Различните материали, дебелини на плочите, размери на партиди и структури на детайлите поставят напълно различни изисквания към роботизираното решение за заваряване. Тази статия разглежда типични сценарии, като например заваряване с ниска-топлинна-вход на тънки-листа, заваряване на алуминиеви сплави, много-слойно много-заваряване на средно-дебела плоча, проследяване на шевове, много-координиране на осите, съвместно заваряване и-визуално обучавайте-безплатно заваряване. Той прави преглед на продуктите на роботите за заваряване и възможностите на процесите, за да помогне на производителите да преминат от „предизвикателството на заваряването“ към по-{11}}подходящо решение за автоматизация. Когато купувате заваръчен робот, не сравнявайте само спецификациите на робота. Оценете цялата способност за заваряване, съставена от робота, източник на заваръчна енергия, процес, сензор за шевове, външни оси и експертна база данни.
„Какъв вид робот за заваряване подхожда на нашия детайл?“ Това е един от въпросите, които производителите задават най-често, когато се подготвят за автоматизация на заваряването.
Но всеки, който действително е изпълнявал проект за роботизирано заваряване, знае, че отговорът не може да бъде намерен, като се гледа само „колко полезен товар има роботът или колко дълга е ръката му“.
Дори сред заваръчните роботи 0,5 mm лист и 50 mm плоча изискват два напълно различни технически подхода. Стандартизираните детайли и малките-партиди не-стандартни конструкции поставят различни изисквания към системата за автоматизация. Въглеродната стомана, неръждаемата стомана, поцинкованата ламарина и алуминиевата сплав също се различават значително по входящата топлина, преноса на капки, пръскането, дълбочината на проникване и контрола на изкривяването.
Така че, когато една компания закупи заваръчен робот, това, което наистина трябва да избере, не е един робот, а цялостно решение за заваряване, съставено от самия робот, източника на енергия за заваряване, процеса на заваряване, сензор за шевове, външни оси и софтуерна система.
И така, как трябва да избирате за различни производствени сценарии?
Тънкият лист прогаря, изкривява се и пръска силно. Кое решение за заваряване да изберете?
Това е един от най-често срещаните проблеми при производството на хардуер, автомобилни части, ламарина и неръждаема стомана.
Основният конфликт при заваряването на тънки-листове е, че трябва да осигурите заваръчните предпазители, без да позволявате на прекомерното подаване на топлина да предизвика-прогаряне, провисване, изкривяване или силно пръскане.
Традиционният подход е да се намалят токът и скоростта на движение, но това може да доведе до по-ниска ефективност на заваряване, нестабилно запалване на дъгата или лошо образуване на перли.
За тези сценарии CRP в момента предлага два основни типа решения.
Първият тип е серията Pro и Nynhan, които използват интегрирано управление между робота и източника на захранване за заваряване, за да подобрят възможностите за заваряване с ниско-пръскане и-заваряване на тънки листове.
Например, серията Pro от ново-поколение е надстроена за процеси с тънки-листа и предлага процес с ултра-тънък лист с права-полярност 0,6 mm.
Серията Nynhan се фокусира върху ултра-ниско разпръскване, бързо програмиране, интегриран дизайн и високо-скоростно движение. Неговият съвпадащ източник на захранване за заваряване използва 100 kHz високо-честотен контрол и поддържа добър контрол на пръски дори при 200 A. Той също така поддържа процеси на тънко-листове, къс-дъгов импулс и заваряване с-флюсова тел.
Вторият тип е решения за заваряване със студена дъга / CMT-тип с ниско-топлинно-влагане, за приложения с по-високи изисквания към тънки листове.
Заваряването със студена дъга на CRP използва горелка за-подаване на серво тел, за да контролира прибирането на телта при висока честота. Комбинирайки физически и електромагнитен контрол, той постига по-нежно пренасяне на капките и по този начин намалява общото входящо количество топлина. Технологията включва почти-нулево разпръскване, нисък входящ топлинен поток, стабилна дължина на дъгата, силна-възможност за преодоляване на междината и високо-скоростно заваряване.
Могат ли роботите надеждно да заваряват въглеродна стомана, поцинкована ламарина и неръждаема стомана с около 0,5 mm?
Да, но границите на процеса се различават за различните материали.
Роботите за заваряване със студена дъга на CRP вече покриватвъглеродна стомана, неръждаема стомана, поцинкована ламарина, алуминий и мед, наред с други материали. Типичните приложими диапазони са: въглеродна стомана около 0,5–5 mm, неръждаема стомана около 1,0–5 mm, поцинкована ламарина около 0,5–5 mm, мед 1–5 mm и алуминий около 1 mm и повече.
При тестване на процеса заваряването със студена дъга постигна челно заваряване на ултра-мм лист от въглеродна стомана с дебелина 0,5 mm. В специални случаи е отишло по-далеч, заварявайки 0,4 mm ултра-тънък лист от въглеродна стомана и заваръчният шев е проверен при два защитни газа: 80% Ar + 20% CO₂ и 100% CO₂. В сравнение с обикновеното заваряване в защитен-газ, заваряването със студена дъга намалява входящата топлина с около 20%, което ефективно намалява изкривяването при заваряване.
За поцинкованата ламарина ниското подаване на топлина е също толкова важно.Цинковото покритие лесно изгаря при висока температура, което също може да увеличи порьозността и пръските. При тестовете със студена дъга на CRP, в сравнение с конвенционалните процеси с ниско-разпръскване, някои тестови сценарии за поцинкована ламарина показаха намалена порьозност с повече от 20%, намалено разпръскване с повече от 10% и дълбочина на проникване, увеличена с повече от 30%.
Защо заваряването на алуминиева сплав е по-трудно? Какво трябва да търси решението за роботи?
Заваряването на алуминий винаги е било сценарий, който тества способността за процес на заваръчен робот.
Причините надхвърлят бързата топлопроводимост на алуминиевата сплав. Те също така включват стабилност-подаване на тел, стартиране на дъгата, контрол на капките, образуване на перли и оксиден филм. Така че заваряването на алуминий не може да се разбира просто като "смяна на макара от алуминиева тел".
Решението на CRP за заваряване със студена дъга използва серво подаване-издърпване на тел с контрол на дължината на дъгата, така че движението на телта и състоянието на дъгата да се координират по-прецизно. Той е разработил разнообразие от процеси за заваряване на алуминий и може да произвежда заварени перли от рибени люспи.
За клиентите два въпроса са от най-голямо значение: дали системата за подаване на тел-може да се справи стабилно с телта и дали има зрели параметри на процеса, които могат да бъдат извикани директно за различни дебелини на пластини, типове съединения и изисквания за външния вид на заваръчния шев.
Защо трудностите се увеличават при средно{0}}дебела плоча, строителни машини и заваряване на стоманени конструкции?
Ако влагането на топлина е най-трудният проблем при заваряване на тънки-листове, тогава за средно-дебелите плочи най-трудните проблеми са проникването, топенето, стабилността и консистенцията при множество слоеве и проходи.
Често се включват строителни машини, селскостопански машини, стоманени конструкции и голямо оборудванеV-, K- и J-жлебставите. Колкото по-дебела е плочата, толкова повече заваръчни проходи трябва да бъдат запълнени и толкова по-високи са изискванията към планирането на пътя на робота, последователността на заваряване и управлението на параметрите.
Една от целите за позициониране на серията RH на CRP е плоча със средна-дебелина и много{1}}осови разширени приложения, с поддръжка за намиране на шевове, проследяване на дъгата, много-слойно много{3}}заваряване и външна-координация на осите.
по-важното е,CRP не просто решава въпроса "може ли робот да заварява дебела плоча?" Изгражда експертна база данни за средно{0}}дебела плоча.
При реална употреба операторите могат да въвеждат информация като дебелина на плочата, тел, защитен газ, тип жлеб и размер на крака и да накарат системата да генерира съответния много{0}}слоен много{1}}набор от параметри. След генериране той може да бъде прегледан, модифициран и запазен обратно, така че същият тип заварка да може да се извиква многократно.
Това постепенно превръща процеса на заваряване от „зависим от личен опит“ в „репликируем актив от данни“.
В областта на ултра{0}}дебелите пластини CRP също е извършил доста систематично изследване на процесите. При условия на заваряване с CO₂ и смесен{2}}газ, той извърши изследване на автоматично много-слойно много-заваряване на 10–100 mm ултра-дебела плоча с различни форми на жлебове, покриващи V-, K- и J-жлебове.
Големи грешки при сглобяване на детайла: как роботът разбира, че заваръчният шев се е отместил?
Това е проблем, който трябва да бъде разрешен, след като роботизираното заваряване се премести от лабораторията в истинска фабрика.
Колкото и висока да е точността на повторение на позиционирането на робота, тя гарантира само, че „роботът повтаря преподадената пътека“. Но действителната заварка не винаги е в същата позиция.
Грешки при рязане на плочи, грешки при закрепване, отклонение на канала, кумулативни грешки от процеси нагоре по веригата и термично изкривяване могат да накарат действителната заварка да се отклони от теоретичния път.
Така че роботът също трябва да "усеща". Настоящите решения за заваряване на CRP вече формират комбинация от технологии:сензор за допир, проследяване на дъга, лазерно проследяване, зрение и много{0}}осна координация.
Сензорните костюми за намиране на действителната позиция на заваръчния шев преди заваряване; проследяването на дъгата динамично коригира пътя по време на заваряване въз основа на сигнала на дъгата.
Системата за проследяване на дъгата на CRP може да проследява стабилно при ток от около 120 A и ширина на тъканта от около 1 mm и автоматично коригира пътя на заваряване.
Лазерното проследяване сканира профила на жлеба в реално време с лазерен сензор и динамично коригира позицията и траекторията на горелката, предлагайки по-добра адаптивност към празнини и несъответствие.
CRP може също така да изгради цифрова работна станция от 3D модел, да използва експертната база данни, за да съпостави процеса и да коригира пътя в реално време чрез проследяване на дъгата на процеса.
Големи конструкции извън обсега, със сложни позиции на заваръчните шевове: какво да правя?
При производството на строителни машини, стоманени конструкции, селскостопански машини и голямо оборудване само шест{0}}осен робот често не е достатъчен.
Голям детайл може да обхваща няколко метра, така че роботът трябва да покрива по-голяма работна площ, като същевременно поддържа заваръчния шев в благоприятна позиция за заваряване. Това изисква роботът да работи заедно с външни оси, като земна писта и позиционер.
Един робот поддържа до6+6, общо 12 оси, разширяванеи поддържа комбинации като линейни релси и дву{0}}осови позиционери.
Например, един проект за селскостопански машини вече е използвал 11-осна координация: 6-осов робот + 3 външни-осови механизми + 2-осен позиционер, комбиниран със сензор за докосване, проследяване на дъгата и многослойни многопроходни функции за завършване на сложно заваряване на плочи със средна дебелина.
Стойността на такава система не е само в това, че „роботът може да достигне по-далече“. Позиционерът активно променя позицията на детайла, превръщайки някои вертикални и горни позиции на заваряване в по-благоприятни позиции на заваряване, което спомага за подобряване на стабилността на качеството.
Малки партиди, много варианти, много не-стандартни части: все още ли е подходящ робот?
В миналото много компании смятаха, че роботизираното заваряване е подходящо за големи{0}}стандартни части като тези в автомобилните заводи, докато ръчното заваряване е по-гъвкаво за малки-партиди не-стандартни части.
Тази преценка се променя. Понастоящем CRP има два технически пътя за справяне с това.
Един от маршрутите е роботът за съвместно заваряване.Моделите за съвместно заваряване на CRP в момента включватRC09-05-W, RC13-10-W и RC18-05-W.
Най-голямата стойност на съвместното заваряване е не само, че роботът е по-лек и по-гъвкав. Това прави програмирането и превключването на заваряване по-лесно, намалявайки зависимостта на компаниите от специализирани роботи програмисти.
Операторите могат директно да плъзгат робота близо до целевата точка, след което да извършват фина{0}}настройка в шест посоки (нагоре/надолу, наляво/надясно, напред/назад) с помощта на джойстик на крайния ефектор и да записват точки, линии, дъги, команди за заваряване и тъкане директно в крайния ефектор.
Съвместното заваряване с CRP също така поддържа софтуерни функции за заваряване, като тъкане, много-слойно много-пасиране, намиране на шевове и проследяване на дъгата и предлага откриване на сблъсък, UPS и компенсация на гравитацията.
За разгръщане CRP роботите за съвместно заваряване поддържат няколко форми, включително мобилна количка, магнитна основа и външно-удължение на осите. Мобилната количка е повторена до второто си поколение и е по-подходяща за реални производствени помещения; стандартната магнитна основа пасва на CRP-RC09-05-W и CRP-RC13-10-W. За проекти, които се нуждаят от по-голям работен диапазон или допълнителен позиционер, колаборативните роботи също могат да разширят до 5 външни оси.
Уморен от преподаване всеки ден: може ли роботът сам да „намери детайла и да генерира пътя“?
Това вече се превръща във важна посока за следващия етап от автоматизацията на заваряването.
Сега CRP разработи няколко интелигентни решения за заваряване, ръководени от визия и модели.
Например, за малки-партиди, много-разнообразни структурни части, системата може да сканира детайла и да го моделира обратно-без нужда от предварителни чертежи. Той поддържа повече от 10 структурни форми като H-греди и автоматично генерира съответните заваръчни пътища.
За шевове на вътрешни и външни пръстени на тръбни фитинги,безплатна система за обучение-визия може да сканира заваръчния шев, да го-моделира обратно и автоматично да генерира програмата за заваряване, като същевременно координира с външни оси и планира ъгли на позиционера.
При сценарии на стоманени кули за предаване на енергия решението CRP може също да използва линеен лазерен облак от точки за идентифициране на заваръчния шев, автоматично заваряване на стоманени тръбни кули с диаметър 600–2000 mm и автоматично съпоставяне на процесите на заваряване от много-слойната много-пропускова експертна база данни с параметри.
В допълнение, в стандартни сценарии с тръбни -плочи от неръждаема стомана, като например котли и топлообменници, автоматизираното заваряване може да бъде завършено чрез комбинация от CAD чертежи, 3D визия, специална TIG горелка и проследяване на дъгата.
Винаги ли по-бързото роботизирано заваряване е по-добро?
Не е задължително. Скоростта на заваряване трябва да се основава на стабилно качество на заварката.
Особено при заваряване на тънки{0}}листове, ако преследвате скорост и в крайна сметка получите прекъсвания на дъгата, подрязване, порьозност или лошо образуване на перли, разходите за преработка може да се окажат по-високи.
Характеристика на технологията за студена дъга на CRP е, четой коригира дължината на дъгата чрез непрекъснато управление на затворен-контур, поддържайки дъгата стабилна дори при промяна на скоростта на заваряване и стърчащата-тел.
При някои тестове на процеси, в сравнение със заваряване с ниска-пръски, скоростта на заваряване със студена дъгасе увеличи с 10%–20% или повече, ис повече от 50%при условия на високо-ток и висока{1}}скорост на заваряване.
Защо заваръчните шевове на различните производители се различават толкова много при един и същи робот?
Защото роботът решава само „как да се движи“. Това, което наистина определя качеството на заваръчния шев, също включваизточника на захранване за заваряване, системата-за подаване на тел, алгоритъма за управление и процеса на заваряване.
Вземете Nynhan като пример: роботът и заварчикът използват интегрирано управление, така че параметрите на заварчика могат да бъдат зададени и записани директно на висулката за обучение на робота, а опростените параметри намаляват трудността за операторите при регулиране на процеса.
Решението със студена дъга отива една крачка напред, проектирайки робота, горелката-за подаване на серво тел, заваръчния апарат и алгоритъма за управление като една цялостна система.
Например, при управление на дължината на дъгата, системата следи дължината на прибиране на телта в реално време и регулира скоростта на подаване на телта чрез управление на затворен-контур. Това поддържа тока и дължината на дъгата стабилни при промени в изпъкналостта, осигурявайки постоянна дълбочина на проникване и образуване на заваръчен шев.
Това също така сочи към критичен принцип на подбор: един промишлен робот може да бъде устройство с-общо предназначение, но роботът за заваряване не може да има само-способност за движение с общо предназначение. За клиентите, занимаващи се със заваряване, по-важното е колко реален опит в процеса на заваряване е натрупал производителят.
„Нашият лист е твърде тънък, ръчното заваряване лесно се изгаря и след това имаме нужда от тежко шлайфане и корекция на формата.“ За този тип клиенти първото нещо, което трябва да се види, е способността да се контролира входящата топлина и преносът на капките, а не само прецизността на робота.
След като обмислите тези условия, ще откриете, че днес „да накараш робота да се движи по препоръчан път“ вече не е най-трудният проблем. Истинските трудности са: как да се контролира подаването на топлина върху тънък лист; как да постигнете стабилно проникване върху средно{1}}дебела плоча; как да завършите много{2}}слойно много{3}}заваряване на плоча с дебелина 50 mm или 100 mm; как да намерите заваръчния шев, когато детайлът се отклони; как да се постигне много{6}}координация на големи структури; как да намалим разходите за програмиране за малки партиди и много варианти; как да се гарантира качеството на заваръчния шев на специални материали като алуминиева сплав и поцинкована ламарина; и как да превърнем годините натрупан опит на отлични заварчици в възпроизводими параметри на процеса и експертни бази данни.
От ниско-пръскане, високо-ефективно заваряване на Pro и Nynhan, до средно-дебела плоча и много-осна координация на серията RH; от ниското потребление на топлина при заваряване със студена дъга/CMT до гъвкавото разгръщане на съвместното заваряване; и до-базирана на визията-обучаваща-свободна работа, външна{6}}координация по оси и експертни бази данни, CRP постепенно интегрира управление на роботи, източници на енергия за заваряване, процеси на заваряване и интелигентни сензори в една цялостна технологична система за заваряване.
За производителите, когато избират робот за заваряване, вместо само да питат „Колко струва този робот?“, по-добре е първо да попитат „Къде точно моят детайл е труден за заваряване?“ Това, което в крайна сметка определя качеството, цената и ефективността, не е само роботът, а цялата технологична система зад него: източникът на енергия за заваряване, процесът, сензорите и интелигентният софтуер. И това е ключът към преместването на автоматизацията на заваряване от „роботи, заместващи труда“ към „интелигентност на процеса“.