Роботизированная сварка: применение сварочных роботов

Роботизированная сварка – это разновидность автоматизированного процесса, характеризующаяся высокой точностью. Программируемые роботы заменяют сварщиков, увеличивают производительность работ в десятки раз. Сварочный робот – обязательная часть конвейерного производства, где есть сварочные операции. Например, при сборке машин, бытовой техники, оборудования.

Суть и применение роботизированной сварки

Роботы выполняют работы по сварке на протяжении многих часов. Им не нужны перерывы на обед. Некоторые модели работают при перебоях напряжения, просадке сети. Роботизированная сварка эффективна при больших объемах. Роботы перед сварочной операцией правильно позиционируют детали, устанавливают их с необходимым зазором. Рукой-манипулятором они делают это гораздо точнее, чем человек. Шов получается ровнее. Размер детали не имеет значения для роботизированной сварки, «руку» можно настроить на любое расстояние.

С помощью роботов металл сваривают и режут, чаще используют точечную, электродуговую, аргоновую сварку, допустимо формирование сварного соединения с использованием флюса. Манипуляторы создают равномерный шовный валик, механизация исключает человеческий фактор, не нужно следить за ванной расплава, дуга в несколько миллиметров поддерживается в автоматическом режиме. На прокладку не влияет позиция захвата заготовок, отклонение захвата не превышает 5 мм.

Сварочные роботы применят при сборке машин, бытовой техники, оборудования. Очень часто с их помощью не только сваривают, но и режут металл.

Основные плюсы от роботизации производства

Сразу отметим, что мы так же остановимся и на минусах при роботизации производства на предприятии, но их намного меньше. Так вот, плюсов от такого процесса намного больше. Давайте разберем каждый из них.

Повышение безопасности на предприятии

Да, именно с безопасности мы начнем. Хоть этот плюс и не влияет напрямую на прибыль компании, но безопасность производственных процессов очень важный элемент. От него зависит скорость и бесперебойность работы предприятия.

Человеческий фактор очень сильно может влиять на эту самую безопасность. Сварочные роботы же работают по заранее подготовленной программе. Они выполняют однотипные и монотонные действия, не допускают ошибок и не подвергают компанию опасности, связанной с усталостью и банальной невнимательностью.

Увеличение скорости работы

В среднем, по многолетнему опыту специалистов компании КИМАСТ, скорость производства может увеличиваться до 60% и выше в определенных сферах промышленности. Этот плюс является одним из самых значимых в любой компании, так как наряду с продажами продукции – скорость ее выпуска напрямую влияет на прибыль.

Скорость выпуска продукции с помощью роботизации производства можно добиться за счет ночных смен, работе в выходные дни, отсутствие перерывов и бесперебойной работе техники.

Повышение качества продукции

Высочайшая точность современных промышленных роботов и повторяемость действий способны обеспечивать высокое качество изделий постоянно. В отличие от рабочих, техника практически не может совершить ошибки, ввиду наличия систем внутреннего мониторинга работы сварочного робота и немедленной реакции на отклонения путём остановки процесса.

Улучшение условий труда

Одним из факторов привлечения квалифицированных специалистов является созданные на предприятии условия труда. Чем привлекательнее они, тем более высококвалифицированных кадров Вы сможете привлекать.

При работе с современными промышленными роботами многие предприятия становятся очень технологичными компаниями. Рабочие места становятся более безопасными и чистыми.

Уменьшение затрат на заработные платы

За счет автоматизации производственных процессов вполне допустимо отказаться от некоторых связующих рабочих мест на предприятии. Тем самым сократить человеческий фактор и уменьшить фонд оплаты труда.

Конечно, увольнение сотрудников не прибавляет престижа компании, но мир не стоит на месте, и Вы можете сосредоточится на более технологичных рабочих местах.

Например, если раньше для производства одной детали нужно было задействовать 3 специалиста, то сейчас можно сократить этот процесс до 1 специалиста и сварочного робота. А сэкономленные средства потратить на привлечение кадров в отдел продаж или отдел разработки сайта.

Снижение занимаемых площадей

Установка роботизированных комплексов на предприятии может позволить, в определенных ситуациях, снизить занимаемые площади. Так как современные сварочные роботы становятся всё технологичнее, меньше и быстрее.

Устройство сварочных роботов

Автоматизированное устройство – это аппарат, установленный на прочную основу с шарнирным поворотным механизмом. Корпус свободно вращается вокруг оси. Робот для сварки оснащен:

• источником тока;
• преобразователем вольт-амперных характеристик;
• подающим устройством.

Предусмотрено табло, пульт с программным обеспечением, баллон с инертным газом. Управляемая «рука» состоит из нескольких частей. От трех до шести отрезков соединяются поворотными узлами. На конце руки-манипулятора закрепляется газовая горелка, в рабочую зону в автоматическом режиме подается присадка – сварочная проволока, подачей газа создается защитная атмосфера.

Какие бывают методы сварки?

Принято различать несколько видов сварки:

1. Точечная-контактная. Одна из наиболее распространенных. При таком типе сварки устройство оснащают специальными клещами. Наиболее распространенный вид.
2. Дуговая. Также получила большое распространение. Однако для такого типа нужно большее количество степеней свободы, чтобы сварочная головка была расположена строго перпендикулярно шву.
3. Методом трения и перемещения. Сварочный робот раскручивает инструмент – стержень. В него устанавливают специальный наконечник. Сварка происходит за счет нагревания до высоких температур данного элемента. Робот плавно перемещается по всей линии сварки.
4. Лазерная. Используется при высокоскоростной сварке. Практически не выделяет едких веществ в атмосферу.
5. Ультразвуковая. Чаще всего используется при сварке интегральных микросхем. Сварочная головка состоит из волновода, генератора ультразвука, а также сварочной иглы.

Чтобы процесс шел быстрее, а точность сварки не ухудшалось, нужно правильно организовать рабочее пространство.

Преимущества и недостатки

Роботизация сварки оптимизирует технологический процесс, роботизированные автоматы заменили сварщиков. Преимущества автоматизации работ:

• повышается качество соединений;
• однотипные операции выполняются с одинаковой скоростью (человек на такое не способен);
• оборудование перенастраивается в процессе работы в считанные минуты;
• уменьшается процент брака;
• поддерживается стабильное горение дуги, сохраняется интервал между заготовкой и электродом;
• длительность работы намного выше;
• расходы на оборудование быстро окупаются за счет исключения ручного труда, повышения производительности;
• расходы на техническое обслуживание несоизмеримо меньше фонда зарплаты сварщиков с обязательными отчислениями;
• оператор, настраивающий технику, действует по переделенным алгоритмам, не требующим специальных знаний, его недолго обучать;
• безопасность – нет термического и лучевого воздействия на людей;
• экономический эффект;
• не нужна система контроля, эту функцию выполняет компьютер.

Теперь о недостатках, они тоже имеются:

• высокая стоимость роботов;
• повторяемость операций, потесано автоматику перенастраивать не будешь, роботы-сварщики используются только на конвейерной сборке, серийном производстве;
• качество сварных работ зависит от опыта оператора, умения настраивать оборудование.

Как добиться точности роботизации сварки?

Существует четыре способа по увеличению точности работы:

1. Исключение неточностей сборки сочленений робота, коррекция ошибок нулевых датчиков, которые отвечают за углы поворота суставов робота. Чтобы свести действие данных факторов к минимуму, нужно использовать специальное ПО, учитывающее подобные ошибки.
2. Внесение G-кодов. Использование специальных программ, которые корректно преобразуют трехмерные файлы CAD/CAM в G-коды.
3. Сокращение микровибраций. Они происходят из-за использования в роботах редукторов с низким мертвым ходом. Иногда возникают микроимпульсы, которые могут отразиться на точности сварки. Ведущие производители учитывают данный фактор. Они закладывают в программный код «метод дополнительных сигналов в команде момента инерции двигателя». Это сводит количество вибрации и резонансов к нулю.
4. Контроль системы координат робота. Специальный программный код, который учитывает смещение кончика сварочного аппарата после окончания работы. Также известен как «метод измерения инструмента».

И самое главное – своевременное ТО и регулярное обслуживание автоматического сварного устройства.

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.

Точность выполнения работ

Точечная сварка роботом – уже давно признанный метод, ведь требуемая точность позиционирования по этой технологии составляет всего 1 мм, что было доступно уже первому поколению роботов. При дуговой сварке требуются значительно более жёсткие допуски, по сравнению с контактной, ведь изменение в положении дуги не должно быть выше 0,5 мм.

Высокая точность сварки роботом обеспечивается безошибочными колебательными движениями горелки, однако для того, чтобы добиться идеальной повторяемости при использовании робота на производстве, необходимо выполнение ряда требований:

• Обеспечение высокой точности позиционирования всех сварочных узлов
• Обеспечение стабильности соединений сварных швов
• Использование сварочных материалов только наивысшего качества.

Настройка оборудования

Сварочные роботы предусматривают этапы настройки роботизированного оборудования:

1. Калибровка внешних осей движения робота-манипулятора при установке на позиции. Оператор проверяет показатели режима работы на дисплее: длину шва, траекторию. От точности установки внешних осей зависит форма сварочного шва. Отступления на несколько миллиметров приводят к браку.
2. Настройка «руки» с инструментом, координация движений подложки сварочной головки и зажимного механизма. Они должны двигаться согласованно, иначе сварка будет не на заготовке, а на подвижном зажимном механизме или манипуляторе.
3. Координация окружения. Обычно на конвейере устанавливают сразу несколько сварочных роботов, они не должны мешать друг другу. Создается модель сварочного процесса совместно с другими роботами-манипуляторами, работающими параллельно.

Первые две настройки проводятся обязательно после подключения роботизированного сварочного оборудования к сети, чтобы правильно его установить.

Предварительная калибровка по умолчанию. Проводится операторами завода-изготовителя. Сварочные порты и зажимные механизмы при взаимодействии калибруют до микрон.

3. Основные минус от роботизации производства

Как известно у любой медали есть обратная сторона. К счастью в сфере роботизации производства минусы сильно проигрывают плюсам и являются даже натянутыми. Но мы всё равно должны их разобрать.

Потребность в обучении персонала

При работе на современной технике нужно обучать персонал новым навыкам. Конечно, если люди работали на ручных или полуавтоматических сварочных аппаратах, они не смогут сразу же работать на высокоточных сварочных роботах и комплексах.

Закладывать время и бюджет на обучения персонала нужно в любом случае. Но здесь есть и нюанс, которым почему-то предприятия не уделяют должного внимания. Это привлечение молодежи для работы. Так как молодёжь более приспособлена к современным технологиям, это может стать хорошим толчком для обновления и омоложения персонал компании.

Возможна необходимость в реконструкции помещения

Не каждое помещение, в котором работала компания можно переоборудовать для установки сварочных роботов и роботизированных комплексов, так как существуют определенные технологические рекомендации и требования.

Но это так же не является большой проблемой, так как найти новое помещение не так сложно и это ведет только к расширению компании и ее развитию.

Затраты при установке и настройке оборудования

Как и в любом новом процессе потребуется едино разовая сумма на покупку и настройку оборудования. В будущем, конечно, это окупится и принесёт еще больше прибыли.

Но закладывать бюджет для обучения персонала, оплату перенастройки и перепланировки цеха, возможно придётся. Но это вклад в развитие компании и считать это прямой потерей средств никак нельзя. Это инвестиция в будущее.

Размещение роботизированного сварочного комплекса

При установке роботизированного сварочного комплекса на рабочую позицию соблюдают ряд правил:

• толщина бетонного пола не менее 30 см;
• неровности поверхности больше 5 мм не допустимы;
• фиксация производится съемными анкерными болтами, исключающими сдвиг при вибрации;
• рабочая зона ограждается сигнальной лентой или переносными желтыми заборными панелями;
• размер охранной зоны не менее 1,5 метра;
• предусматривается подключение воздушного провода для охлаждения соединения;
• электропроводка укладывается в металлические кабель-каналы.

Программное обеспечение настраивается только после позиционной установки робота.

Вывод и рекомендации

Таким образом мы постарались указать все плюсы и минусы при роботизации производства или установке сварочных комплексов для автоматизации процессов на предприятии.

Как и было заявлено плюсов от такого решения намного больше, и они весомее чем минусы. Если кратко подводить итоги, то можно выделить преимущества и недостатки от роботизации производства:

Плюсы от роботизации производства:

+ Повышение безопасности на предприятии

+ Увеличение скорости работы

+ Повышение качества продукции

+ Улучшение условий труда

+ Уменьшение затрат на заработные платы

+ Снижение занимаемой площади

Минусы от роботизации производства:

— Потребность в обучении персонала

— Возможна необходимость в реконструкции помещения

— Затраты при установке и настройке оборудования

В целом для решения серьёзных задач мы рекомендуем обратить внимание на проверенную и качественную технику от компании YASKAWA. Мы работаем с ней уже давно и качество их продукции постоянно растет. Вы можете оценить и подобрать нужные модели роботов и сварочных комплексов в нашем каталоге.

Решение принимать только Вам, но стоит заметить, что конкуренция в области выпуска типовой продукции растет и нужно следовать трендам. Многие компании уже занимаются автоматизацией своих производственных процессов.

ОТПРАВИТЬ ЗАЯВКУ

Сервисное обслуживание. Базовый уровень

Целевая Аудитория

Операторы, специалисты по техническому обслуживанию, наладчики

Цели курса

После прохождения курса, ваши сотрудники будут:

• Организовывать процесс правильной эксплуатации робота
• Правильно формировать запрос в службу поддержки Kawasaki Robotics

Содержание

• Регламент осмотров и обслуживания
• Сохранение резервной копии программ и лога ошибок
• Удаленный доступ к роботу
• Поиск и устранение неисправностей
• Формирование грамотного запроса в службу сервисного обслуживания
• Заключительные тесты и выдача сертификата

Информация

• Длительность: 1 день
• Требования к обучаемым: Основы безопасного управления роботом

Специализированные курсы

Помимо основных курсов мы можем предложить специализированные курсы, ориентированные на ваши индивидуальные потребности. Например, по таким дополнительным опциям, как:

• Система технического зрения K-Vision
• Система слежения за конвейером
• Система безопасности контроля движения робота Cubic-s
• Подключение дополнительных осей
• Специализированные опции для сварки, окраски и др.

Условия проведения специальных курсов вы можете узнать, обратившись в наш Учебный центр по телефону или на email

Повысьте производительность предприятия

Автоматизация сварки — это процесс, который улучшает качество работы производственной линии и ускоряет процесс выпуска продукции. Внедряя роботизированную сварку на предприятии, собственник экономит на рабочей силе и повышает производительность работ, уменьшая количество выпускаемого брака.

Благодаря увеличению производительности, возможно быстро окупить вложенные в автоматизацию средства и выйти в плюс. Каждого робота-манипулятора можно настроить индивидуально, чтобы он выполнял тот тип работ, который нужен именно на конкретном предприятии. Если у Вас остались вопросы по автоматизации производства и о внедрении сварочных роботов в работу предприятия — обращайтесь!

Сервисное обслуживание. Электрика. Продвинутый уровень

Целевая Аудитория

Специалисты по техническому обслуживанию

Цели курса

После прохождения курса, ваши сотрудники будут:

• Самостоятельно осуществлять техническое обслуживание электрических систем робота и ПО

Содержание

• Замена плат в контроллере
• Замена и инициализация Main CPU
• Обновление ПО
• Замена проводки
• Заключительные тесты и выдача сертификата

Информация

• Длительность: 2 дня
• Требования к обучаемым: Сервисное обслуживание. Базовый уровень

Программирование. Базовый уровень

Целевая Аудитория

Инженеры-проектировщики, наладчики, операторы, программисты робототехнических комплексов

Цели курса

После прохождения курса, ваши сотрудники будут:

• Обладать базовыми навыками блочного программирования
• Обладать базовыми навыками AS программирования

Содержание

• Сохранение резервной копии программ и лога ошибок
• Восстановление из резервной копии
• Блочное программирование
• AS программирование (основы)
• Заключительные тесты и выдача сертификата

Информация

• Длительность: 1 день
• Требования к обучаемым: Основы безопасного управления роботом

Сервисное обслуживание. Механика. Продвинутый уровень

Целевая Аудитория

Специалисты по техническому обслуживанию

Цели курса

После прохождения курса, ваши сотрудники будут:

• Самостоятельно осуществлять техническое обслуживание механических узлов робота

Содержание

• Краткий обзор базового курса по сервисному обслуживанию
• Замена элементов питания
• Замена смазки
• Восстановление работоспособности после сервисных работ
• Замена двигателей
• Замена энкодера
• Заключительные тесты и выдача сертификата

Информация

• Длительность: 2 дня
• Требования к обучаемым: Сервисное обслуживание. Базовый уровень

Таблица описания обучающих курсов