Промышленные роботы: сварка

Промышленные роботы: дуговая и точечная сварка, плазменная резка

Применение:

Сварка роботом является самой распространенной операцией выполняемой промышленным роботом. Поэтому не удивительно, что в линейке каждого производителя присутствуют сварочные роботы. Есть они и в линейке промышленных роботов FANUC. Это серия роботов для сварки FANUC ARC Mate. Роботы для сварки FANUC оснащены тонкой рукой с полым запястьем, что с одной стороны, обеспечивает защиту проложенных внутри коммуникаций, с другой, позволяет им оперировать очень тяжелыми грузами в крайне стесненных производственных условиях. Сварочные роботы FANUC подходят для различных видов дуговой и контактной сварки, резки лазером, сварки лазером, пайки мягким припоем.

Преимущества сварки роботом

Гибкость настройки

Сварочный робот может быть настроен под каждый конкретный вид свариваемых  деталей индивидуально. Вы можете задать такие параметры как толщину детали, вид и длину сварного шва, время подачи защитного газа до начала и после окончания сварки, геометрию шва, скорость подачи и оттягивания проволоки и многие другие. Таким образом, вы с легкостью сможете решить любые производственные задачи, например, задачу сварки труб роботом, сварки металлоконструкций роботом.

Универсальность и возможность быстрой перенастройки

Робот для сварки легко может быть перенастроен на выполнение другой операции, а также на работу с другим изделием, при этом время такого перехода минимально. Также сварочные роботы могут быть с легкостью перенастроены с одного вида сварки на другой.

Рост производительности труда

Разные источники приводят разные данные о том, сколько сварщиков может заменить один робот для сварки. Не будет ошибкой сказать, что одна ячейка роботизированной сварки заменяет 2-3 профессиональных сварщиков. Экономический эффект роботизированной сварки заключается не только в сокращении фонда оплаты труда, но и в повышении качества производимой продукции и общего объема выпуска.

Безопасность выполнения работ

Место, где выполняется сварка роботами, огораживается сетчатым забором. Для дополнительной безопасности робототехнические ячейки комплектуются фотодатчиками, которые останавливают сварочного робота при заходе человека в зону его работы.

До недавнего времени основным недостатком сварочных роботов была их высокая стоимость. Однако уже в 2014 году компания FANUC выпустила линейку недорогих роботов для дуговой сварки, которые стали доступны для небольших и средних компаний. Сварочных роботов FANUC можно использовать для аргоно-дуговой сварки (TIG, MIG, MAG) и точечной сварки (RWS).

Необходимо также отметить, что при использовании роботизированной сварки потребуется наличие квалифицированного специалиста, отвечающего за программирование и перепрограммирование робота при смене обрабатываемой детали.

Преимущества роботов для сварки FANUC

Роботизированные комплексы сварки на базе роботов FANUC имеют большое количество преимуществ. Сварочные роботы FANUC являются идеальным решением для работы в узком пространстве благодаря конструкции на основе тонкой руки с полым запястьем. Они имеют не требующую настройки интерфейсную программу для подключения к источникам питания  сварочных аппаратов. Программа позволяет легко и быстро подключаться ко всем распространенным источникам питания сварочных аппаратов, параметры источников питания могут отслеживаться и регулироваться на лету с пульта Robot iPendant. Сварочные роботы FANUC дополнительно комплектуются системой технического зрения FANUC iRVision, которая позволяет:

  • определять тип детали;
  • определять положение деталей и сварочного шва;
  • осуществлять послесварочный осмотр. 

Роботы для лазерной резки являются сегодня активно развивающимся сегментом промышленной робототехники. Возможна резка лазером следующих материалов: металлы различной толщины, пластик, дерево, бумага, стекло, резина, керамика и др. В зависимости от материала, подлежащего резке, изменяется мощность лазера.

Технология роботизированной лазерной резки

Роботизированная лазерная резка производится при помощи сфокусированного лазерного луча высокой мощности, под воздействием которого происходит расплав материала и его испарение из зоны нагрева. Расплавленный материал также может удаляться при помощи струи газа. Применяются следующие разновидности лазеров: твердотельные, волоконные и газовые СО2 лазеры, работающие или в непрерывном, или в импульсно-периодическом режиме.

В СО2 лазере используется смесь гелия и азота. Под действием электрического заряда в смеси газов формируется лазерный луч, который через несколько оптических линз направляется в режущую головку, где находится фокусирующая линза. СО2 лазеры наиболее оптимальны для резки любых материалов толщиной более 5 мм.

В волоконном лазере луч направляется через волоконно-оптический кабель в режущую головку, внутри которой находится фокусирующий объектив. Волоконные лазеры имеют меньшие габариты по сравнению с СО2 лазерами и более дешевы в обслуживании. Волоконные лазеры необходимо применять для резки металлов толщиной менее 5 мм, при этом они не подходят для резки неметаллов и органических материалов.

Типичные материалы для роботизированной лазерной резки

Наиболее типичными задачами является резка следующих материалов:

  • сталь до 20 мм;
  • алюминиевые сплавы до 30 мм;
  • нержавеющая сталь до 30 мм;
  • латунь до 12 мм;
  • медь до 15 мм

Минимальная толщина для всех видов стали 0,2 мм.

Также лазерная резка роботами подходит для таких материалов как: древесина, оргстекло, пластик, стекло, резина, картон, кожа и многое другое.

Преимущества резки лазером с использованием роботов

Для создания роботизированных комплексов лазерной резки используются шарнирные антропоморфные промышленные роботы. Наличие большого количества степеней свободы позволяет таким роботам свободно перемещаться вокруг обрабатываемого объекта. При этом благодаря современным системам технического зрения такие роботизированные системы гарантируют высокую точность реза сложной криволинейной формы. Зачастую лазерная роботизированная резка является единственным вариантом для обработки сложных объемных деталей. При этом для начала работы достаточно подготовить 3D модель обрабатываемой детали и загрузить ее в блок управления роботом.

При лазерной резке отсутствует механическое воздействие, а значит и деформация, что позволяет обрабатывать хрупкие и легко деформирующиеся материалы. При этом легко режутся материалы даже из твердых сплавов.

Роботизированные комплексы лазерной резки обеспечивают высокую скорость обработки объектов, при этом являясь экономически целесообразными даже при выпуске небольших партий продукции.

Компания ПАКВЕРК является интегратором промышленных роботов FANUC и предлагает создание роботизированных комплексов для резки любыми типами лазеров. В комплекте поставки вам будут предложены системы технического зрения, различные конвейерные системы, а также все необходимо дополнительное оборудование.

Плазменная резка является еще одним способом обработки металлов, при котором в качестве режущего инструмента используется струя плазмы, т.е. струя частично или полностью ионизированного газа.  В качестве такого ионизированного газа могут использоваться:

 

  • активные газы (кислород, воздух) – применяются для резки черных металлов;
  • неактивные газы (азот, водород, аргон, водяной пар) – применяются для резки цветных металлов и сплавов.

Технически весь процесс плазменной резки представляет собой расплавление материала с последующим выдуванием расплава.

Преимущества плазменной резки роботами

Использование промышленных роботов для плазменной резки имеет ряд преимуществ:

  • отсутствие тепловой деформации вследствие незначительного локального нагрева разрезаемой детали;
  • безопасность протекания работы благодаря отсутствию баллонов с кислородом или газом;
  • чистота и высокое качество разреза;
  • возможность получить разрез любой формы;
  • толщина разрезаемого материала до 200 мм;
  • низкие затраты на приобретение робототехнического комплекса и его эксплуатацию.

Применение роботов для плазменной резки

Возможны два варианта применения роботов для плазменной резки. Первый вариант: на роботе устанавливается плазмотрон, при этом генерация плазмы осуществляется на роботе. В данном случае используются все преимущества шарнирных антропоморфных промышленных роботов в плане свободы их перемещения и обработки сложных объемных деталей. Обрабатываемая деталь в данном случае может быть как неподвижной, так и подвижной.

Во втором варианте плазменная горелка закрепляется отдельно от промышленного робота, в задачи которого в этом случае входит захват обрабатываемой детали и ее поднесение к струе плазмы.

Для создания эффективного робототехнического комплекса для плазменной резки в составе оборудования помимо промышленного робота также должно присутствовать:

 

  • оборудование для плазменной резки (источники тока, кабели, шланги, резаки и т.п.);
  • системы крепления и позиционирования обрабатываемых деталей;
  • сенсорные системы;
  • системы технического зрения.

Программирование работы промышленного робота возможно как путем ручного составления управляющей программы в режиме обучения робота, что является более долгим и трудоемким, так и при помощи специальных программ для offline-программирования роботов. Эти программы позволяют использовать готовую трехмерную модель изделия для задания траектории движения робота и выполняемых операций.

Наибольшее применение плазменная резка роботами находит в крупносерийном производстве в автомобилестроении, машиностроении, судостроении, авиастроении и др. при плазменной резки объемных изделий.

Компания ПАКВЕРК предлагает разработку и внедрение робототехнических комплексов для плазменной резки на базе промышленных роботов FANUC.  Мы предлагаем полный комплекс работ: разработку проекта робототехнического комплекса, поставку оборудования, изготовление дополнительного и нестандартного оборудования, монтаж и пуско-наладку комплекса, программирование и обучение персонала.

Видео применения роботов-сварщиков: