Роботизированная сварка:как роботы могут помочь в автоматизации сварочных работ

Роботизированная сварка - это процесс использования системы автоматизации для выполнения сварочных задач. Узнайте больше о сварочных роботах и ​​о том, как вы можете автоматизировать свой первый сварочный проект уже сегодня.

Сварочный робот - это любой автоматизированный аппарат, работающий в сварочном оборудовании. Роботы и сварка имеют долгую историю. Поэтому неудивительно, что роботизированная сварка часто окупается. Часто существует множество интеграторов и производителей, специализирующихся на роботизированной сварке.

Цель этой статьи - изучить основы роботизированной сварки и ее преимущества. Это поможет вам получить отправную точку в автоматизации некоторых ваших процессов.

В этой статье:

• Отрасли роботизированной сварки
• Типы роботизированной сварки
• Зачем автоматизировать процесс сварки?
• Типы роботов, используемых для сварки
• Дополнительные соображения

Получите предложения от поставщиков о том, как они могут автоматизировать ваш сварочный процесс - опубликуйте свой запрос.

Отрасли роботизированной сварки

В идеале роботы могут сваривать в любой отрасли, где есть сварочные работы. Наиболее распространенные отрасли для роботизированных сварщиков:

• Автомобильная промышленность
• Аэрокосмическая промышленность
• Металлы
• Строительство

Компании в этих отраслях часто добиваются больших успехов в роботизированной сварке. Причина в том, что продукты, выпускаемые этими компаниями, легко поддаются автоматизации. В предыдущей статье мы обсуждали характеристики задач, которые идеально подходят для роботов. Вы можете узнать больше по этой теме здесь: Промышленные роботы:Руководство №1 по робототехнике для всех отраслей .

Например, автомобильная промышленность активно использует сварочных роботов. Процессы автомобильной сварки обладают следующими характеристиками:

• Выполняйте один и тот же сварной шов несколько раз.
• Небольшие вариации свариваемых деталей
• Процессу присущи опасности
• Требуется высокий уровень повторяемости и точности.
• Требуется высокая пропускная способность.

Понятно, почему первый робот был использован в автомобильной сварке!

Типы роботизированной сварки

Есть несколько разных видов сварки. Естественно, вы можете задаться вопросом, какие типы сварки могут выполнять роботы. Роботы обычно могут выполнять любой тип сварочного процесса. Сюда входят:

• Точечная сварка
• Дуговая сварка
• Контактная сварка
• Сварка MIG
• Сварка TIG
• Лазерная сварка
• Плазменная сварка

Точечная сварка это тип контактной сварки, при которой два куска металла соединяются в одной точке. Отсюда и название «точечная сварка». Этот процесс использует большое количество электрического тока через металл для создания огромного количества тепла. Это тепло плавит металл, позволяя соединиться двум листам.

Дуговая сварка это старый, но очень распространенный вид сварки. Как следует из названия, в дуговой сварке для сварки металла используется электрическая дуга. Как и точечная сварка, электричество является катализатором этого процесса. Через металлический стержень к материалу проходит ток. Металлический стержень называют электродом. Ток появляется в виде яркой дуги. Эта дуга обеспечивает тепло, необходимое для плавления двух металлических частей вместе.

Контактная сварка - более широкий термин, обозначающий несколько типов сварки. Это включает в себя любой сварной шов, при котором электрический ток проходит через прямой контакт через два куска металла, чтобы сварить их вместе. Точечная сварка - это один из видов контактной сварки. Другие типы включают сварку выступом и сварку швов.

Сварка MIG это вид дуговой сварки. MIG означает металлический инертный газ. Его часто предпочитают из-за его скорости и универсальности для работы с различными видами металлов. Сварка MIG также широко применяется в роботизированной сварке. Дополнительным компонентом сварки MIG является использование защитного газа. Этот газ защищает процесс сварки от загрязнений, которые могут находиться в непосредственной атмосфере.

Сварка TIG это еще один вид дуговой сварки. TIG означает инертный газ вольфрам. В этом процессе для создания дуги используется вольфрамовый электрод. Подобно сварке MIG, в этом типе сварки также используется газ для защиты от загрязнения. Сварка TIG - это заведомо сложный для операторов вид сварки. Это также не так быстро, как другие сопоставимые типы сварки. То, что он теряет в скорости, достигается за счет более точного, часто более прочного сварного шва.

Лазерная сварка использует мощный лазерный луч для создания небольших сфокусированных сварных швов. Этот стиль обеспечивает беспрецедентный контроль, что делает его полезным для сварки металлов и пластмасс. Системы лазерной сварки бывают волоконными, газовыми и твердотельными. Эти системы предлагают одни из самых высоких показателей скорости и точности, достижимых в сварочной промышленности. Однако следует ожидать, что системы лазерной сварки будут одними из самых дорогих вариантов на рынке сварки.

Плазменная сварка похожа на сварку TIG, а иногда даже использует вольфрамовый электрод. Он отличается в основном конструкцией факела. Горелка имеет небольшое медное сопло, которое выпускает дугу с высокой скоростью и температурой. В этом преимущество плазменной сварки. Стандартные температуры дуги для плазменной сварки могут находиться в диапазоне от 25 000 ° C до 30 000 ° C. Для сравнения, стандартные температуры для других типов дуговой сварки могут находиться в диапазоне от 5000 ° C до 6000 ° C.

Зачем автоматизировать процесс сварки?

Есть множество факторов, побуждающих компании автоматизировать сварочный процесс. Огромная отдача наблюдается при переходе от ручной к автоматической сварке. Общие причины включают:

• Уменьшение времени цикла
• Затраты на оплату труда и доступность
• Последовательность
• Точность
• Эффективность использования материалов
• Безопасность

Время цикла

Продолжительность цикла часто является непосредственной проблемой для сварочных процессов в больших объемах. Приложения, требующие высокой производительности, иногда считают, что скорость оператора является ограничивающим фактором при производстве. Другими словами, у сварщиков, выполняющих ручную сварку, есть ограничения по скорости сварки, что может отрицательно сказаться на производителях. Роботы могут сваривать с большей скоростью, чем даже опытные сварщики. Эта скорость определяется не только во время самого процесса сварки, но и во времени, необходимом для перемещения между позициями. Кроме того, роботам не нужны перерывы в работе или простои из-за смены смены. Сварщик-робот может продолжать сварку, пока ему доступен материал. Эти факторы часто приводят к наиболее заметной окупаемости инвестиций для производителей.

Как могло бы выглядеть ваше возвращение? Наш калькулятор инвестиций может помочь вам оценить экономию и определить области, в которых можно улучшить, а также рассчитать рентабельность инвестиций.

Затраты на рабочую силу и точность

Квалифицированные сварщики - дорогой и ограниченный товар на сегодняшнем рынке труда. Это ставит производителей в затруднительное положение при поддержании производственной деятельности. Различия в навыках приводят к заметным различиям в качестве сварки, что отрицательно сказывается на продажах. Кроме того, затраты на рабочую силу оказывают значительное влияние на чистую прибыль производителя. По этой причине многие компании считают автоматизацию процесса сварки необходимым решением для сохранения конкурентоспособности.

Последовательность

Контроль качества важен для сварочных работ. Небольшие дефекты и несоответствия вызывают пустоты, коробление и слабость сварных швов. Подобные проблемы могут даже сделать продукт непригодным для использования. Это приводит к большему количеству лома и отходов. Большинство производителей ежегодно отслеживают количество потраченного впустую материала. Эти затраты можно окупить за счет интеграции сварочного робота в ваш технологический процесс. Постоянство робототехники означает всегда одинаковое качество сварки и меньшее количество брака по сравнению с ручной сваркой.

Точность

Для некоторых приложений требуется высочайшая точность. Такого уровня производительности можно достичь только за счет автоматизации процесса сварки. Обратная связь с высоким разрешением, обеспечиваемая серводвигателями роботов, обеспечивает точность, с которой не могут сравниться сварщики-люди. Эта точность достигается снова и снова, поскольку робот не утомляется, как сварщики, работающие вручную.

Материальная эффективность

Сварщики-роботы более эффективны при использовании материала. Поскольку они следуют запрограммированному набору инструкций, роботы будут использовать одно и то же количество материала при каждой сварке детали. Даже опытные сварщики будут ошибаться и иметь нестыковки. Количество сварочного материала, потребляемого при ручном процессе, варьируется от детали к детали. Эти материалы включают электроды, плазму, газы и т. Д.

Безопасность

Сварочный процесс опасен по своей сути. К этим опасностям относятся:

• Поражение электрическим током.
• Звук
• Воздействие дуги
• Взрывоопасность

Любой процесс, включающий высоковольтное электричество и высокие температуры, будет опасен для человека. Сварщики, работающие вручную, всегда подвергаются этим опасностям в процессе сварки. Возможные травмы включают:

• Бернс
• Удар электрическим током
• Потеря слуха
• Слепота

Травмы на рабочем месте обходятся дорого. Эти расходы сокращаются за счет использования сварочных роботов. Важно помнить, что роботы не исключают опасности из процесса. Роботы просто избавляют человека-оператора от непосредственного воздействия процесса. Вы должны соблюдать надлежащие протоколы безопасности и стратегии снижения рисков при интеграции робота-сварщика на своем предприятии.

Типы роботов, используемых для сварки

Технически любой тип стационарного робота может быть использован для сварки. К таким типам роботов относятся:

• Шарнирно-сочлененные руки
• Шестиосевые роботы
• Роботы SCARA
• Цилиндрический
• Декартово или портальное

Любой из этих роботов может быть сварщиком, если на конец его руки можно установить сварочный инструмент. Однако шестиосевые типы сварочных роботов на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом сварочных роботов. Причина этого в том, что они являются наиболее гибким типом роботов. Шестиосевой робот может выполнять сварку под углами, недоступными для других типов роботов. Этот робот также может масштабироваться, чтобы иметь большой диапазон движений, необходимый для многих сварочных работ.

Недавнее нововведение в индустрии роботизированной сварки - это использование совместных шестиосевых роботов для сварки. Совместных роботов легче обучить новым процессам, чем стандартных промышленных роботов. В процессе обучения часто используется техника ручного управления. Оператор может вручную провести робота через весь процесс, чтобы научить его сваривать новую деталь. Это дает робототехнике место для приложений среднего объема. Стандартные промышленные роботы требуют написания нового кода для обучения новой части. Это может потребовать от специалиста потратить от нескольких часов до нескольких дней на разработку и тестирование кода. Оператор может научить кобота новой детали за считанные минуты.

Здесь важно отметить, что у совместных сварочных роботов есть ограничения. Такие факторы, как размер, скорость и грузоподъемность, означают, что совместные роботы не подходят для всех сварочных приложений. Важно учитывать конкретные требования вашего приложения, чтобы определить, подходит ли совместный робот для вашего сварочного робота. Определиться с этим вам поможет эксперт. Сеть независимых консультантов HowToRobot может помочь вам определить, где и как автоматизировать.

Дополнительные соображения

При работе с роботами-сварщиками необходимо учитывать дополнительные факторы. Редко можно внедрить робота в производственный процесс без дополнительного оборудования. Роботы также могут работать не во всех сварочных операциях. По этим причинам важно найти опытных поставщиков.

Спросите у поставщиков решения с помощью нашего инструмента RFI. Они ответят вам, как быстро и легко автоматизировать ваш процесс.

Дополнительное оборудование может включать приспособления и системы безопасности. Приспособление - это механическая система, которая удерживает и представляет детали, которые необходимо приваривать к роботу, предсказуемым образом. Приспособления могут быть такими, как поворотные столы или зажимные системы, в зависимости от области применения. Приспособления также могут быть довольно дорогими. По этой причине важно подумать о том, как деталь будет представлена ​​роботу для вашего сварочного процесса.

Как и в случае с любым другим роботом, защитное оборудование должно быть включено в общую стоимость проекта. Защитное оборудование может включать:

• Каркасы безопасности
• Датчики
• Легкие шторы
• Сканеры безопасности
• Реле безопасности

Сварочный процесс сопряжен с дополнительными опасностями, которые делают безопасность еще более важной. Роботы предназначены для автоматического многократного выполнения своей задачи. Системы безопасности гарантируют, что в случае присутствия людей-операторов или препятствий робот будет вести себя безопасным и предсказуемым образом.

Когда сварочные роботы - плохая идея?

Существуют определенные сценарии, в которых роботы могут не принести пользу вашему приложению. Некоторые процессы могут слишком сильно различаться в зависимости от типа используемого продукта. Например, рассмотрим бизнес, который производит много нестандартных деталей в небольших объемах. Этот бизнес может перепрограммировать робота много раз в год. Эти дополнительные затраты и время простоя могут сделать робота неэффективным для этого процесса.

Другие риски включают зависимость от роботов в определенных приложениях. Если один-единственный сбой робота может задержать весь процесс, вы можете подвергнуть себя риску. По этой причине важно иметь средства профилактического обслуживания и запасные части.

Что дальше?

Вы можете просмотреть наш каталог поставщиков, чтобы найти ближайшие к вам компании, которые специализируются на вашем применении или марке роботов. Наш каталог, содержащий более 15 000 поставщиков, поможет вам быстро и легко связаться с компаниями, имеющими отношение к вам.

Важно помнить, что роботизированные сварочные системы требуют значительных предварительных вложений. Это создает высокий барьер для входа на рынок роботизированной сварки для некоторых производителей. Вы можете использовать инструмент запросов предложений HowToRobot, чтобы получать расценки и предложения от поставщиков роботов в зависимости от ваших потребностей, чтобы узнать, какими могут быть ваши расходы.