, отклонения в приспособлении, ошибки при позиционировании руки робота могут привести к неправильной укладке сварного шва. Поэтому для направления сварочной головки по линии стыка деталей и обеспечения постоянного расстояния от горелки до изделия применяют различные датчики положения сварочного инструмента, отличающиеся принципом действия. По способу отыскания линии сварного соединения датчики разделяют на контактные и бесконтактные. Контактные датчики (рис. 172) снимают информацию о месте укладки шва, используя свариваемые кромки или линию сплавления валика с кромкой. Контактные датчики с копирными роликами могут быть соединены со сварочной горелкой жестко или гибко - через управляющее механическое устройство для смещения горелки в нужном направлении. Пневматические и электромеханические датчики содержат копирующий элемент - щуп, который под действием пневмоцилиндров, пружин или собственной массы прижимается к копирующей поверхности с небольшой силой 1...10 Н. Копирование осуществляют впереди места сварки или сбоку от него. Преобразование механического сигнала в электрический осуществляют электроконтактными, фотоэлектрическими, резисторны-ми или дифференциально-трансформаторными преобразователями. Все эти щупы сблокированы со сварочной горелкой.

Рис. 172. Контактные датчики положения сварочного инструмента:
а, б, в - щупы; г, д - копирные ролики

К бесконтактным датчикам относятся телевизионные, фотоэлектрические, индуктивные, пневматические и др. Телевизионные датчики снимают информацию о движении сварочной горелки при наличии контрастных границ или линий при подсветке их осветителем (линия стыка, копирная линия или риска, копирная лента, зазор). Они дают большой объем информации о положении и геометрических параметрах сварного соединения, современны и перспективны. Условия применения фотоэлектрических датчиков аналогичны условиям применения телевизионных датчиков, так как они считывают информацию с контрастных линий.

Электромагнитные датчики получают информацию о стыке или поверхности изделия в результате изменения параметров магнитного поля, создаваемого самим датчиком.

Пневматические струйные датчики работают на принципе изменения давления в выходном сопле при истечении газа на поверхность изделия: чем ближе сопло к поверхности, тем давление больше. Большой объем информации о сварке можно получить, используя для освещения шва монохроматическое излучение лазера. За один поворот датчика, закрепленного на горелке, проводится до 200 измерений, дающих полную трехмерную модель свариваемого стыка в зоне вокруг места сварки. Общим недостатком рассмотренных датчиков является то, что они не контролируют блуждание конца электродной проволоки из-за ее искривления или износа токоподвода. Поэтому более перспективна система, при которой в качестве датчика используют сварочную дугу или электрод, что позволяет получать информацию непосредственно в точке сварки. Отпадает необходимость в запоминании информации и в построении следящих систем, сблокированных со сварочной горелкой.

Роботизированными технологическими комплексами (РТК) называют снабженные роботами рабочие места, участки или линии. Компоновка РТК зависит от характера изделия и серийности его выпуска: В комплект РТК обычно входят робот, совершающий перемещение сварочного инструмента, и манипулятор изделия, позволяющий сваривать все швы в наиболее удобном пространственном положении.

Манипулятор изделия как бы дополняет степени подвижности робота, работает с ним по единой программе и управляется от той же системы. Большое многообразие конструктивных форм сварных изделий вызывает потребность сложного манипулирования ими при сварке, что часто не может быть обеспечено с помощью стандартных сварочных вращателей. Поэтому при конструировании РТК используют модульный принцип построения манипуляторов. Простейшие модули (рис. 173) обеспечивают вращение изделия относительно горизонтальной и вертикальной оси. Установка модулей а на поворотный стол б создает двухпозиционный манипулятор д, позволяющий передавать изделие с позиции сборки на позицию сварки. При компоновке в из модулей получают двухпозиционный манипулятор, обеспечивающий дополнительно поворот изделия из горизонтального положения в вертикальное. Установка траверс г с механизмами вращения планшайб на компоновку д не только позволяет получить дополнительную степень подвижности, но и создает возможность закрепления в манипуляторе е изделий значительных размеров. В зависимости от характера выполняемой технологической операции (сборочной, сварочной) на планшайбах манипулятора устанавливают сборочное приспособление либо устройство для закрепления свариваемого изделия.

Рис. 173. Модульный принцип компоновки манипуляторов:
а - модуль с горизонтальным вращением; б - модуль с вертикальным вращением; в - двухпорционный манипулятор; г - траверса; д - компоновка из модулей а и б; е - сложный манипулятор из модулей

Роботизированный технологический комплекс может состоять, например, из установленного на портале робота для автоматической сварки плавящимся электродом в среде смеси защитных газов и двух-позиционного манипулятора. Когда на правой позиции манипулятора производят сварку, на его левой позиции устанавливают и закрепляют новое собранное изделие. После окончания сварки робот перемещается на левую позицию манипулятора, а на правой позиции производят замену изделия. Если этот манипулятор установить на поворотное основание (рис. 173, е), то необходимость в перемещении робота отпадает и его можно установить стационарно.

При использовании РТК предусматривают меры безопасности обслуживающего персонала. Аварийные ситуации могут возникать из-за непредусмотренных движений робота во время работы и обучения. Поэтому необходима во всех случаях остановка робота при входе человека в рабочее пространство. Отключение робота выполняют устройства защиты, в основе которых используют контактные, силовые, ультразвуковые, индукционные, светолокационные и другие датчики.

Добрый день.
необходимо приваривать шпильку М10х200мм и шпильку М12х400мм к пластине 30х60х3мм. Какое оборудование можно использовать? Если есть таковое, то цена вопроса.

Все вопросы

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

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

Будем рады ответить на все возникшие вопросы!

Сварочный робот - неотъемлемая часть крупномасштабного производства чего бы то ни было. Начиная от , заканчивая гигантскими конвейерами с многосерийными изделиями. Именно роботы способны быстро и безошибочно выполнять одни и те же операции, при этом не требуя зарплату, отпуск и перерыв на обед.

Но это далеко не единственные причины, по которым роботы превосходят классический человеческий труд. На многих производствах удается достичь запредельных масштабов выпуска продукции как раз благодаря бесперебойной работе этих современных агрегатов. В этой статье мы кратко расскажем, что из себя представляют роботы для сварки и какие существуют плюсы/минусы внедрения данного оборудования на производство.

Роботизированная сварка - это вид автоматической сварки, суть которого заключается в использовании на производстве программируемых роботов вместо привычных сварщиков. Такая сварка очень востребована на предприятиях, где необходимо наладить крупное конвейерное производство.

Существует огромное количество разновидностей роботов для сварки, поскольку каждый производитель стремится оснастить свое оборудование особыми функциями. Несмотря на техническую сложность, конкуренция среди производителей сварочных роботов очень высока, ведь такое оборудование стоит дорого и зачастую приобретается не на один год. Поэтому производители пытаются оснастить своих роботов максимальным количеством полезных функций.

Бюджетные, но при этом относительно функциональные роботы производит японская компания Fanuc. Их самая популярная модель - AM-0iA. Среди европейских производителей популярны немецкие сварочные роботы фирмы Kuka, особенно их бюджетная модель KR5. Также отметим сварочных роботов от всемирно известной компании Panasonic, в частности их модель TA1400G2 хорошо зарекомендовала себя на отечественных заводах. Неплохо показала себя продукция компании Motoman, особой похвалы достойна модель EA 1400N.

Особенности роботов

В большинстве сварочных роботов применяются компоненты, позволяющие агрегатам работать бесперебойно на протяжении долгого времени. Этого удается достичь путем внедрения современных, технически совершенных электронных схем, которые не останавливают работу робота даже при перебоях в электричестве или нестабильном напряжении.

К тому же, сварочные роботы могут автоматически позиционировать детали, что улучшает качество стыка. Не имеет значения и размер деталей, ведь «рука» робота может быть каких угодно размеров.

Простейший робот состоит из манипулятора, который может поднимать детали весом до 25 килограмм, «руки», которая выполняет сварку, пульта управления с предустановленным программным обеспечением и источника тока. Для каждого типа сварки выпускается свое программное обеспечение, в нем с помощью пульта управления задаются параметры сварки и детали, которую нужно сварить. Некоторые производители снабжают комплект оборудования обучающими материалами, например, книгами или видеофильмами.

Также в комплектацию могут входить специальные держатели, благодаря которым робот позиционирует и надежно фиксирует деталь во время сварки. Кроме непосредственной сварки можно настроить робота на зачистку металла, снятие фасок или резку. Словом, человеческий фактор исключен, поскольку робот выполняет все операции, в том числе подготовительные.

С помощью роботов можно выполнять любой тип сварки или резки. Чаще всего используется , и аргонодуговая сварка, в том числе под . К тому же, при использовании робота низок риск для здоровья оператора и других работников на производстве, поскольку им не приходится участвовать в сварке. О достоинствах и, конечно, недостатках сварочных роботах мы поговорим далее.

Преимущества и недостатки

Роботизированная сварка имеет множество достоинств. Во-первых, роботы способны выполнять одну и ту же работу раз за разом, не теряя при этом в качестве. Человек никогда не сможет заниматься однотипным трудом на протяжении долгих часов. В любом случае, робот всегда выполняет качественные швы, он также способен перенастраиваться прямо в середине процесса сварки.

Во-вторых, несмотря на высокую стоимость такого оборудования, экономическая выгода от роботизированной сварки куда лучше, чем может показаться на первый взгляд. За счет высокой производительности роботы быстро окупаются и предприятие гарантировано выходит в плюс, поскольку роботы требуют только технического обслуживания. А это гораздо дешевле, чем платить налоги и зарплату сотрудников.

В-третьих, если оператор хорошо обучен, он способен быстро выставить оптимальные настройки. К тому же, существуют определенные алгоритмы, следуя которым даже новичок сможет настроить робота. Конечно, не быстро и не с первого раза, но сможет. Чего нельзя сказать о . А сам процесс обучения не занимает много времени и всех сварщиков можно легко переучить, присвоим им квалификацию оператора.

В-четвертых, роботы способны работать длительное время без перебоев, что увеличивает количество выпущенной продукции. Обычный сварщик ограничен в своих возможностях, поскольку должен отдыхать и выполнять свои физиологические потребности. А сварочный робот никогда не подводит.

Но, как и любого другого метода сварки металлов, у роботов есть недостатки. Их не много, и на наш взгляд они незначительны по сравнению с достоинствами, но все же расскажем о них. Первый очевидный недостаток - высокая стоимость оборудования. Да, оно окупается, но не каждое предприятие способно за раз закупить нужное количество роботов, чтобы заменить ими сварщиков.

Второй недостаток - возможность внедрения роботов только в конвейерное производство. В остальных типах производств они будут менее эффективны, а значит не скоро окупят свою цену. Не стоит забывать, что и переобучение сварщиков в операторов требует времени. Нельзя закупить оборудование, и на следующий день сразу запустить конвейер.

Также сварка роботом с хорошим результатом возможна лишь при правильных настройках. Если оператор обучался плохо и настраивает робота неправильно, или просто плохо себя чувствует, то не будет никакого толка от робота на производстве. Так что человеческий фактор здесь все же присутствует, пусть и в малой степени.

Вместо заключения

Роботизация сварки - процесс неминуемый. И в ближайшие десятилетия он затронет не только сварочные производства, но и другие отрасли, где человеческий фактор нежелателен. Ведь с помощью роботов возможна сварка любого уровня сложности, в том числе часто используемая сварка в защитных газах.

Применение роботов необходимо для роста промышленности. Ведь использование ручного труда никогда не приведет человечество к абсолютной эффективности производства. К тому же, нельзя забывать о способах сварки, которые могут негативно влиять на здоровье человека. В таких случаях весь персонал остается невредимым, пока робот исправно выполняет работу.