Особенности сварочных роботов

Особенности сварочных роботов

Сварочный робот — неотъемлемая часть крупномасштабного производства чего бы то ни было. Начиная от сварки автомобилей, заканчивая гигантскими конвейерами с многосерийными изделиями. Именно роботы способны быстро и безошибочно выполнять одни и те же операции, при этом не требуя зарплату, отпуск и перерыв на обед.

Но это далеко не единственные причины, по которым роботы превосходят классический человеческий труд. На многих производствах удается достичь запредельных масштабов выпуска продукции как раз благодаря бесперебойной работе этих современных агрегатов. В этой статье мы кратко расскажем, что из себя представляют роботы для сварки и какие существуют плюсы/минусы внедрения данного оборудования на производство.

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.

Применение роботизированных машин

Для выпуска штампованной продукции, где используется повторяющийся вид соединения, часто устанавливают сварочные роботы. Благодаря возможности программирования они способны с точностью накладывать прямые, кольцевые и круговые швы.

Дуговая сварка в этих устройствах используется и для криволинейных швов любой сложности. В отличие от механических шаблонов, по которым движется головка в других сварочных аппаратах, роботизированная сварка осуществляет движение осей и горелки по электронной схеме. Это нашло широкое применение в машиностроении и изготовлении станков.

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.

Как выглядит роботизированная сварка на практике, можно узнать, посмотрев следующее видео:

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.

Настройка роботизированного сварочного комплекса

Обычно для калибровки выделяют три последовательны этапа:

  • калибровка внешних осей движения робота-манипулятора;
  • координация движений инструмента;
  • координация окружения.

Первые два пункта калибровки являются строго обязательными, их исполнение обязательно, как правило, производится сразу же после монтажа и включения.

Термитная сварка — варочные работы, при которых используется термитный состав — порошковая смесь из алюминиевой или магниевой пудры, которая в равных пропорциях смешивается с металлической окалиной и присадочными горючими элементами металлического происхождения.

Почему лазерная резка металла применяется на большинстве линий промышленного производства? Читайте здесь.

Предварительная калибровка по параметрам умолчания производится на заводе-изготовителе.

Калибровка инструмента позволяет наладить взаимодействие сварочных портов и заготовки в плоть до расстояния в доли миллиметра, это очень важно для промышленности ракетостроения и военной промышленности.

Преимущества роботов для сварки

Изобретение роботов для серийного производства позволило увеличить скорость однотипных соединений без потери качества шва. Экономический эффект достигается за счёт большого количества операций и дозированной подачи сварочных материалов в зону действия дуги. Необходимо точное позиционирование деталей и их равномерное движение, а также средства программирования, которые обеспечивают точность и непрерывность процесса работ. При соблюдении этих условий, сварочные роботы заменяют несколько профессиональных сварщиков и не требуют отдыха и частого ухода. Для обученных специалистов настройка такой техники не нуждается в значительных временных затратах.

Человеческие возможности ограничены физической усталостью и физиологическими потребностями тогда, как роботизированная техника не имеет таких недостатков и способна длительное время работать без остановок на техническое обслуживание.

Роботы для сварочных работ обладают следующими преимуществами:

  1. безопасные условия труда, поскольку человек не находится в зоне действия сварочной дуги;
  2. большое количество программных установок и быстрая перенастройка при смене режима работы;
  3. универсальность и точность выполнения шва без риска потери качества;
  4. высокий экономический эффект при выполнении большого количества операций;
  5. рост производительности труда с предсказуемым результатом и отсутствие необходимости частого контроля качества.

Как и у каждого метода у робототехники существует и ряд недостатков, к которым можно отнести дороговизну и доступность только в условиях конвейерного производства. Кроме того, обучение персонала занимает немалую часть расходных средств на производственные нужды, а профилактика робототехники также требует определённого времени.

Важно отметить, что факт отсутствия брака и хорошее качество возможны лишь при точном позиционировании заготовок и при надлежащей настройке манипуляторов сварочного робота.

Для промышленного роста применение роботизированной техники является совершенно необходимой, поскольку достичь реального прогресса человеческим трудом не представляется возможным. Кроме того, существуют режимы сварки, где активные среды и продукты деятельности могут нанести прямой вред здоровью сварщика и производятся в изолированном рабочем пространстве. Оператор настраивает оборудование и запускает производственный цикл и к рабочей зоне доступа не имеет и поэтому отсутствует риск для его здоровья и воздействия светового эффекта дуги короткого замыкания.

Подобное технологическое оборудование применяется в сварке изделий небольшого размера, в серийном производстве деталей различных габаритов, конструкций и приборов для судо- и автомобилестроения. Также роботизированная сварка с помощью роботизированной технологии используется для изготовления всех видов строительной техники и ж/д транспорта. Высокая гибкость и приспособленность к сварочным процессам робота позволяет получить отличное качество получаемых швов на любых конструкциях и сократить количество брака на производстве.

Читайте также  Паровой генератор своими руками

Исходя из процесса сварки, выделяют следующие виды сварочных роботов:

  • Тяжелые роботы-манипуляторы (контактная сварка клещами);
  • Роботы для дуговых процессов сварки (МИГ/МАГ; ВИГ/ТИГ) и плазменной резки;

В зависимости от сложности выполняемых операций, роботы для сварки имеют от 3 до 8 уровней свободы. Для приобретения необходимого сварочного робота опишите нашему консультанту задачи, которые должно выполнять оборудование, и он подберет оптимальное устройство с позиций цена/качество/возможности.

Серия роботов для дуговой сварки

ARC Mate 100 iC/7L

Шестиосевой робот, версия с длинной рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 7 кг
  • Досягаемость: 1632 мм

ARC Mate 10 0 i C/8L

Шестиосевой робот, версия с длинной рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 8 кг
  • Досягаемость: 2028 мм

ARC Mate 10 0 i C/12

Шестиосевой робот, стандартная версия

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 12 кг
  • Досягаемость: 1420 мм

ARC Mate 10 0 i C/12S

Шестиосевой робот, версия с короткой рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 12 кг
  • Досягаемость: 1098 мм

ARC Mate 12 0 i C

Шестиосевой робот, стандартная версия

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 20 кг
  • Досягаемость: 1811 мм

ARC Mate 12 0 i D

  • Axes: 6
  • Payload: 25 kg
  • Reach: 1831 mm

ARC Mate 12 0 i C/12L

Шестиосевой робот, версия с длинной рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 12 кг
  • Досягаемость: 2009 мм

ARC Mate 5 0 i D

Шестиосевой робот, стандартная версия

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 7 кг
  • Досягаемость: 717 мм

ARC Mate 5 0 i D/7L

Шестиосевой робот, версия с длинной рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 7 кг
  • Досягаемость: 911 мм

M-71 0 i C/12L

Шестиосевой робот малой грузоподъемности, версия с длинной рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 12 кг
  • Досягаемость: 3123 мм

M-71 0 i C/20L

Шестиосевой робот, версия с длинной рукой

  • Оси: 6
  • Грузоподъемность: 20 кг
  • Досягаемость: 3110 мм

ARC Mate 10 0 i D

6 axis robot, low payload, long arm version

  • Axes: 6
  • Payload: 12 kg
  • Reach: 1420 mm

ARC Mate 10 0 i D/10L

6-осевой сварочный робот

  • Радиус рабочей зоны: 1636 мм
  • Грузоподъемность: 10 кг