Cum alegi un robot de sudura? Opt tipuri de nevoi explicate simultan.

Materiale diferite, grosimi ale plăcilor, dimensiuni ale lotului și structuri ale piesei de prelucrat impun cerințe complet diferite pentru o soluție de sudare robotizată. Acest articol analizează scenarii tipice, cum ar fi sudarea în foaie subțire cu intrare scăzută de căldură, sudarea cu aliaj de aluminiu, sudarea în mai multe straturi a plăcilor de grosime medie, urmărirea cusăturii, coordonarea pe mai multe axe, sudura pe bază de viziune{8}{9} sudare. Acesta revizuiește produsele și capacitățile de proces de robot de sudură pentru a ajuta producătorii să treacă de la „provocarea sudării” la o soluție de automatizare-mai potrivită. Când cumpărați un robot de sudură, nu comparați numai specificațiile robotului. Evaluați întreaga capacitate de sudare formată din robot, sursă de energie de sudare, proces, detectarea cusăturilor, axe externe și baza de date de experți.

„Ce fel de robot de sudură se potrivește piesei noastre de prelucrat?” Aceasta este una dintre întrebările pe care producătorii le pun cel mai des atunci când se pregătesc pentru automatizarea sudării.

Dar oricine a condus de fapt un proiect de sudare robotizată știe că răspunsul nu poate fi găsit doar privind „câtă sarcină utilă are robotul sau cât de lung are brațul său”.

Chiar și printre roboții de sudare, tabla de 0,5 mm și placa de 50 mm necesită două abordări tehnice complet diferite. Piesele de prelucrat standardizate și structurile ne-loturi mici-loturi mici impun cerințe diferite asupra unui sistem de automatizare. Oțelul carbon, oțelul inoxidabil, tabla galvanizată și aliajul de aluminiu diferă, de asemenea, semnificativ în ceea ce privește aportul de căldură, transferul picăturilor, stropii, adâncimea de penetrare și controlul distorsiunii.

Deci, atunci când o companie cumpără un robot de sudură, ceea ce trebuie să aleagă cu adevărat nu este un singur robot, ci o soluție completă de sudură alcătuită din robotul în sine, sursa de putere de sudare, procesul de sudare, detectarea cusăturilor, axe externe și sistemul software.

Deci, cum ar trebui să alegeți pentru diferite scenarii de producție?

Aceasta este una dintre cele mai frecvente probleme în hardware, piese auto, tablă și fabricarea oțelului inoxidabil.

Conflictul central în sudarea-foilor subțiri este că trebuie să vă asigurați siguranța de sudură, fără a lăsa aportul excesiv de căldură să provoace ardere-, înclinare, deformare sau stropire puternică.

Abordarea tradițională este reducerea curentului și a vitezei de deplasare, dar acest lucru poate duce la o eficiență mai scăzută a sudării, la porniri instabile ale arcului sau la formarea slabă a cordonului.

Pentru aceste scenarii, CRP oferă în prezent două tipuri principale de soluții.

Primul tip este seria Pro și Nynhan, care utilizează controlul integrat între robot și sursa de energie de sudare pentru a îmbunătăți capacitatea de sudare a tablei-scăzute și subțiri-de stropire.

De exemplu, noua-generație din seria Pro a fost actualizată pentru procesele de-foi subțiri și oferă un proces de polaritate dreptă-de foi ultra-subțiri de 0,6 mm.

Seria Nynhan se concentrează pe stropire ultra-scăzută, programare rapidă, design integrat și mișcare-de mare viteză. Sursa sa de putere de sudare corespunzătoare folosește controlul de frecvență înaltă de 100 kHz-și menține un control bun al stropilor chiar și la 200 A. De asemenea, acceptă procese de-foi subțiri, impuls-de arc scurt și sudare cu fir-flux.

Al doilea tip este soluțiile de sudare cu arc rece / tip CMT-cu aport redus de-căldură-, pentru aplicații cu cerințe mai mari pe tablă subțire.

Sudarea cu arc rece de la CRP folosește o torță de alimentare-sârmă servo pentru a controla retragerea firului la frecvență înaltă. Combinând controlul fizic și electromagnetic, acesta realizează un transfer mai blând al picăturilor și, prin urmare, scade aportul general de căldură. Tehnologia oferă aproape-zero stropire, aport de căldură scăzut, lungime stabilă a arcului, capacitate puternică de întreținere-de punte și sudură-înaltă.

Da, dar limitele procesului diferă de la material la material.

Roboții de sudare cu arc rece de la CRP acoperă acumoțel carbon, oțel inoxidabil, tablă zincată, aluminiu și cupru, printre alte materiale. Intervalele tipice aplicabile sunt: ​​oțel carbon aproximativ 0,5–5 mm, oțel inoxidabil aproximativ 1,0–5 mm, tablă galvanizată aproximativ 0,5–5 mm, cupru 1–5 mm și aluminiu aproximativ 1 mm și mai mult.

În testele de proces, sudarea cu arc rece a realizat sudarea cap la cap a unei foi de oțel carbon ultra-de 0,5 mm. În cazuri speciale s-a mers mai departe, sudând tablă de oțel carbon ultra-subțire de 0,4 mm, iar sudura a fost verificată sub două gaze de protecție: 80% Ar + 20% CO₂ și 100% CO₂. În comparație cu sudarea obișnuită cu gaz-protejat, sudarea cu arc rece reduce aportul de căldură cu aproximativ 20%, ceea ce reduce efectiv deformarea sudurii.

Pentru tabla zincată, aportul scăzut de căldură este la fel de important.Acoperirea cu zinc se arde cu ușurință la căldură mare, ceea ce poate crește, de asemenea, porozitatea și stropii. În testele cu arc rece ale CRP, în comparație cu procesele convenționale cu stropire redusă-, unele scenarii de testare a tablei galvanizate au arătat o porozitate redusă cu mai mult de 20%, stropire redusă cu mai mult de 10% și adâncimea de penetrare a crescut cu mai mult de 30%.

Sudarea aluminiului a fost întotdeauna un scenariu care testează capacitatea de proces a unui robot de sudare.

Motivele merg dincolo de conducerea rapidă a căldurii a aliajului de aluminiu. Acestea includ, de asemenea, stabilitatea alimentării firului-, pornirea arcului, controlul picăturilor, formarea granulelor și filmul de oxid. Prin urmare, sudarea aluminiului nu poate fi înțeleasă ca pur și simplu „schimbarea într-o bobină de sârmă de aluminiu”.

Soluția de sudare cu arc rece de la CRP utilizează un servomotor push-pull al sârmei cu control al lungimii arcului, astfel încât mișcarea firului și starea arcului să fie coordonate mai precis. A dezvoltat o varietate de procese de sudare a aluminiului și poate produce sferturi de sudură-pește.

Pentru clienți, două întrebări contează cel mai mult: dacă sistemul de alimentare-sârmă poate gestiona firul în mod stabil și dacă există parametri maturi de proces care pot fi apelați direct pentru diferite grosimi ale plăcilor, tipuri de îmbinări și cerințe de aspect de sudură.

Dacă aportul de căldură este cea mai grea problemă în -sudura cu foi subțiri, atunci pentru plăcile cu grosime medie-cele mai grele probleme sunt penetrarea, fuziunea, stabilitatea și consistența pe mai multe straturi și treceri.

Mașinile de construcții, mașinile agricole, structurile din oțel și echipamentele mari implică adeseaCanelura V-, K- și J-articulațiilor. Cu cât placa este mai groasă, cu atât trebuie umplute mai multe treceri de sudură și cu atât sunt mai mari cerințele privind planificarea traseului robotului, secvența de sudare și gestionarea parametrilor.

Unul dintre obiectivele de poziționare ale seriei CRP RH este aplicațiile cu plăci cu grosime medie-și extinse cu mai multe axe, cu suport pentru găsirea cusăturilor, urmărirea arcului, sudarea cu mai multe straturi, cu mai multe treceri și coordonarea-axelor externe.

Mai important,CRP nu este doar rezolvarea „poate un robot să sude o placă groasă?” Creează o bază de date expertă pentru plăci cu grosime medie-.

În utilizarea efectivă, operatorii pot introduce informații precum grosimea plăcii, firul, gazul de protecție, tipul canelurii și dimensiunea piciorului și pot cere sistemului să genereze setul corespunzător de parametri de trecere multi-multi-strat. După generare, acesta poate fi revizuit, modificat și salvat înapoi, astfel încât același tip de sudură să poată fi apelat în mod repetat.

Acest lucru transformă treptat procesul de sudare din „dependent de experiența personală” într-un „activ de date replicabil”.

În domeniul plăcilor ultra-groase, CRP a efectuat, de asemenea, o explorare destul de sistematică a procesului. În condiții de sudare cu CO₂ și gaz mixt-, a efectuat cercetări privind sudarea automată cu mai multe straturi, cu mai multe treceri, a plăcilor ultra-de 10–100 mm, cu o varietate de forme de caneluri, care acoperă caneluri V{{{-, K- și J-.

Aceasta este o problemă care trebuie rezolvată odată ce sudarea robotizată trece din laborator într-o fabrică reală.

Oricât de mare este precizia de repetare a poziționării unui robot, aceasta garantează doar că „robotul repetă calea predată”. Dar sudura reală nu este întotdeauna în aceeași poziție.

Erorile de tăiere a plăcilor, erorile de fixare, deviația canelurii, erorile cumulate din procesele din amonte și distorsiunea termică pot face ca sudura reală să se abate de la calea teoretică.

Așa că și robotul trebuie să „simte”. Soluțiile actuale de sudare ale CRP formează deja o combinație de tehnologii:detectarea atingerii, urmărirea arcului, urmărirea cu laser, viziunea și coordonarea cu mai multe-axe.

Detectarea atingerii se potrivește să găsească poziția reală de sudare înainte de sudare; Urmărirea arcului corectează dinamic traseul în timpul sudării pe baza semnalului arcului.

Sistemul de urmărire a arcului CRP poate urmări stabil la un curent de aproximativ 120 A și o lățime de țesătură de aproximativ 1 mm și corectează automat traseul de sudare.

Urmărirea cu laser scanează profilul canelurii în timp real cu un senzor laser și corectează dinamic poziția și traseul torței, oferind o mai bună adaptabilitate la goluri și dezaliniere.

De asemenea, CRP poate construi o stație de lucru digitală dintr-un model 3D, poate utiliza baza de date expert pentru a se potrivi cu procesul și poate corecta calea în timp real prin urmărirea arcului de proces.

În mașinile de construcții, structurile din oțel, mașinile agricole și producția de echipamente mari, un robot cu șase-axe nu este adesea suficient.

O piesă mare de prelucrat se poate întinde pe câțiva metri, astfel încât robotul trebuie să acopere o zonă de lucru mai mare, menținând în același timp sudura într-o poziție favorabilă de sudare. Acest lucru necesită ca robotul să lucreze împreună cu axe externe, cum ar fi o cale la sol și un poziționator.

Un singur robot suportă până la6+6, un total de 12 axe, extindereși acceptă combinații precum șine liniare și poziționare cu două-axe.

De exemplu, un proiect de mașini agricole a folosit deja coordonarea pe 11-axe: un robot cu 6-axe + 3 mecanisme cu axe externe{-+ un poziționator cu 2-axe, combinat cu senzorul de atingere, urmărirea arcului și funcțiile multi-strat cu mai multe treceri pentru a finaliza sudarea complexă a plăcilor cu grosime medie.

Valoarea unui astfel de sistem nu este doar că „robotul poate ajunge mai departe”. Poziționerul schimbă în mod activ poziția piesei de prelucrat, transformând unele poziții de sudare verticale și deasupra capului în posturi de sudare mai favorabile, ceea ce ajută la îmbunătățirea stabilității calității.

În trecut, multe companii credeau că sudarea robotizată se potrivește pieselor standard de-volum mari, cum ar fi cele din fabricile de automobile, în timp ce sudarea manuală este mai flexibilă pentru piese ne-de loturi mici-loturi mici.

Acea judecată se schimbă. CRP are în prezent două căi tehnice pentru a rezolva acest lucru.

O cale este robotul de sudură colaborativă.Modelele de sudare colaborativă ale CRP includ în prezentRC09-05-W, RC13-10-W și RC18-05-W.

Cea mai mare valoare a sudurii în colaborare nu este doar faptul că robotul este mai ușor și mai flexibil. Face programarea sudurii și schimbarea mai simplă, reducând dependența companiilor de programatori de roboți specializați.

Operatorii pot trage robotul direct în apropierea punctului țintă, apoi pot-reglați fin în șase direcții (sus/jos, stânga/dreapta, înainte/înapoi) folosind un joystick de pe efectorul final și pot înregistra puncte, linii, arcuri, comenzi de sudură și țesut direct la efectorul final.

Sudarea colaborativă CRP acceptă, de asemenea, funcții software de sudare, cum ar fi țeserea, trecerea cu mai multe straturi, găsirea cusăturilor și urmărirea arcului și oferă detectarea coliziunilor, UPS și compensare gravitațională.

Pentru implementare, roboții de sudură colaborativă CRP acceptă mai multe forme, inclusiv un cărucior mobil, o bază magnetică și extensie de axă externă-. Căruciorul mobil a fost repetat la a doua generație și este mai potrivit pentru etajele de producție reale; baza magnetică standard se potrivește CRP-RC09-05-W și CRP-RC13-10-W. Pentru proiectele care necesită o rază de lucru mai mare sau un poziționator adăugat, roboții colaborativi se pot extinde, de asemenea, până la 5 axe externe.

Aceasta devine deja o direcție importantă pentru următoarea etapă a automatizării sudurii.

CRP a dezvoltat acum mai multe soluții inteligente de sudare bazate pe viziune și modele.

De exemplu, pentru piese structurale de-loturi mici, de mai multe-variete, sistemul poate scana piesa de prelucrat și o poate modela-inversa, fără a avea nevoie de desene în prealabil. Suportă mai mult de 10 forme structurale, cum ar fi grinzile H-, și generează automat căile de sudare corespunzătoare.

Pentru cusăturile inelelor interioare și exterioare ale fitingurilor pentru țevi,un sistem de învățare-gratuit de viziune poate scana sudarea, o poate modela-inversa și poate genera automat programul de sudare, coordonând în același timp cu axele externe și planificarea unghiurilor de poziționare.

În scenariile de turnuri din oțel de transmisie a puterii, soluția CRP poate folosi și un nor de puncte laser de linie pentru a identifica sudarea, sudând automat turnuri de țevi de oțel cu diametrul de 600–2000 mm și potrivește automat procesele de sudare din baza de date cu parametrii experți cu mai multe straturi.

În plus, în scenariile standard de tablă-tub din oțel inoxidabil, cum ar fi cazane și schimbătoare de căldură, sudarea automată poate fi finalizată printr-o combinație de desene CAD, viziune 3D, o lanternă TIG dedicată și urmărirea arcului.

Nu neapărat. Viteza de sudare trebuie să fie construită pe o calitate stabilă a sudurii.

În special în sudarea cu table subțiri-, dacă urmăriți viteza și ajungeți la întreruperi de arc, decupări, porozitate sau formare slabă de sferă, costul de reprelucrare poate ajunge mai mare.

O caracteristică a tehnologiei CRP cu arc rece este aceeacorectează lungimea arcului printr-un control continuu în-buclă închisă, menținând arcul stabil chiar și atunci când viteza de sudare și stick-sârmă se schimbă.

În unele teste de proces, în comparație cu-sudarea cu stropire redusă, viteza de sudare cu arc rececrescut cu 10%-20% sau mai mult, șicu mai mult de 50%în condiții de-curenți mari,-înalte viteze de sudare.

Pentru că robotul rezolvă doar „cum se mișcă”. Ceea ce determină cu adevărat calitatea sudurii include șisursa de energie de sudare, sistemul de alimentare-sârmă, algoritmul de control și procesul de sudare.

Luați Nynhan ca exemplu: robotul și sudorul folosesc control integrat, astfel încât parametrii sudorului pot fi setați și salvați direct pe dispozitivul de predare al robotului, iar parametrii simplificați reduc dificultatea operatorilor în ajustarea procesului.

Soluția cu arc rece merge un pas mai departe, proiectând robotul, pistolul de alimentare cu fir servo-, sudorul și algoritmul de control ca un sistem complet.

De exemplu, în controlul lungimii arcului, sistemul monitorizează lungimea retragerii firului în timp real și ajustează viteza de alimentare a firului prin controlul în buclă închisă-. Acest lucru menține stabile curentul și lungimea arcului atunci când se schimbă-lipirea, producând adâncime de penetrare constantă și formare de sudură.

Acest lucru indică, de asemenea, un principiu critic de selecție: un robot industrial poate fi un dispozitiv de uz general-, dar un robot de sudură nu poate avea doar capacitate de mișcare-generală. Pentru clienții de sudare, ceea ce contează mai mult este cât de multă experiență reală în procesul de sudare a acumulat producătorul.

„Fola noastră este prea subțire, sudarea manuală arde cu ușurință, iar după aceea avem nevoie de șlefuire grea și de corectare a formei.” Pentru acest tip de client, primul lucru de care trebuie să vă uitați este capacitatea de a controla aportul de căldură și transferul picăturilor, nu doar precizia robotului.

Odată ce te-ai gândit la aceste condiții, vei descoperi că astăzi „a face robotul să se miște pe o cale predată” nu mai este cea mai grea problemă. Adevăratele dificultăți sunt: ​​cum se controlează aportul de căldură pe foaie subțire; cum să obțineți o penetrare stabilă pe placa de grosime medie-; cum să finalizați sudarea multi-strat multi-pasare pe placă de 50 mm sau 100 mm grosime; cum să găsiți sudura atunci când piesa de prelucrat deviază; cum să se realizeze coordonarea multi-axelor pe structuri mari; cum să scazi costurile de programare pentru loturi mici și multe variante; cum să garantezi calitatea sudurii pe materiale speciale, cum ar fi aliajul de aluminiu și tabla zincată; și cum să transformi anii de experiență acumulați ai sudorilor excelenți în parametri de proces replicabili și baze de date experți.

De la sudarea-scăzută, de-performanță înaltă a Pro și Nynhan, până la placa cu grosime medie-și coordonarea pe mai multe axe a seriei RH; de la aportul scăzut de căldură al sudării cu arc rece/CMT, până la implementarea flexibilă a sudării colaborative; și la viziune-învățare-funcționare gratuită, coordonare-axelor externe și baze de date experți, CRP integrează treptat controlul roboților, sursele de energie de sudare, procesele de sudare și detectarea inteligentă într-un sistem complet de tehnologie de sudare.

Pentru producători, atunci când aleg un robot de sudură, în loc să întrebați doar „Cât costă acest robot?”, este mai bine să întrebați mai întâi „Unde exact este greu de sudat piesa mea de lucru?” Ceea ce determină în cele din urmă calitatea, costul și eficiența nu este doar robotul, ci întregul sistem tehnologic din spatele acestuia: sursa de putere de sudare, procesul, senzorii și software-ul inteligent. Și aceasta este cheia pentru a trece automatizarea sudurii de la „roboții care înlocuiesc forța de muncă” la „inteligența procesului”.