Статьи

Автоматизация процесса сварки

С ростом спроса на продукцию отечественных производителей, компании для удержания лидирующих позиций на рынке всё чаще начали обращаться к роботизации. Ручной труд, в особенности для производителей, занимающихся многосерийным производством, не может сравниться по надежности и быстроте с автоматизированным комплексом практически во всех производственных задачах: начиная от паллетирования мешков с крупами и закачивая покраской космических кораблей.

Самым часто автоматизированным процессом является сварка. Благодаря большому ассортименту моделей роботов и простому в использовании интерфейсу сварочные роботы CROBOTP идеально подходят для автоматизации Вашего производства. Робот-сварщик позволяет пользователю максимально повысить производительность, оптимизировать качество, минимизировать производственные затраты и повысить безопасность на рабочем месте.



Принцип роботизированной сварки


Использование роботов для автоматизации любого процесса требует внесения изменений в технологический процесс с учётом используемого оборудования. В то время, как сварщик с источником будет занимать меньше места, использование робота требует специально огороженной территории для избежания проникновения людей в ячейку во время процесса. Также использование робота предполагает написание программы – описание траектории движения горелки, выставление параметров сварочного процесса, включение/выключение колебаний. Система программирования даёт возможность задавать последовательность действий, что незаменимо при многосерийном производстве изделий.

Сам робот представляет собой шестиосевой манипулятор – руку, способную перемещаться в трёх измерениях для попадания в любую точку области досягаемости. Робот может быть оснащён устройством подачи проволоки в зону сварки, а также горелкой, закреплённой на фланце. Любой процесс сварки основан на расплавлении металла для обеспечения неразрывного соединения двух деталей. Поскольку температура нагрева металла может достигать тысяч градусов, использование манипуляторов для автоматизации процесса сварки повышает безопасность процесса и уменьшает вероятность производственных травм, особенно для глаз.

Сварочный робот CRP


Управление роботом осуществляется специально обученным оператором, который с помощью пульта обучения прописывает траекторию сварочного шва и задает параметры сварочного процесса: ток, напряжение, скорость сварки и т.д., а также осуществляет снятие и закладку деталей на сварочный стол и позиционер. Для запуска программы используются пульты оператора, которые идут в комплекте со сварочным роботом CROBOTP.




Для очистки горелки от сварочных отходов – металлических брызг, которые могут затвердеть в процессе, комплекс оснащается станцией очистки горелки, оборудованной четырьмя узлами: блоком обрезки проволоки, распылителем жидкости от налипания брызг, фрезой для очистки горелки и наконечником TCP для калибровки инструмента.
Поскольку одной из основных причин внедрения роботов-сварщиков на производство является защита людей, автоматизированные ячейки оснащаются множеством функций для обеспечения безопасности при проведении сварочного процесса. Пульт обучения, также как и пульты оператора, оснащены кнопками безопасности для мгновенной остановки сварочного процесса. Сварочные горелки роботов компании CRP оборудованы датчиком столкновения, который останавливает процесс и освобождает четвертую, пятую и шестую оси для отведения горелки при ее столкновении с препятствием. Также сварочная ячейка может быть оборудована металлическим ограждением и системой безопасности, в которую входят световые завесы безопасности, программируемые контроллеры безопасности и бесконтактные датчики безопасности – для предотвращения несанкционированного входа людей в ячейку во время проведения сварочных работ.  Данные меры защищают от высоких температур и яркого света.

Станция очистки горелки


Роботизированные сварочные процессы


Сварка требует не только оборудования, но также определенных навыков и специализированного образования в данной области, от этого возникает нехватка профессиональных сварщиков для удовлетворения всех потребностей данной отрасли. На помощь приходит роботизация – сварочные роботы не нуждаются в отпуске, в перерывах на обед, не уходят на больничные. Сварочный процесс проходит быстро и практически бесперебойно, с высокой точностью, меньшим количеством отходов. Благодаря широкому выбору оборудования – как роботов и источников, так и дополнительного оборудования, например позиционеров, направляющих линейного и портального типа – китайские роботы CROBOTP охватывают широкий спектр сварочных процессов, включая дуговую MIG/MAG и TIG сварку, лазерную и контактную сварку.


Видами сварки, которые можно использовать на роботах CRP, являются:


1.      Дуговая MIG/MAG сварка
Одним из наиболее распространенных видов роботизированной сварки является дуговая сварка в среде защитного газа. Во время работы между электродом и металлом образуется электрическая дуга, которая расплавляет металл на свариваемых краях заготовки. При большом количестве свариваемых изделий роботизированная дуговая сварка является идеальным вариантом – она минимизирует наличие брака, сокращает сроки выполнения работ и увеличивает производительность за счёт того, что не тратится время на смену электрода. Дуговая MIG/MAG сварка хорошо подходит при работе с большими толщинами металла и более высокими токами.

Дуговая MIG/MAG сварка


2.      Контактная сварка
Чаще всего контактная сварка применяется при серийном производстве однотипных изделий, преимущественно в автомобильной и авиационной промышленностях. Во время сварочного процесса благодаря возникновению дуги между двумя металлическими заготовками происходит разогрев металла и образование сварочной ванны в месте контакта заготовок. Для усиления сваривания дополнительно применяется давление, получаемое в процессе сжатия деталей. Данный вид сварки гарантирует высокую скорость – сварочная точка может создаваться за 0,1 секунду, а также не требует наличия электродов, присадочной проволоки, флюсов и других расходных материалов.  

3.      TIG сварка
Для роботизированной сварки, требующей высокого уровня точности, может потребоваться TIG сварка, также известная как сварка вольфрамовым электродом или аргонно-дуговая сварка. Вольфрамовый электрод проходит по центру сопла в сварочной горелке. От образования оксидной плёнки применяется защитный газ аргон.

TIG сварка


4.      Лазерная сварка
Когда проект требует повышенной точности при большом объеме деталей, лазерная сварка является предпочтительным методом соединения металла. Нагрев и плавление материала в рабочей зоне осуществляется при помощи лазерного луча. Данный вид сварки имеет две положительные особенности, которые выделяют ее среди остальных – образуется соединение с большой плотностью, а пористость, которая присуща другим видам сварки, отсутствует.

Лазерная сварка


Роботизированная сварка против ручной сварки



Ручная сварка по-прежнему часто используется на современных производствах для задач, в которых необходимо быстрое изменение вида сварки. Профессиональный сварщик быстрее адаптируется к непредвиденным ситуациям и может быстрее поменять используемое оборудование. Даже при инвестиции компании в покупку сварочных роботов потребность в профессиональных сварщиках не исчезнет, но в разы облегчит им работу. Все процессы, в которых необходимо быстро и точно повторять один и тот же процесс будут выполнять промышленные роботы, оставляя время на задачи, требующие непосредственно ручного вмешательства. Компания CRP проводит обучение курсу программирования роботов CROBOTP - наличие экспертов по робототехнике, разбирающихся в сварке, гарантирует, что роботы будут правильно запрограммированы для экономии времени и средств.

Подходит ли роботизированная сварка для Вас?



Использование роботизированной сварки во многом зависит от типа задачи и в целом проекта, над которым ведется работа. Ответить на вопрос поможет разбор положительных и отрицательных сторон применения роботов для автоматизации процесса сварки.


Плюсы роботизированной сварки



Роботы-сварщики обладают многими положительными качествами, которые побуждают всё больше компаний принять решение в сторону роботизации предприятия. Эти преимущества могут повысить как производительность, так и прибыль компании.


1.      Повышение эффективности процесса
В отличие от людей, которым требуются перерывы и отгулы, роботы могут отрабатывать 24-часовую смену, при этом сменяя только наблюдателя. Более продолжительное время работы и более высокая скорость позволяют роботам-сварщикам выполнять свои задачи гораздо эффективнее и быстрее, чем человек. 

2.      Повышение безопасности
Роботы сварщики оснащены рядом устройств для защиты людей от излучения, вызываемого сварочной дугой, а также от повышенной температуры. Сокращается количество производственных травм, уменьшается нагрузка на глаза и влияние паров металла на дыхательные пути.

3.      Высокая точность сварочного процесса
Основной задачей для робота является выполнение повторяющихся движений для обработки большого количества деталей. При проведении однотипной работы сварщиком увеличивается вероятность совершения ошибки – неизбежное влияние человеческого фактора. Робот же производит обработку с высокой степенью точности вне зависимости от количества повторений, не будет отвлекаться от рабочего процесса, что приводит к уменьшению брака.

4.      Меньше отходов
Благодаря повышенной точности робот-сварщик будет производить меньшее количество производственных отходов и бракованных изделий. Их уменьшение ведет к увеличению произведенных изделий, что повышает общую выручку предприятия.

5.      Окупаемость робота
Несмотря на цены на робототехнические сварочные комплексы, использование робота довольно быстро себя окупает. Снижаются потребность в большом количестве людей, задействованных на производстве, снижается количество бракованных изделий, появляется возможность расширения линейки продукции.


Минусы роботизированной сварки



Несмотря на большое количество положительных моментов, необходимо также обозначить и отрицательные стороны роботизированной сварки. Первый, и самый часто указываемый при отказе от автоматизации фактор – стоимость комплекса. Компания CRP AUTOMATION RUSSIA предлагает доступные сварочные комплексы с оптимальным соотношением цена-качество на рынке. Купить промышленный сварочный робот с доставкой легко. Стоимость комплекса для автоматизации и механизации сварочных процессов начинается от 25 000$ - стоимость промышленного робота CRP-RH14-10-W со сварочным источником на 350А.


Роботы не обладают такой гибкостью при изменении в сварочном процессе, как профессиональные сварщики. В то время, как человек может быстрее адаптироваться к непредвиденным обстоятельствам, робот будет нуждаться в перепрограммировании. Этот фактор особенно важен при мелкосерийных производствах. Для небольших проектов время, необходимое для программирования роботизированной руки, может быть больше, чем процесс сварки. Но в целом время, затрачиваемое на написание программы, зависит от размера задачи и скорости программирования оператора.


Растущий рынок



На строительном, автомобильном и в целом промышленном рынке продолжают внедряться технологические инновации, повышающие производительность. Сварочные роботы являются важнейшей частью автоматизации этих отраслей промышленности.
Как пример, растущий спрос на автомобили во всем мире оказывает давление на транспортную отрасль и автомобильный сектор, требуя увеличения производства. Увеличение объемов производства потребует инвестиций в оборудование, такое как роботизированные сварочные манипуляторы, которые повышают скорость и точность процесса сборки транспортных средств.

Выбор промышленных роботов CROBOTP позволяет не тратить время на разработку решения по автоматизации производства. Благодаря накопленному за 20 лет опыту и технологиям и 10 годам практического использования мы уверены, что сможем предложить идеальные решения для промышленных роботов. Компания CRP AUTOMATION RUSSIA имеет богатый опыт в робототехнике – за 2 года реализовано более 150 проектов на всей территории России. Мы предоставляем индивидуальную разработку решения под Ваш процесс, предлагаем гарантийное и постгарантийное обслуживание промышленных роботов CRP, обучение, пуско-наладку и техническую поддержку 24/7.

Ждём вас на тестовой сварке у нас в демо-зале!