Введение в робототехнику для лазерной сварки

По мере усложнения производимых компонентов возрастает потребность в точных решениях для сборки. Эта проблема усугубляется тем, что в производстве пластмассовых изделий изготавливаются все более сложные детали. Лазерная сварка предлагает решение этих проблем. Лазерная сварка также упрощает сварку сложных материалов, таких как медь и алюминий. Сварка таких материалов широко распространена в производстве аккумуляторных систем. Некоторые предприятия используют лазерную сварку для ручной сварки. Однако производители часто автоматизируют этот процесс из-за высоких требований к точности.
Отрасли, использующие робототехнику для лазерной сварки

Роботы для лазерной сварки представляют собой нишевое применение в производстве. Лишь немногие отрасли нуждаются в уникальных характеристиках и преимуществах лазерной сварки. Однако для таких отраслей доступ к автоматизированной лазерной сварке жизненно важен. Примеры включают:

1. Автомобильная промышленность
2. Аэрокосмическая отрасль
4. Электроника
5. Здравоохранение
6. Металлы
7. Пластмассы

Роботизированная сварочная ячейка представляет собой сложную комбинацию различных подсистем. Поначалу отслеживание необходимых компонентов может показаться сложной задачей. Поэтому давайте разберем эту систему на составляющие:

Робот

Сварочный робот является центральным компонентом сварочного цеха. Здесь под роботом подразумеваются его механика и система управления. Независимо от типа, робот отвечает за выполнение сварки. Этот компонент перемещает и непосредственно управляет лазером. Выбор робота должен в первую очередь определяться требованиями к применению. Модели роботов имеют различные конструктивные характеристики. При выборе робота следует учитывать такие параметры, как дальность действия, грузоподъемность, скорость и точность. Требования к применению потребуют определенных характеристик производительности, которые сузят круг подходящих для вашего проекта роботов. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые варианты выбора роботов.

Лазер

Лазерная система отвечает за формирование сварочного луча. Лазер включает в себя головку и генератор/усилитель мощности, иногда являющийся отдельным компонентом. Материал и требования к свариваемому материалу помогают определить необходимый тип лазера. Важно понимать, какой лазер лучше всего подходит для вашей сварочной работы.

Охлаждение

Большинству типов лазеров для работы необходима система охлаждения. Лазеры выделяют огромное количество тепла. Следовательно, это тепло может повредить внутренние компоненты. Системы охлаждения поддерживают температуру лазера в рабочем диапазоне. Поэтому системы охлаждения лазеров часто являются частью общего лазерного комплекса.

Часть презентации

Следует продумать способ подачи детали роботу для сварки. В этой области для систем лазерной сварки часто доступно больше вариантов. Это связано с тем, что процесс сварки оказывает минимальное физическое воздействие на деталь. К распространенным вариантам относятся:

1. Конвейеры
2. Джиги
3. Проигрыватели виниловых пластинок
4. Зажимы
5. Другие роботы

Системы датчиков/мониторинга

Такая высокотехнологичная система поставляется в комплекте с измерительным оборудованием. Датчики температуры и средства безопасности являются стандартными элементами сварочных ячеек. Кроме того, нередко используются системы слежения за лучом и швом. Поставщики часто комплектуют сварочные установки системами машинного зрения. Эти системы могут обеспечивать множество функций. В зависимости от области применения вам могут потребоваться различные функции. Типичные области применения включают:

1. Контроль качества/инспекция
2. Безопасность
3. Тепловой мониторинг

Безопасность

Лазерная сварка — опасная для людей процедура. Следовательно, крайне важно внедрить меры безопасности для защиты сотрудников. К мерам по снижению рисков обычно относятся:

1. Защитное ограждение/защитный кожух
2. Световые шторы
3. Сканеры безопасности
4. Системы блокировки/маркировки
5. Переключатель с живым человеком

Типы роботов для лазерной сварки, используемые сегодня.

На рынке лазерной сварки монополию занимают несколько типов роботов. Эти роботы обладают функциональностью, необходимой для автоматизации процесса лазерной сварки. Однако между ними существуют существенные различия. Понимание этих различий поможет вам выбрать наиболее подходящий вариант для вашей задачи.
Шестиосевые роботы

Шестиосевые роботы предлагают отличное сочетание скорости, дальности действия, грузоподъемности и вылета стрелы. Эти роботы могут использоваться в подавляющем большинстве задач лазерной сварки. Они превосходно справляются со сваркой деталей малого и среднего размера. Их превосходный диапазон движений позволяет им сваривать сложные геометрические формы деталей.

Однако недостатки шестиосевых роботов могут ограничивать их совместимость с более крупными задачами. Например, их радиус действия ограничен одним-двумя метрами. К сожалению, это справедливо даже для самых больших роботов. Тем не менее, производители могут уменьшить этот недостаток с помощью RTU (Robot Transfer Unit). Блок перемещения робота (RTU) расширяет радиус действия шестиосевого робота. Однако это дорогостоящее оборудование. Кроме того, интеграция RTU требует дополнительных затрат и учета дополнительных факторов.

Кроме того, у роботов будет верхний предел грузоподъемности. Это ограничивает их способность справляться с огромными лазерами, необходимыми для выполнения некоторых задач. К сожалению, это ограничение невозможно преодолеть без более надежного или другого типа робота.

Портальные роботы

Портальные роботы обеспечивают практически неограниченные возможности для лазерной сварки. Поставщики могут конфигурировать портальные роботы для выполнения самых масштабных задач. Кроме того, их превосходная механическая жесткость позволяет им перемещать самые большие лазеры. Более того, их простая конструкция позволяет портальным роботам достигать непревзойденного уровня точности.

Эти преимущества не обходятся без недостатков. Портальные роботы ограничены в своих возможностях по перемещению сложных деталей. Шестиосевые роботы лучше подходят для задач, требующих высокой точности. Их многосуставная конструкция позволяет им преуспевать в таких областях применения.

Типы поставщиков роботов для лазерной сварки

Теперь вы понимаете основы работы роботизированных лазерных сварочных аппаратов. Ваш следующий шаг, скорее всего, будет заключаться в поиске потенциальных поставщиков. На рынке роботизированной сварки представлено множество вариантов. Давайте рассмотрим некоторые распространенные типы поставщиков. Такая ясность позволит вам классифицировать поставщиков в ходе вашего исследования. В конечном итоге, понимание того, какой поставщик подходит именно вам, может сделать процесс интеграции более плавным.

Производители роботов

Производители роботов проектируют, создают и продают роботов. Большинство производителей охватывают широкий спектр применений и отраслей. Некоторые даже имеют уникальные модели, оптимизированные для сварки. Преимущества покупки напрямую у производителя включают:

1. Прямой доступ к лучшей инженерной поддержке.
2. Предварительно настроенные параметры
3. Инженерные решения
4. Лучший доступ к обучению
5. Отлично подходит для стандартных применений.

Интеграторы

Интеграторы — это сторонние поставщики решений. Как правило, они являются официальными партнерами как минимум одного производителя роботов. Интеграторы обычно имеют широкий доступ к другим видам оборудования, смежным с роботизированной системой. Преимущества работы с интеграторами включают:

1. Зачастую предоставляют наилучшую местную поддержку.
2. Высокая гибкость для создания индивидуальных решений.
3. Обычно предлагают разнообразные услуги, выходящие за рамки робототехники.

Поставщики системных решений (OEM)

Поставщики системных решений предлагают готовые роботизированные комплекты. Эти предварительно сконфигурированные системы разработаны специально для конкретного применения. Часто существуют различные варианты этих комплектов, позволяющие удовлетворить широкий спектр требований. Преимущества работы с такими поставщиками включают:

1. Общая экономическая эффективность
2. Обычно создаются с уникальными особенностями.
3. Простота использования
4. Совместимость с другими системами (индустрия 4.0)
5. Быстрая интеграция
6. Обучение работе с системой

Лазерная сварка — одно из самых высокотехнологичных применений в современной сварке, и автоматизация помогает производителям еще больше повысить производительность этого процесса.
Лазерная сварка, как узкоспециализированная область в рамках более широкой сварочной отрасли, может вызывать определенные вопросы, особенно в отношении автоматизации этого процесса. Понимание поставщиков и компонентов роботизированной системы лазерной сварки имеет решающее значение для начала автоматизации. Знание этих фактов жизненно важно для успешной автоматизации данной задачи. В этой статье будут рассмотрены вышеуказанные темы, чтобы дать вам уверенность в создании вашей первой роботизированной ячейки для лазерной сварки.