Промышленные роботы для сварки | ООО «Техновелд»

Роботизированная сварка на основе техники kuka

Лидирующие позиции в разработке роботизированных сварочных комплексов принадлежат сегодня компании Kuka. Так, именно под этой маркой выпускаются абсолютные специалисты в области электродуговой сварки в среде защитного газа – роботы серии HW (Hollow Wrist, что означает «полая кисть»).

Имея грузоподъёмность до 16 кг и радиус действия до 2021 мм, они с успехом выполняют сварку даже труднодоступных соединений. Благодаря наличию шестой оси с возможностью бесконечного вращения, исключаются временные затраты на возврат в начальное положение, и время обработки детали сокращается.

Предлагаем посмотреть, как происходит роботизированная сварка круговых швов при помощи робота Kuka:

По всем вопросам, касающимся нашего оборудования, специфике его работы, стоимости, а так же любым другим вопросам, обращайтесь к нашим специалистам

Так же Вы можете связаться напрямую с интересующим Вас специалистом, посмотрев его контакты в разделе «Наши сотрудники» по ссылке

Будем рады ответить на все возникшие вопросы!

Fanuc cr-14ial

Коллаборативный робот Fanuc CR-14iA/L способен поднимать грузы весом до 14 кг и перемещать их на расстояние не более 82 см. Робот-сварщик способен работать среди людей без дополнительных ограждений или звуковых датчиков. Так как при контакте с человеком он останавливается. Это стало возможным благодаря встраиванию в конструкцию сенсорного стоп-датчика контактной безопасности.

Гибкость и небольшие габариты (296,5 ⨯ 235 мм) удлинённого корпуса позволяют роботу выполнять работы рядом со своим основанием, что особо актуально в небольших помещениях.

Программировать модель легко вручную при помощи панели управления iHMI.

Газовые

Газовая сварка легко интегрируется в роботизированные системы. Она быстро соединяет металлические материалы при помощи сварочного наконечника, который раскаляет металл до температуры 2 500–3 000 ºC.

Современные газовые роботы-сварщики имеют высокий КПД, защиту от вредных паров и высокую продуктивность работы. Это позволяет получать большие партии заготовок в короткие сроки с гарантированно высоким качеством сварного шва.

Дуговые

Методы сварки, такие как MIG, TIG, MMA, объединяют в себе обобщённое понятие дуговая сварка. Дуговые сварочные роботы образуют электрическую дугу между электродом и металлом. Она расплавляет материал заготовки на свариваемых краях. Сварной шов образуется благодаря плавлению материала вместе с расходуемым электродом.

История

Cварка с использованием роботов

Роботизированная сварка — одно из самых распространённых в настоящее время применений робототехники. Первой областью широкого применения промышленных роботов стала именно точечная контактная сварка (уже в 1969 году компания General Motors установила на автоматизированной линии для точечной контактной сварки автомобильных кузовов 26 роботов Unimate).

Использование сварочных роботов (прежде всего — в автомобильной промышленности) значительно расширилось начиная с 1980-х годов; с тех пор количество таких роботов, используемых в промышленности, и спектр областей их применения выросли многократно. В 2005 году более 120 000 роботов использовалось в североамериканской индустрии, около половины из них — для сварки.

Рост применения роботов в первую очередь ограничивался высокой стоимостью оборудования и их ограничением для высокопроизводительных приложений; однако уже в 2021 году японская корпорация FANUC представила недорогой робот для дуговой сварки, чтобы обеспечить небольших производителей экономичной роботизированной дуговой сваркой.

Роботизация сварки в последнее время быстро развивается, сваркой занято около 20 % промышленных роботов.

Какие преимущества позволяет получить использование сварочных роботов

Речь идет о большом числе преимуществ, к которым в первую очередь следует отнести:

Коллаборативный робот fanuc cr-15ia

Работа робота Fanuc CR-15iA осуществляется при помощи сенсорного датчика FANUC Force, который встроен в основание оборудования. За распознание предметов ответственны датчики: пространственный 3D FANUC и зрения Vision FANUC.

Запрограммировать роботизированное устройство можно различными способами:

• используя FANUC Teach Pendant или автономное устройство;
• применив руководство FANUC Hand Guidance, при помощи которого можно провести робота через точки движения или по определённой траектории, необходимой для выполнения задачи и записи пути.

Модель CR-15iA очень компактна, поэтому идеально подходит для погрузочно-разгрузочных работ. Максимальная грузоподъемность аппарата составляет 15 кг. По вертикали аппарат может поднять детали и ящики на высоту 2,41 м, горизонтально – вытянуться на расстояние 1,44 м.

Коллаборативный робот hanwha hcr-3a

Робот Hanwha HCR-3A подходит для выполнения задач с малым весом (не более 3 кг). При помощи данного роботизированного оборудования легко автоматизируются различные виды повторяющихся действий, таких как: проверка, сборка, полировка, складирование и паллетирование (укладка) объектов; завинчивание деталей; обслуживание станков.

В связи с большим количеством выполняемых операций робот может использоваться в различных отраслях промышленности:

• сварочное производство;
• металлургия;
• производство микросхем;
• сборка и комплектовка на складах;
• литье;
• лакокрасочное производство.

Модель изготовлена согласно стандартам безопасности, которые позволяют использовать роботизированный аппарат для совместной с человеком работы. Наличие большого количества сенсоров позволяет создать удобную рабочую среду для сотрудников, так как при обнаружении малейшего столкновения с любым объектом робот мгновенно останавливается.

Лазерные

Роботы для лазерной сварки способны создавать глубокие сварочные швы с небольшой шириной благодаря большой скорости соединения и высокому КПД. Во время сварки материал нагревается лазером до температуры плавления, луч во время движения фокусируется при помощи оптики, и создаётся сварной шов. Для защиты от окисления металла дополнительно используется инертный газ.

Чаще всего лазерная сварка применяется в автомобиле- и кораблестроении. Также она нужна для создания крупных и средних по размеру деталей.

Организация рабочего пространства

Размещение и планировка комплекса для сварки роботом требует к себе повышенного внимания. Во-первых, необходимо предусмотреть специальные буферные зоны для изделий после сварки.

Во-вторых, выбирая место для расположения сварочного комплекса, важно помнить, что стандартные требования к территории включают в себя качественный бетонный пол, толщина которого не должна быть менее 300 мм, с перепадами, не превышающими 5 мм на 1000 мм.

В-третьих, на территории расположения роботизированного сварочного комплекса желательно спроектировать подводку осушенного воздуха, а при проектировании электропитания необходимо предусмотреть использование стабилизаторов.

Особенности сварочных роботов и принцип работы

Сварочные роботы состоят из нескольких частей:

1. Блок управления. Он может быть как выносным (пульт управления), так и встроенным. При помощи электронного блока управления задаются различные параметры: координаты перемещения робота-сварщика, движение горелки по определённой траектории, определяются необходимые подготовительные действия (например, зачистка металла, обезжиривание), выставляются настройки процесса сварки (температура, вид обрабатываемого металла и т. д.).
2. Источник питания. В качестве элементов питания для электрических роботов-сварщиков могут выступать аккумуляторы (передвижные сварщики) или непосредственный источник электричества (стационарные модели). В газовых сварщиках используются баллоны с газом.
3. Преобразователь вольт-амперных характеристик.
4. Подающее устройство. Чаще всего в качестве такого устройства выступает управляемая рука-манипулятор. Она состоит из нескольких отрезков (от 3 до 6), соединённых поворотными узлами, и газовой горелки или сварочного электрода, при помощи которых производится сварка. Простые по конструкции манипуляторы способны поднимать до 25 кг веса.
5. Табло. Оно отражает выставленные характеристики, время, оставшееся до конца сварки, количество израсходованного газа или электричества и другие параметры.

Принцип работы робота-сварщика зависит от его типа и конструкции. В основном все подобные устройства имеют подвижную руку со сварочным устройством на конце. Чем больше на руке у робота узлов, тем больше операций он сможет выполнять. При наличии в конструкции оптического наводчика роботизированный аппарат может сам точно выбирать место для наложения шва.

Обычно после установки необходимых параметров и запуска машины оператор не принимает никакого участия в процессе сварки. При необходимости он может отключить машину или некоторые модели сделают это самостоятельно.

Перспектива использования роботов-сварщиков

Максимально автоматизированный процесс сварки позволит получать заготовки идеального качества в короткие сроки. При этом исключаются риски травматизма и непосредственного участия человека в процессе.

Учёные и инженеры считают оптимальным вариантом внедрение в робота-сварщика нейроинтерфейса, задействуя который, можно управлять процессом при помощи силы мысли вдали от опасного производства. Нейроинтерфейс работает по принципу электроэнцефалограммы: к человеку присоединяются датчики ЭЭГ, и в тот момент, когда он просматривает изображения сварных соединений, ПО робота распознаёт и запоминает необходимый результат.

Важно! Использование нейроинтерфейса позволит совсем не программировать робота-сварщика. Достаточно будет только силой мысли передать ему изображение. Благодаря такой технологии экономятся время и средства, затрачиваемые на программирование и написание программы для конкретного вида сварки. Вследствие этого стоимость готовой детали значительно уменьшается.

В перспективе использование сварочных роботов будет широко распространено в отраслях, в которых требуется исключение участия человека из процесса производства. Роботизированные механизмы способны проводить сварку любой сложности, а также работать при неблагоприятных для человека условиях.

Плазменные

Роботизированная плазменная сварка (PAW) похожа на технологию дуговой сварки TIG. Для неё также используется нерасходуемый вольфрам. Дополнительно в процессе сварки применяется сжатый ионизированный газ. Он проходит через медное сопло, вследствие чего достигается максимальная температура, при помощи которой можно добиться минимального поперечного сечения сварного шва. Также благодаря высоким температурам процесс сварки занимает всего несколько секунд.

Технологии плазменной сварки применяются только для сложных соединений.

Преимущества сварочных роботов

• повышение качества изделий и соединений;
• сокращение процесса бракованных изделий;
• увеличение скорости выполнения однотипных операций;
• быстрая перенастройка оборудования;
• повышение длительности работы;
• улучшение условий безопасности (отсутствие лучевого и температурного воздействия на сотрудников);
• отсутствие системы контроля (этим занимается компьютер);
• сокращение расходов (затраты на роботов значительно ниже затрат на зарплаты сотрудникам).

Применение сварочных роботов

1. Роботизированная контактная сварка

Контактная точечная сварка наиболее часто используется в области автомобильного производства. Для работы с кузовом автомобиля требуется доступ к конструкции со всех сторон. Использование коллаборативных роботов в контактной сварке имеет массу преимуществ:

• последовательность качественных сварок;
• снижение трудоемкости производства;
• сокращение срока окупаемости;
• оптимизация сварочных работ за счет использования автоматических систем;
• увеличение подвижности сварочной головки для труднодоступных мест.

Раньше в процессе контактной сварки использовались громоздкие клещи, которые не могли добраться до труднодоступных мест. Сейчас их заменили на систему пневматической смены инструмента, которая позволяет применять сразу несколько типов клещей и автоматически менять их.

Использование коллаборативных роботов обеспечивает стабильное качество сварки с каждой точки.

2. Роботизированная дуговая сварка

Дуговая сварка – это процесс, который включает в себя различные методы, среди которых – MIG, TIG, MMA и другие. В ходе работы формируется электрическая дуга, которая расплавляет металлическую заготовку на свариваемых краях. На сегодняшний момент дуговая сварка является одним из наиболее популярных и распространенных видов.

При роботизированной дуговой сварке коллаборативный робот снабжается сварочной головкой с электродом. В процессе работы электрод располагается перпендикулярно рабочей поверхности. Это возможно благодаря роботу с 5 степенями подвижности.

Использование роботов в процессе дуговых сварочных работ позволяет:

• снизить расходы на зарплату сотрудникам;
• сократить процент брака;
• планировать сроки выполнения работы;
• повысить качество выпускаемой продукции;
• вкладывать средства в собственное оборудование, а не в рабочих.

3. Роботизированная лазерная сварка

Лазерная сварка используется во многих отраслях промышленности – от ювелирной до космической. Процесс работы основан на применении высококонцентрированного луча света на небольшой площади. Область, которая попадает под лазерный луч поглощает свет и становится высокоэнергичной. Мощные потоки света вызывают разрыв атомных связей, в результате которых материал начинает плавиться.

Сварочные роботы позволяют быстро и без особого труда получить изделия с высококачественным сварным швом. Они сводят к минимуму число бракованных деталей и дают возможность отказаться от монотонного человеческого труда. Роботизированная сварка позволяет серьезно сэкономить на материалах, электроэнергии и также зарплате сотрудников.

Лазерная сварка с роботом получила свою популярность благодаря мобильности. Другие преимущества роботизированных сварочных работ:

• высокая скорость выполнения сварки (5-10 м/мин);
• автоматизация всего процесса;
• минимальное воздействие температуры на заготовки;
• снижение затрат на электроэнергию;
• снижение затрат на рабочих.

4. Роботизированная плазменная сварка

Плазменная сварка – один из самых высокопроизводительных видов сварочных работ. В процессе используют плазменную дугу – мощный и гибкий инструмент, благодаря которому достигается высокая скорость выполнения работы и качество изделий.

Максимальная производительность и качество плазменной сварки достигается, благодаря использованию автоматических систем и комплексов. Сварочный процесс достаточно быстрый, поэтому для него не подходит использование ручного труда.

Роботизированная плазменная сварка применяется для сваривания стыков кольцевых или продольных швов изделий из нержавеющей стали, алюминия и сплавов металлов. Коллаборативные роботы дают возможность осуществлять сварку без предварительной обработки материалов. Коботы позволяют обеспечить высокую производительность и качество продукции.

5. Роботизированная газовая сварка

Газовая сварка – один из наиболее распространенных видов, используемых в промышленном производстве. Он считается самым быстрым из существующих и способен легко интегрироваться в системы, оснащенные роботами.

Преимущество роботизированной газовой сварки – быстрое воздействие на металл. В процессе работы газ непрерывно подается к сварочному наконечнику. В итоге образуется пламя, которое и будет служить источником нагрева. Заготовка раскаляется до температуры 3000 градусов.

На данный момент роботизация сварки продолжается. Коллаборативные роботы стали неотъемлемой частью производственного процесса. Автоматизация сварочных работ позволяет удешевить процесс и ускорить его без ущерба для качества.

Промышленные роботы для сварки | ооо «техновелд»

Разновидности сварочных роботов

Разработаны и выпускаются роботизированные модели для сварки:

• плавящимся электродом;
• сварной проволокой;
• вольфрамовыми и графитовыми стержнями;
• контактными медесодержащими электродами (точечная сварка);
• плазмой;
• лазером.

Некоторые производители наладили выпуск гибридных модификаций. Основные различия роботов сварочных:

• длина манипулятора;
• число повторных деталей в составе «руки»;
• выполняемые функции.

Промышленных роботов для сварки выпускают многие производители:

• в Японии, марки Fanuc AM-0iA надежные;
• немецкий агрегат Kuka KR5 – оптимальный вариант соотношения цены и качества;
• оборудование OTC (Almega AII-B4) популярно на сборочных конвейерах автоконцернов;
• модель Motoman EA 1400N гибридная.

Электронные аппараты производят:

• предварительную разметку металла;
• занимаются зачисткой поверхности;
• снимают фаски под нужным углом;
• позиционируют стык с точностью до микрон;
• формируют шов по заданной траектории.

Узлы вращения обеспечивают разнонаправленное движение манипулятора и опорной платформы.

Роботизированные сварочные комплексы arcworld для дуговой сварки

Робот-рука для сварки kuka wtg 1200

Автоматический сварочный аппарат Kuka WTG 1200 оснащён технологией дуговой сварки. Общие габариты у робота компактные – 1,2 ⨯ 0,8 м. Максимальная грузоподъёмность оборудования равна 6 кг.

Высокая скорость работы системы позволила внедрить устройство на различные производства. Управление роботом очень простое, оно осуществляется при помощи пульта. Работа аппарата возможна в ручном или автоматическом режиме.

Для работников обеспечена защита от травм. Машина остаётся автоматически заблокированной и не может запуститься до тех пор, пока двери в камеру хранения материалов открыты.

Сварматик — роботизация сварочных процессов для серийного производства

Сварочные роботы – общие сведения

Сварка с использованием роботов – вид сварки, основной характеристикой которого выделяется его автоматизированность. На производстве используются специально запрограммированные сварочные роботы, призванные заменить работу людей-сварщиков.

Крупные предприятия с конвейерным производством используют такой метод сварки.

Роботы разных производителей заметно отличаются – для продвижения своего продукта крупные производители сварок внедряют функции собственного патента.

Данной отрасли производства характерен высокий уровень конкуренции, что заставляет создателей машин внедрять в проекты полезные и упрощающие производство функции.

Каждый производитель старается захватить функциональными машинами все сегменты рынка, в том числе и бюджетный. Компания Fanuc из Японии, например, известна своей моделью Am-0iA, лидер европейского сегмента Kuka – моделью KR5.

Более известные бренды вроде Panasonic имеют в своём производстве модель TA1400G2, которая активно используется на предприятиях отечественных производителей. Также отметим компанию Motoman и модель EA 1400N, о которой достаточно хорошо отзываются.

Светлые и тёмные стороны использования роботов

Достоинства:

• Один из основных плюсов роботизированной сварки– машина делает однотипную работу раз за разом и не теряет при этом в качестве, делает внушающие доверие швы и способна перенастроиться посреди выполняемого задания. Это отличает его работу от человеческой – человеку достаточно трудно заниматься монотонным однотипным трудом весь рабочий день.
• Вторым достоинством является выгода от перехода к роботизированной металлосварке. Роботы стоят достаточно дорого, но за счет высокой производительности работы они быстро окупаются. Предприятию достаточно проводить лишь техническое обслуживание машины, в отличие от сотрудника, которому необходимо выплачивать заработную плату, за которого нужно платить налоги.
• Третьим достоинством является настраиваемость машин и быстрое освоение этого оборудования оператором. Благодаря специальным алгоритмам, которые достаточно понятны для освоения, даже новичок легко сориентируется в управлении роботом. Ручная же сварка не характеризуется простотой в обучении. При роботизации сварки сварщики получают возможность переучиться и получить полномочия оператора.
• Четвертое достоинство – бесперебойная работа машин. Это неминуемо повышает продуктивность предприятия, так как сварочная машина не требует отдыха и, в отличие от человека, не имеет физиологических потребностей.

Недостатки:

1. Помимо достоинств, конечно, у этой методики металлического сваривания есть недостатки, но они блекнут на фоне достоинств. Во-первых, недостатком можно выделить дорогое оборудование. Пусть вложенные средства и окупаются на дистанции, не всякое предприятие способно сразу закупить такое количество техники, чтобы им можно было заменить всех сварщиков.
2. Во-вторых, недостатком выделяется возможность роботизации только в конвейерном типе производства. В других типах их использование менее эффективно и окупаемость будет достигнута значительно медленнее. Переобучение сварщиков в операторов по работе с сварочными роботами требует некоторого времени, что не позволяет закупить оборудование и сразу начать им пользоваться в производстве.
3. Третьим недостатком выделяется зависимость машины от правильных её настроек. Это вытекает из многих критериев: плохого обучения операторов, неважного самочувствия и т.д. Человеческий фактор всё-таки присутствует, но всё ещё крайне мал в сравнении с ручной работой.

Сфера применения полуавтоматических аппаратов

Сварка предназначена для обработки различных типов металла. Элементы могут быть как тонколистовые, так и те, которые имеют значительную толщину. С помощью устройства создаются швы большой протяженности — как прямые, так и криволинейные. Весьма распространено использование полуавтоматов при организации серийного производства деталей различного типа на предприятиях.

Устройство сварочных роботов

По своей структуре большинство сварочных роботов — это манипуляционные роботы, относящиеся к двум классам: 1) роботы последовательной структуры (с открытой кинематической цепью исполнительного механизма); 2) роботы параллельной структуры (у последних выше жёсткость конструкции, но рабочий объём меньше, а стоимость — значительно выше). Для сварки крупногабаритных конструкций (например, в судостроении) используют также мобильные сварочные роботы.

Всё более широкое распространение в промышленности получают робототехнические комплексы, включающие несколько (иногда — сотни) одновременно работающих сварочных роботов, а также роботы для выполнения вспомогательных (загрузочных и сборочных) операций.

Роботизация сварочных работ затронула несколько видов сварки, среди которых:

В простейших случаях сварочный робот сваривает детали по заданной программе; используют также технологии обучения роботов в режиме on-line (например, перед выполнением дуговой сварки электрод проводят — без включения дуги — вдоль будущего сварного шва, а получаемая информация используется в системе программного управления роботом).

В более сложных случаях робот учитывает информацию, поступающую с различных датчиков; при этом используют системы технического зрения и силомоментного очувствления, лазерные дальномеры, щупы с тензометрическими датчиками, а система управления роботом становится системой адаптивного управления.

Итоги

Интенсивное внедрение роботизированной сварки – это неминуемый процесс. В ближайшем будущем она будет использоваться не только на специализированных производствах, но и в других отраслях, где постепенно будут брать курс на исключение человеческого участия из производства. Сварочная машина способна проводить сварку любой сложности, включая сварку в защитных газах.

Рост промышленности невозможен без перехода на роботизированное производство, так как перспектива использования людского труда не приведет человечество к высокой эффективности производства.

Снижается риск ухудшения здоровья персонала, так как они не участвуют во вредных способах сварки.

Роботизация не так страшна, как кажется. С течением времени машины хоть и заменят рабочие руки, но необходимость их обслуживания так и останется важным вопросом, обосновывающим потребность в операторах с нужной квалификацией.

Любой сварщик располагает возможностью переучиться и сменить квалификацию.

Вы уже имели дело с роботизированной сваркой? Тогда ждём Ваши рассказы об этом в комментариях.

Выводы

Таким образом, можно сделать вывод, что работа роботизированных машин при сваривании изделий из металла вышла на новый, более высокий уровень. При этом огромное значение по-прежнему имеет вопрос эксплуатации газов и газовых смесей во время техпроцесса.