Облегчение работы по сварке тяжелых конструкций

Ключом к преодолению распространенных препятствий на пути тяжелого производства является то, что современные передовые технологии работают синхронно, создавая очень гибкие среды, которые эффективно справляются с общими колебаниями рынка, проблемами в цепочке поставок, нехваткой квалифицированной рабочей силы, своевременными требованиями клиентов и многим другим. Хотя подхода “один размер подходит всем” не существует, производители модернизируют существующие производственные площади с помощью высокогибких роботов и других передовых технологий.

Реализуя инициативы в области бережливого производства, требования к времени выполнения работ и многое другое, производители осознают преимущества добавления роботов в существующие производственные помещения.

Промышленные роботы и роботизированные ячейки

Юркие промышленные роботы с изогнутыми рычагами идеально подходят для проникновения в труднодоступные места к заготовкам на заводах с высокой плотностью размещения. Все более популярны модели с увеличенным вылетом руки, который улучшает доступ к длинным сварным швам и большим сварным деталям. Аналогичным образом, функции производителей источников питания позволяют выполнять более быструю сварку с более высокой скоростью наплавки.

Роботы дополняют эти преимущества источника питания несколькими способами. Цифровые интерфейсы позволяют легко программировать. Оптимизированные места установки подающего механизма делают сварочного робота более компактным. Отдельные кабели питания и управления упрощают настройку, а модульные конструкции жгутов проводов роботов помогают улучшить диагностику и техническое обслуживание. Все это способствует повышению эффективности при тяжелом производстве.

Точно так же цели по производительности для крупных деталей достигаются с помощью роботизированных сварочных цехов. Многие крупные детали могут быть успешно сварены в единой предварительно спроектированной системе, включающей четыре (или более) 6-осевых робота для дуговой сварки, в то время как очень большие детали уникальной формы хорошо подходят для специализированных роботизированных модулей.

Варианты индивидуальных систем варьируются от размещения одного сварочного робота с большим радиусом действия на горизонтальном треке с сервоприводом до установки вертикального подъемника с сервоприводом (с роботом и периферийными устройствами) для увеличения общего радиуса действия. Потолочные 2-х и 3-х осевые порталы также могут быть оснащены сервоприводами для увеличения рабочей зоны. Хотя выбранный подход, очевидно, зависит от технических характеристик деталей и требований к применению, жизненно важно обеспечить эффективное вращение детали и оптимальный доступ к сварным соединениям.

Коллаборативные роботы

Гибкие коллаборативные роботы (коботы) с точным ручным обучением, очень выгодные для многокомпонентных и небольших партий, позволяют создавать более длинные непрерывные сварные швы на различных деталях. Легко размещаемые перед крупными тяжелыми заготовками или размещаемые в кабинах, обычно предназначенных для ручной сварки, коботы со встроенным безопасным ограничением мощности и усилия помогают создавать сверхпроизводительные рабочие места. Возможность безопасно перемещать робота к крупной или громоздкой детали не только способствует производству, но и позволяет выполнять другие процессы, такие как обычная сварка или шлифовка, одновременно на негабаритных деталях.

Надежные источники питания

Производители, стремящиеся обеспечить высокие скорости наплавки, могут добиться успеха с помощью нескольких инструментов. Растущая популярность использования MIG сварки со стальной проволокой в стационарных и полуавтоматических роботизированных приложениях увеличивает скорость перемещения горелки для повышения эффективности и способствует стабильному перемещению проволоки с более высокой скоростью наплавки для идеальной целостности соединения. Этого легко добиться с помощью надежных сварочных горелок, таких как Miller’s Hercules, которые могут предварительно нагревать присадочные металлы специального состава с металлическим сердечником, предназначенные для совместной работы при выполнении тяжелых производственных задач.

Помимо максимального повышения производительности за счет сочетания отборной проволоки с инновационными формами волны источника питания, производители также добавляют простоту в общий процесс. Например, двухпроволочный процесс HyperFill от Lincoln Electric позволяет операторам с большей легкостью выполнять большие сварные швы на более высоких скоростях. Этот метод MIG-сварки использует две проволоки меньшего диаметра для получения большей сварочной капли и конуса дуги, создавая большую сварочную лужу, которую легче контролировать. Благодаря использованию только одного источника питания, питателя, направляющей горелки и контактного наконечника со знакомым подвесным интерфейсом робота, этот многообещающий метод предоставляет потенциал для увеличения полезной скорости наплавки до 50 процентов по сравнению с традиционными процессами с одной проволокой.

Технология тяжелых позиционеров

Независимо от размера детали, получение высококачественных сварных швов зависит от позиционирования детали и доступа к сварному шву. Обеспечивая необходимую стабильность и вращение, позиционеры большой грузоподъемности помогают оптимизировать эти аспекты, а также время цикла и количество сваренных сантиметров в минуту.

Передняя бабка/задняя бабка: В то время как одноосевые позиционеры могут быть установлены в качестве передней бабки на полу или на столе для сварки простых и мелких деталей, производители часто комбинируют переднюю бабку с задней бабкой для поддержки длинных пролетов деталей или размещения периферийных сварочных инструментов. Из-за своей способности свободно вращаться и выдерживать большие и тяжелые нагрузки задняя бабка особенно привлекательна для производителей, которые хотят сваривать детали длиной до 7 м, такие как фермы башен, детали прицепов или сельскохозяйственное оборудование.

В последнее время производители переходят от традиционных систем с жестким креплением к масштабируемым системам крепления, чтобы обеспечить еще большую гибкость в цехе. Традиционно выравнивание передней и задней бабки достигается на общем основании с помощью лазерной точной процедуры выравнивания, поскольку несоосность передней/задней бабки или передней/задней бабке может привести к значительному повреждению детали и инструмента.

Также может произойти существенное сокращение срока службы позиционера. Чтобы избежать этого, лица, принимающие решения, внедряют инновационную систему крепления приспособлений под названием MotoMount, которая позволяет прикреплять переднюю и заднюю бабки непосредственно к полу. Совместимые подшипники, как на передней, так и на задней бабке обеспечивают две степени свободы, снижая нагрузку на позиционер и последующую оснастку, а также повышая общую повторяемость.

Колесо обозрения (3-х осевой позиционер): Идеально подходит для средних и крупных деталей длиной от 2 м до 5 м. Эта двухпозиционная конструкция позиционера позволяет идеально программировать высоту робота и быстро, но удобно загружать и выгружать тяжелые детали с помощью инструментов во время работы робота. Две передние и задние бабки облегчают эту задачу, оптимизируя качество сварки и скорость сварки в сантиметрах в минуту.

При необходимости тяжелые отливки по обеим сторонам позиционера обеспечивают достаточно места и прочности для установки дополнительных роботов для обработки очень больших трубчатых или прямоугольных сварных деталей. Высокоэффективные позиционеры вида колеса обозрения являются привлекательным и компактным вариантом для производителей, которые заинтересованы в измерении стоимости производства на квадратный метр при оптимизации времени цикла.

L-образный позиционер (2-х осевой): Двухосевые позиционеры L-типа обычно обеспечивают 180 градусов свободы по оси наклона и 360 градусов по оси вращения, а некоторые варианты обеспечивают 360 градусов свободы по обеим осям. Обладая огромными возможностями, этот вариант хорошо подходит для манипулирования тяжелыми деталями, такими как рамы строительной техники, в ограниченном пространстве.

Падающий центр (2-х осевой с задней бабкой): Обеспечивая большую грузоподъемность, чем одностоечный L-образный позиционер, позиционер с падающим центром позволяет сваривать очень тяжелые детали, требующие сложных манипуляций во время сварочного цикла. Добавляя дополнительную ось к позиционеру бабки/хвостовика, эта 2-осевая конструкция позволяет позиционировать деталь для сварки выставляя разделку в горизонт.

Идеально подходит для больших, контурных деталей, скоординированное движение всех автоматизированных компонентов обычно достигается с помощью контроллера робота. Например, в сварочных роботах Yaskawa серии AR используется контроллер YRC1000, который обеспечивает управление несколькими роботами с координацией движения между устройствами для восьми роботов и нескольких позиционеров, позволяя плавно управлять конфигурацией с одного пульта управления.

Для совместных приложений коботы в настоящее время не предлагают совместимость с внешними осями для позиционирования деталей PFL, поэтому задачи, требующие использования конкретных позиционеров для координированного движения, должны быть защищены с помощью ограждений, световых завес или других средств.

Передовые технологии

Чтобы визуально подтвердить конфигурацию роботизированной рабочей ячейки и протестировать ее на предмет досягаемости и времени цикла с движением, прежде чем она будет установлена в цехе, настоятельно рекомендуется использовать программное обеспечение для оффлайн программирования (OLP) из виртуальной среды на базе ПК. Предлагая ключевые функции, такие как обнаружение столкновений, планирование пути, отслеживание конвейера CAM платформы OLP обеспечивают довольно точное трехмерное представление, которое наглядно демонстрирует, как робот будет двигаться по запрограммированному пути.

В целом, гибкость, обеспечиваемая программным обеспечением OLP, предлагает множество преимуществ и позволяет выполнять большее количество заданий с простым переходом от одного задания к другому. OLP позволяет программировать подробные задания с меньшим временем простоя робота. Точно так же более крупные компании с несколькими офисами или рабочими ячейками могут сократить время программирования и уменьшить несоответствия, распределяя запрограммированное задание из центрального контролируемого источника.

Другие эффективные варианты тяжелого производства также продолжают развиваться и расти.

• Общие пользовательские интерфейсы. Как для промышленных, так и для коботов простые в использовании приложения, такие как универсальный интерфейс Weldcom, позволяют более широко использовать роботов. Эти общие пользовательские интерфейсы позволяют в полной мере использовать расширенные возможности цифровых сварочных источников питания любой марки для задач дуговой сварки, а также позволяют настраивать все параметры сварки и специальные функции непосредственно с пульта обучения.

• Отслеживание шва по дуге. Идеально подходит для больших сварных деталей с длинными или криволинейными швами, а также с некоторыми отклонениями от детали к детали, система отслеживания швов через дугу, такая как ComArc, позволяет роботу отслеживать положение сварки в режиме реального времени после того, как дуга установлена. Этот простой метод измеряет характеристики дуги , чтобы определить различия между заданным путем робота и желаемым путем. Интуитивно понятное программное обеспечение компенсирует неточности деталей или зажимных приспособлений, обеспечивая максимальное качество сварки и производительность.

• Компьютерное зрение с машинным обучением. При роботизированной сварке более тяжелых деталей совместное использование датчиков и программного обеспечения с техническим зрением помогает определить форму детали и расположение сварных швов. Решения по машинному обучению, например предлагаемые компанией Path Robotics, особенно выгодны, поскольку многие из них совместимы с процессом многопроходной сварки, который часто требуется для более тяжелых деталей.

Легко адаптируемая для различных геометрий и конфигураций сварных соединений различных деталей, технология Path Robotic независимо распознает, что можно сваривать, прежде чем точно определить, как сваривать. Он также обеспечивает анализ обеспечения качества и производительности. Подобные решения, которые часто используются для изготовления специальных автомобильных компонентов, дополняют переход отрасли к программированию без кода для многокомпонентного мелкосерийного производства.

Высокопроизводительные, но более доступные роботы с интуитивно понятными функциями будут и впредь давать производителям возможность совершить прорыв в робототехнике. Более того, правильное сочетание роботов и передовых технологий может значительно улучшить сварочные операции для очень крупных деталей. Лица, принимающие решения, желающие облегчить тяжелое производство с помощью роботизированной автоматизации, должны обратиться к знающему поставщику роботов или системному интегратору, чтобы получить полезную информацию о том, как успешно пройти путь к быстрой окупаемости инвестиций.

 

ПОЛУЧИТЬ КОНСУЛЬТАЦИЮ  с.т.: +7-922-035-55-11 Владимир (звонок, WhatsUp, Telegram)

e-mail: info@mirrobotics.ru

 

• Tweet