Современный возможности сварочных роботов
В 21-ом веке роботизированные технологии применяются повсеместно. Но рынки разных стран ввиду различного уровня их развития и внутренней специфики, отличаются друг от друга.
К примеру, 90% поставляемых роботов в Новую Зеландию или Австралию, это роботы паллетайзеры, а в страны СНГ роботы для паллетирования попадают менее чем в 1% случаев, при этом, более чем 90% всего спроса, направлено на приобретение сварочных роботов и роботов для резки металлов. Но данная тенденция является абсолютно нормальной для СНГ. Рынок стран СНГ молод и находится на начальной стадии развития. В ближайшие десять лет планируемый рост спроса на промышленные роботы, также будет целиком и полностью связан с ростом интереса к роботизированным технологиям для автоматизации сварки. Этот процесс необратим также, как необратима и сама модернизация предприятий. Мы можем лишь немного ускорить его, стараясь донести до читателей важную информацию о преимуществах использования технологий на базе промышленных роботов.
В данной статье, мы постараемся отразить эти преимущества, ведь они, неизбежно, переведут предприятие на другой уровень развития, повысят качество, производительность и гибкость производственного процесса. Инвестиции в роботизированные технологии особенно важны, так как они исключают зависимость от человеческого фактора, что в условиях отсутствия квалифицированных кадров, играет важнейшую роль. Существуют простые аргументы, которые отличают, например, сварочного робота — от специалиста-сварщика.
Отличия Сварочного робота от человека:
1) Не допускает ошибок и не нуждаются в постоянном наблюдении и контроле.
2) Может работать в 3 смены.
3) Четко выдерживает траекторию движения горелки и заданные сварочные параметры в любой промежуток времени.
4) Реально экономит расходные материалы (до 40%).
5) Значительно повышает качество сварки.
6) Не болеет, не прогуливает и не просит отпуск.
7) Не нуждается в заработной плате.
8) И наконец, не уходит в запой.
На фоне человека –– это просто супергерой! Как же ему все это удается?
На самом деле сварочный робот, это просто высококлассный исполнитель, который получил от своих создателей схожие антропоморфные возможности, которыми наделен человек, а точнее его рука. Но при этом необходимо помнить, что система управления робота имеет широкий набор сварочных опций, позволяющих манипулятору вызывать, изменять и контролировать нужные параметры сварки, а также создавать нужные колебательные движения и так далее.
При этом неважно, какой сложности будут ваши изделия. Опытный системный интегратор спроектирует для вас нужный по структуре роботизированный комплекс, который БУДЕТ отвечать поставленным задачам.
Роботизированный комплекс (РТК) - это совокупность связанного между собой оборудования, управление которым осуществляет единая система управления. Это означает, что сварочный робот может быть далеко не одинок в составе комплекса.
Для расширения его возможностей, увеличения производительности, или просто для расширения зоны его досягаемости может быть использовано дополнительное оборудование.
Дополнительное, часто используемое оборудование в составе РТК:
- системы контроля траектории движения сварочной горелки;
Расскажем о каждом из них подробней.
Позиционеры
Применение позиционеров в составе РТК в некоторых случаях неизбежно.
Позиционер, являющийся дополнительной осью (осями) сварочного робота, не только расширяет его зону досягаемости. Он может подвернуть свариваемое изделие в нужное положение, без которого просто невозможно сварить определенный тип шва.
Системный интегратор обязан безошибочно подобрать тип позиционера, в зависимости от сложности свариваемых изделий. Данный этап очень важен, так как в будущем он повлияет на эффективность работы всего РТК. Зачастую компании-интеграторы прибегают к помощи специальных программ, которые позволяют моделировать процессы сварки и резки не отходя от персонального компьютера. Такой подход полностью исключает возможность ошибки.
Пример разнотипных позиционеров в составе РТК дуговой сварки:
1) Двухосевой позиционер, расширяющий общее количество осей сварочного робота до восьми. Данный позиционер часто называют ПОВОРОТНО-НАКЛОННЫМ, так как он способен осуществлять наклон до 90° в горизонтальной оси и вращение в вертикальной оси.
2) Одноосевой позиционер, расширяющий общее количество осей сварочного робота до семи. Представленный позиционер, оснащен смещающейся поддерживающейся бабкой, что позволяет размещать в нем изделия различных габаритов.
Существуют гибридные варианты, когда системный интегратор, объединяет возможности поворотного стола и позиционеров, в результате получается эффективное решение, использование которого, может быть весьма оправдано в определенных случаях.
Пример поворотного стола, в котором каждая позиция реализована в виде одноосевого позиционера:
Промышленные роботы могут также служить устройствами позиционирования, избавляя от необходимости покупки отдельного устройства позиционирования, более того, они предоставляют пользователю большую универсальность и гибкость.
Роботы могут самостоятельно поднимать изделия, затем перемещать их в зону сваривающего робота или робота, предназначенного для резки. Работы-манипуляторы, могут синхронно работать со сварочным роботом. Это –– красивое, весьма эффективное, но недешевое решение.
Линейные модули
Линейный модуль в составе РТК, как правило, является дополнительной осью промышленного робота, и основная его задача - это увеличить зону досягаемости манипулятора.
Линейные модули в основном классифицируются по грузоподъемности, так как в некоторых случаях на них размещается не просто промышленный робот, а например, робот, подвешенный на Г-образной колонне, наличие которой обязательно для решения конкретных задач.
Пример использования сварочного робота подвешенного на Г-образной колонне, которая в свою очередь, размещена на линейном модуле:
Данный пример хорошо отражает возможности линейных модулей в составе роботизированного комплекса. Обратите внимание, что данный РТК имеет два линейных модуля, один из них перемещает Г-образную колонну, а второй перемещает сварочный робот в поперечном направлении относительно РТК, непосредственно на самой колоне.
Системы контроля траектории движения сварочной горелки
При использовании роботизированных комплексов регулярно возникают вопросы к качеству и повторяемости предварительной сборки
изделий. Зачастую повторяемость траектории сварного шва после сборки имеет отклонения.
Робот оснащенный дополнительными система слежения за швом, с легкостью справляется с данными проблемами. Одно из таких устройств — это датчик RTPM, который применяется для слежения и корректировки траектории сварного шва в процессе сварки (при наличии катета).
Для отслеживания траектория шва задаются колебательные движения горелки, перпендикулярные направлению шва. При этом анализируется изменение силы тока дуги. В рабочую зону не вводятся дополнительные устройства, доступ к свариваемым деталям остается свободным. Программное обеспечение контроллера автоматически корректирует траекторию шва в зависимости от полученной информации.
Техническое зрение
А как быть в случае, если роботу необходимо отследить и скорректировать траекторию движения горелки по стыковому или нахлесточному шву? Для решения таких задач дополнительно применяется специальное техническое зрение в виде лазерных сканеров.
Как правило, это трехмерные лазерные сканеры, оснащенные набором программных фильтров, позволяющим минимизировать воздействие на датчик внешнего задымления в процессе сварки.
Все вышеперечисленное наглядно иллюстрирует возможности применения промышленных роботов, а реальное воплощение данных проектов в жизнь сможет осуществить лишь системный интегратор, который специализируется на данных проектах. При этом нет никаких сомнений, что роботизированные технологии для автоматизации сварки или резки способны эффективно заменять людей на производстве.
Наиболее важные преимущества,, которые получает предприятие при внедрении роботов:
сокращение трудоёмкости продукции;
увеличение пропускной способности производства. В целом выход продукции может быть в три или четыре раза выше, чем у человека –– при снижении затрат на единицу продукции;
значительное повышение качества изделий;
снижение потребности в производственной площади;
использование менее квалифицированных и низкооплачиваемых операторов, занятых в основном обслуживанием роботизированных технологий;
гибкость. Роботизированный комплекс, может сваривать или резать изделия различных форм и размеров, оператору надо лишь расширять библиотеку рабочих программ РТК;
технологическая гибкость. Один робот может выполнить как сварку, так и резку, а время на его переоснащение можно минимизировать путем использования дополнительного оборудования для автоматической смены инструмента.
снижение воздействия вредной среды на человека, увеличение безопасности труда на производстве.
Технологическая оснастка
Технологическая оснастка – важнейшая составляющая любого сварочного комплекса, так как она должна гарантировать жесткую фиксацию и точное позиционирование изделий, в процессе сварки, при этом, она не должна закрывать доступ горелки к сварным соединениям.
Качество технологической оснастки напрямую влияет на весь технологический процесс, от нее может зависеть успех функционирования всего робототехнического комплекса.
Наша компания располагает собственным конструкторским бюро и уделяет проектированию и изготовлению оснастки огромное внимание. Это такой же важный и ответственный этап, как и начальный этап по проектированию всего комплекса.
Как правило, оснастка, это единичный продукт, который востребован для решения конкретной задачи, но в случае необходимости, мы проектируем и изготавливаем универсальную оснастку.
Все вышеперечисленное, как нельзя лучше иллюстрирует эффективность использования промышленных роботов для автоматизации сварочных процессов и процессов резки металлов.
Остается лишь выбрать компетентного партнера, для решения поставленных задач.