Як вибрати зварювальний робот? Одразу вісім типів потреб.

Різні матеріали, товщина листів, розміри партій і структури заготовки висувають абсолютно різні вимоги до роботизованого зварювального рішення. У цій статті розглядаються типові сценарії, такі як зварювання-з низьким{2}}нагріванням-тонкого листа, зварювання алюмінієвого сплаву, багато{4}}багатошарове-зварювання-пластини середньої-товщини, відстеження швів, багато-координація-осьів, спільне зварювання та-на основі зору навчати-безкоштовному зварюванню. У ньому розглядаються зварювальні роботи-продукти та можливості процесів, щоб допомогти виробникам перейти від «завдання зі зварюванням» до-оптимальнішого рішення автоматизації. Купуючи зварювальний робот, не порівнюйте лише характеристики робота. Оцініть усі зварювальні можливості, що складаються з робота, джерела зварювального живлення, процесу, датчика швів, зовнішніх осей і експертної бази даних.

«Який зварювальний робот підходить для нашої заготовки?» Це одне з питань, яке найчастіше задають виробники, готуючись до автоматизації зварювання.

Але будь-хто, хто справді запускав роботизований зварювальний проект, знає, що відповідь не можна знайти, дивлячись лише на те, «скільки корисне навантаження має робот або яка у нього довга рука».

Навіть серед зварювальних роботів лист товщиною 0,5 мм і лист товщиною 50 мм вимагають двох абсолютно різних технічних підходів. Стандартизовані заготовки та дрібно{3}}серійні не-стандартні конструкції висувають різні вимоги до системи автоматизації. Вуглецева сталь, нержавіюча сталь, оцинкований лист і алюмінієвий сплав також помітно відрізняються за підведенням тепла, перенесенням крапель, розбризкуванням, глибиною проникнення та контролем деформації.

Тому, коли компанія купує зварювального робота, їй дійсно потрібно вибрати не окремого робота, а комплексне зварювальне рішення, що складається з самого робота, джерела зварювального струму, процесу зварювання, датчика шва, зовнішніх осей і системи програмного забезпечення.

Отже, як вибрати для різних сценаріїв виробництва?

Це одна з найпоширеніших проблем у металоконструкціях, автомобільних деталях, листовому металі та виготовленні з нержавіючої сталі.

Основний конфлікт у зварюванні тонких{0}}листів полягає в тому, що ви повинні забезпечити зварювальні запобіжники, не дозволяючи надмірному надходженню тепла спричинити-прогорання, провисання, деформацію чи сильні бризки.

Традиційний підхід полягає у зменшенні струму та швидкості руху, але це може призвести до зниження ефективності зварювання, нестабільного початку дуги або поганого формування валика.

Для цих сценаріїв CRP наразі пропонує два основних типи рішень.

Перший тип — серії Pro та Nynhan, у яких використовується інтегроване керування між роботом і джерелом зварювального струму для покращення зварювання з низьким-бризкуванням і-зварюванням тонких листів.

Наприклад, серію Pro нового-покоління було оновлено для обробки тонких{1}}листів і пропонує ультра-прямий{4}}процес полярності 0,6 мм.

Серія Nynhan зосереджена на надзвичайно-розбризкуванні, швидкому програмуванні, інтегрованому дизайні та високій-швидкісному русі. Його відповідне джерело зварювального живлення використовує контроль високої-частоти 100 кГц і забезпечує хороший контроль над розбризкуванням навіть при 200 А. Він також підтримує процеси зварювання-листів, короткі-імпульси дуги та зварювання-порошковим дротом.

Другий тип – це рішення для холодного дугового зварювання / CMT-типу з низьким-нагріванням-для застосування з вищими вимогами до тонкого листа.

У холодно-дуговому зварюванні CRP використовується пальник-подавання дроту для керування втягуванням дроту на високій частоті. Поєднуючи фізичний та електромагнітний контроль, він досягає м’якшого перенесення крапель і тим самим знижує загальне надходження тепла. Ця технологія забезпечує майже-нульове розбризкування, низьке підведення тепла, стабільну довжину дуги, потужну -можливість перекриття зазору та високу-швидкісне зварювання.

Так, але обмеження процесу відрізняються від матеріалу до матеріалу.

Роботи CRP для зварювання холодною дугою тепер покриваютьвуглецева сталь, нержавіюча сталь, оцинкований лист, алюміній і мідь, серед інших матеріалів. Типові застосовні діапазони: вуглецева сталь приблизно 0,5–5 мм, нержавіюча сталь приблизно 1,0–5 мм, оцинкований лист приблизно 0,5–5 мм, мідь 1–5 мм та алюміній приблизно 1 мм і більше.

Під час випробування процесу зварювання холодною дугою досягло стикового зварювання 0,5 мм ультра-листової вуглецевої сталі. В особливих випадках він пішов далі, зварюючи 0,4 мм надтонкий лист вуглецевої сталі, і зварювання було перевірено в двох захисних газах: 80% Ar + 20% CO₂ і 100% CO₂. Порівняно зі звичайним зварюванням у захисному газі, зварювання холодною дугою зменшує підведення тепла приблизно на 20%, що ефективно зменшує зварювальні деформації.

Для оцинкованого листа не менш важлива низька тепловіддача.Цинкове покриття легко вигорає під сильним нагріванням, що також може збільшити пористість і розбризкування. У випробуваннях CRP холодною дугою, порівняно зі звичайними процесами з низьким-розбризкуванням, деякі сценарії випробувань оцинкованих листів показали зниження пористості більш ніж на 20%, зменшення розбризкування більш ніж на 10%, а глибину проникнення збільшено більш ніж на 30%.

Зварювання алюмінію завжди було сценарієм, який перевіряв технологічні можливості зварювального робота.

Причини виходять за рамки швидкої теплопровідності алюмінієвого сплаву. Вони також включають стабільність-подачі дроту, запуск дуги, контроль крапель, формування кульок і оксидну плівку. Тому зварювання алюмінію не можна розуміти просто як «заміну в котушці алюмінієвого дроту».

Рішення CRP для зварювання холодною дугою використовує сервопривод-тягнучу подачу дроту з керуванням довжиною дуги, завдяки чому рух дроту та стан дуги координуються точніше. Вона розробила різноманітні процеси зварювання алюмінію та може виготовляти-риб’ячу луску.

Для клієнтів найважливішими є два питання: чи може система -подачі дроту стабільно працювати з дротом і чи існують розроблені параметри процесу, які можна викликати безпосередньо для різних товщин листів, типів з’єднань і вимог до зовнішнього вигляду зварного шва.

Якщо надходження тепла є найскладнішою проблемою для зварювання тонких-листів, то для пластин середньої-товщини найскладнішими проблемами є проникнення, плавлення, стабільність і узгодженість у кількох шарах і проходах.

Часто залучаються будівельна техніка, сільськогосподарська техніка, сталеві конструкції та великогабаритне обладнанняV-, K- і J-канавкисуглобів. Чим товща пластина, тим більше зварювальних проходів потрібно заповнити, і тим вищі вимоги до планування шляху робота, послідовності зварювання та керування параметрами.

Однією з цілей позиціонування серії RH від CRP є пластини середньої-товщини та багато-осі розширеного застосування з підтримкою пошуку швів, відстеження дуги, багато-шарового багато-зварювання та зовнішньої-координації осей.

Що важливіше,CRP – це не просто вирішення питання «чи може робот зварювати товсту пластину?» Він створює експертну базу даних для пластин середньої{0}}товщини.

Під час фактичного використання оператори можуть вводити таку інформацію, як товщина пластини, дріт, захисний газ, тип канавки та розмір ніжки, і система генерує відповідний багатошаровий багато{1}}набір параметрів. Після створення його можна переглянути, змінити та зберегти, щоб можна було повторно викликати той самий тип зварювання.

Це поступово перетворює процес зварювання з «залежного від особистого досвіду» на «відтворюваний ресурс даних».

У сфері над-товстих пластин CRP також провела досить систематичне дослідження процесу. В умовах CO₂ і змішаного{2}}газового зварювання компанія провела дослідження автоматичного багато{3}}шарового багатопрохідного зварювання 10–100 мм над-мм пластини з різними формами канавок, що охоплюють V-, K- і J-канавки.

Це проблема, яку необхідно вирішити, коли роботизоване зварювання переміститься з лабораторії на справжній завод.

Якою б високою не була точність повторного позиціонування робота, вона лише гарантує, що «робот повторює навчений шлях». Але фактичне зварювання не завжди знаходиться в тому самому положенні.

Помилки різання пластини, похибки кріплення, відхилення канавок, сукупні похибки, пов’язані з попередніми процесами, і теплові деформації – все це може спричинити відхилення фактичного зварного шва від теоретичного шляху.

Отже, робот також повинен «відчути». Сучасні зварювальні рішення CRP вже утворюють комбінацію технологій:датчик дотику, відстеження дуги, лазерне відстеження, зір і багато{0}}координація.

Сенсорні костюми визначають фактичне положення зварного шва перед зварюванням; відстеження дуги динамічно коригує шлях під час зварювання на основі сигналу дуги.

Система стеження за дугою CRP може стабільно стежити за струмом близько 120 А та шириною переплетення близько 1 мм і автоматично коригувати траєкторію зварювання.

Лазерне відстеження сканує профіль канавки в режимі реального часу за допомогою лазерного датчика та динамічно коригує положення та траєкторію пальника, пропонуючи кращу адаптацію до зазорів і зміщень.

CRP також може створювати цифрову робочу станцію з 3D-моделі, використовувати експертну базу даних для зіставлення процесу та коригувати шлях у реальному часі за допомогою відстеження дуги процесу.

У виробництві будівельної техніки, сталевих конструкцій, сільськогосподарської техніки та великогабаритного обладнання одного шести{0}}робота часто недостатньо.

Велика заготовка може охоплювати кілька метрів, тому робот повинен охоплювати більшу робочу зону, утримуючи зварювальний шов у зручному для зварювання положенні. Це вимагає, щоб робот працював разом із зовнішніми осями, такими як ґрунтова доріжка та позиціонер.

Один робот підтримує до6+6, всього 12 осей, розширенняі підтримує такі комбінації, як лінійні рейки та дво{0}}позиціонери.

Наприклад, в одному проекті сільськогосподарської техніки вже використовується 11-осьова координація: 6-робот + 3 зовнішні-осьові механізми + 2-осьовий позиціонер у поєднанні з датчиком дотику, відстеженням дуги та багатошаровими багатопрохідними функціями для завершення складного зварювання пластин середньої товщини.

Цінність такої системи полягає не тільки в тому, що «робот може досягти більшої відстані». Позиціонер активно змінює положення деталі, перетворюючи деякі вертикальні та верхні положення зварювання у більш сприятливі положення для зварювання, що допомагає покращити стабільність якості.

У минулому багато компаній вважали, що роботизоване зварювання підходить для-стандартних деталей великого обсягу, як-от на автомобільних заводах, тоді як ручне зварювання є більш гнучким для малих-нестандартних-деталей.

Це судження змінюється. CRP наразі має два технічні шляхи вирішення цієї проблеми.

Одним із маршрутів є робот для спільного зварювання.Спільні моделі зварювання CRP наразі включаютьRC09-05-W, RC13-10-W і RC18-05-W.

Найбільша цінність спільного зварювання полягає не тільки в тому, що робот легший і гнучкий. Це спрощує програмування зварювання та перемикання, зменшуючи залежність компаній від спеціалізованих роботів-програмістів.

Оператори можуть безпосередньо перетягувати робота поблизу цільової точки, а потім точно-налаштовувати в шести напрямках (вгору/вниз, ліворуч/праворуч, вперед/назад) за допомогою джойстика на кінцевому ефекторі та записувати точки, лінії, дуги, команди зварювання та плетіння безпосередньо на кінцевому ефекторі.

Спільне зварювання CRP також підтримує такі функції зварювального програмного забезпечення, як плетіння, багато{0}}шаровий багато-прохід, пошук швів і відстеження дуги, а також пропонує виявлення зіткнень, ДБЖ і компенсацію сили тяжіння.

Для розгортання роботи CRP для спільного зварювання підтримують кілька форм, зокрема мобільний візок, магнітну основу та зовнішній-подовжувач осі. Мобільний візок було оновлено до другого покоління та краще підходить для реальних виробничих цехів; стандартна магнітна основа підходить для CRP-RC09-05-W і CRP-RC13-10-W. Для проектів, які потребують більшого робочого діапазону або додаткового позиціонера, колаборативні роботи також можуть розширити до 5 зовнішніх осей.

Це вже стає важливим напрямком для наступного етапу автоматизації зварювання.

Зараз компанія CRP розробила кілька інтелектуальних зварювальних рішень, керованих баченням і моделями.

Наприклад, для невеликих-серійних, багато-різноманітних конструкційних деталей система може сканувати заготовку та зворотно-моделювати її, не потребуючи попередніх креслень. Він підтримує понад 10 структурних форм, таких як H-промені, і автоматично генерує відповідні зварювальні шляхи.

Для внутрішніх і зовнішніх кільцевих швів на фітингах труб,безкоштовна система vision teach-може сканувати зварний шов, повертати-його модель і автоматично генерувати програму зварювання, одночасно координуючи зовнішні осі та плануючи кути позиціонера.

У сценаріях сталевих опор електропередачі рішення CRP також може використовувати лінійну лазерну хмару точок для ідентифікації зварного шва, автоматично зварюючи опори сталевих труб діаметром 600–2000 мм і автоматично зіставляючи процеси зварювання з багато{2}}шарової багато{3}}бази даних експертних параметрів.

Крім того, у стандартних сценаріях труб-з нержавіючої сталі, таких як котли та теплообмінники, автоматизоване зварювання можна завершити за допомогою поєднання креслень САПР, 3D-бачення, спеціального пальника TIG і відстеження дуги.

Не обов'язково. Швидкість зварювання повинна базуватися на стабільній якості зварювання.

Особливо під час зварювання тонких{0}}листів, якщо ви гонитесь за швидкістю та в результаті отримуєте розриви дуг, підрізи, пористість або погане утворення валиків, вартість повторної обробки може бути вищою.

Особливістю технології холодної дуги CRP є те, щовін коригує довжину дуги за допомогою безперервного контролю-замкнутого циклу, зберігаючи дугу стабільною навіть при зміні швидкості зварювання та-зависання дроту.

У деяких випробуваннях, порівняно зі зварюванням із низьким-бризкуванням, швидкість зварювання холодною дугоюзросла на 10–20% і більше, ібільш ніж на 50%в умовах високого-струму та високої{1}}швидкості зварювання.

Тому що робот вирішує лише «як рухатися». Те, що справді визначає якість зварювання, також включаєджерело живлення для зварювання, система-подачі дроту, алгоритм керування та процес зварювання.

Візьмемо Nynhan як приклад: робот і зварювальник використовують інтегроване керування, тому параметри зварника можна встановити та зберегти безпосередньо на пульті навчання робота, а спрощені параметри зменшують труднощі для операторів у налаштуванні процесу.

Рішення з холодною дугою йде далі, створюючи робота, пальник-сервоприводу для подавання дроту, зварювальний апарат і алгоритм керування як єдину систему.

Наприклад, під час керування довжиною дуги система відстежує довжину втягування дроту в режимі реального часу та регулює швидкість подачі дроту через замкнутий-контур керування. Це зберігає стабільність струму та довжини дуги під час змін-виходу, забезпечуючи постійну глибину проплавлення та формування зварного шва.

Це також вказує на важливий принцип вибору: промисловий робот може бути-пристроєм загального призначення, але зварювальний робот не може мати-можливість руху лише загального призначення. Для замовників зварювання більш важливим є те, скільки справжнього досвіду зварювального процесу накопичив виробник.

«Наш лист надто тонкий, ручне зварювання легко прогорає, а потім нам потрібна сильна шліфування та корекція форми». Для такого клієнта перше, на що варто звернути увагу, — це можливість контролювати надходження тепла та передачу крапель, а не лише точність робота.

Як тільки ви продумаєте ці умови, ви побачите, що сьогодні «примусити робота рухатися за вченою траєкторією» вже не є найскладнішою проблемою. Справжніми труднощами є: як контролювати надходження тепла на тонкий лист; як досягти стабільного проникнення на пластину середньої-товщини; як завершити багатошарове-багатопрохідне зварювання пластини товщиною 50 або 100 мм; як знайти зварний шов при відхиленні заготовки; як досягти багато{6}}координації великих конструкцій; як знизити витрати на програмування для невеликих партій і багатьох варіантів; як гарантувати якість зварювання спеціальних матеріалів, таких як алюмінієвий сплав і оцинкований лист; і як перетворити накопичений роками досвід чудових зварників у відтворювані параметри процесу та експертні бази даних.

Від низького-розбризкування, високо-ефективного зварювання Pro та Nynhan до середньої{2}}товщини пластини та-координації кількох осей серії RH; від низьких витрат тепла холодної дугового зварювання/CMT до гнучкого розгортання спільного зварювання; а також до-на основі бачення-безкоштовної роботи, зовнішньої{6}}координації осі та експертних баз даних, CRP поступово об’єднує керування роботом, джерела живлення для зварювання, зварювальні процеси та інтелектуальні датчики в одну повну систему зварювальних технологій.

Для виробників, коли вибирають зварювальний робот, замість того, щоб запитувати "Скільки коштує цей робот?", краще спочатку запитати: "Де саме моя заготовка важко зварюється?" Те, що зрештою визначає якість, вартість і ефективність, — це не сам робот, а вся технологічна система, що стоїть за ним: джерело зварювального живлення, процес, датчики та інтелектуальне програмне забезпечення. І це ключ до переходу автоматизації зварювання від «роботів, які замінюють працю» до «інтелектуального процесу».