Роботы для сварки металлоконструкций

Использование робототехники – современный путь автоматизации сварных процессов не только в массовом, но и мелкосерийном выпуске, так как программируемые машины можно легко перестраивать на новые задачи. Роботы для сварки металлоконструкций позволяют нарастить производительность труда, увеличить выпуск продукции и значительно повысить качество соединения. Среди технических особенностей таких машин можно выделить:

• точечную сварку внахлест;
• электродуговую сварку тавровых и угловых соединений;
• сложную стыковую электродуговую сварку.

Автоматизация сварочных процессов

Подбор оборудования ведется сходя из конкретных производственных задач. Отправная точка — необходимый метод сварки.

Родоначальником автоматизации сварных процессов считается контактное точечное соединение. Это наиболее широко используемый вид оборудования, на его долю приходится 30% мирового парка умных машин. Наиболее часто роботы для контактной сварки используются в автомобилестроении.

Дуговая сварка производится на устройствах где робот-манипулятор управляет электродом, а вид шва или маршрут передвижения рабочего органы подбирается исходя из программного оснащения.

Соединение при помощи лазера эффективнее использовать про необходимости проведения пайки большой длинны. Цена на данных сварочных роботов достаточно высока. Основное применение они нашли в военной и судостроительной отраслях.

Устройство сварочных роботов

Обычно сварочные роботы состоят из самого сварочного комплекса и системы, которая им управляет.

Сварочный комплекс

В основу компоновки всех механизмов положен модульный метод. Это упрощает сборку оптимального оборудования под отдельные нужды каждого предприятия и его переналадку в будущем.

Для выполнения своих функций базовый механизм снабжается пятью степенями свободы движений. Три степени обеспечивает базовый механизм, две добавляет кисть робота, на которой устанавливается рабочий орган (горелка, резак, сварочная головка и т.д.). Базовый механизм движется согласно выбранной системы координат, например, сферической, прямолинейной, ангулярной, цилиндрической. Область, в которой манипулятор может совершать действия, является границей его рабочей зоны.

Система приводится в движение гидравлическим, пневматическим или электроприводом. Самый простой — пневматический, однако зона его действия весьма ограничена. Гидравлический более компактный и позволяет осуществлять перемещения с большей точностью. Цена на сварочные роботы манипуляторы на электроприводе самая высокая, однако такой механизм проще обслуживать и показатели точности и быстродействия превышаю всех остальных.

Система управления

Различают три основные системы управления – контурные, цикловые, позиционные.

Самая простая цикловая, она запрограммирована на два положения: начало и конец. Чаще всего такие машины производятся на основе пневмопривода.

Позиционная система способна не только программировать последовательность движений, но и положения всех остальных звеньев системы. Траектория перемещения инструмента может проходить не только по прямой лини.  Однако отклоняться от заданной схемы при обнаружении брака механизм не может.

Контурная система управления позволяет задавать движение манипулятора по непрерывной траектории от точки к точке, а также контролировать не только работу всех звеньев, но и скорость движения. Перемещения в данной системе возможны как по прямой так и по окружности, поэтому ее часто применяют для дуговой и термической резки.

Настройка и обслуживание

Одним из главных преимуществ промышленных сварочных роботов является высочайшая точность работ. В отличии от человека, машина не может изменить заданный путь движения из-за недостаточно точного позиционирования заготовки.  В этом кроется основная сложность использования автоматизированного оборудования. Такие устройства требуют особые условия к технологии производства заготовки: необходимо обеспечить исключительную точность всех геометрических параметров, стабильность закрепления детали в пространстве, а так же высокое качество применяемых материалов.

Кроме безукоризненного качества заготовок и надежности позиционирования, важным условием является калибровка оборудования. Чаще всего она включает в себя три стадии:

• Калибровка внешних и внутренних осей.
• Регулировка положения рабочего органа.
• Настройка системы координат внешнего окружения.

Первые два пункта являются важными для любого типа оборудования. Последний используется при создании виртуальной модели роботизированного комплекса с системой ЧПУ.

Роботизированный сварочный комплекс требует правильного отношения, своевременного обслуживания и выполнение всех рекомендаций производителя. Оборудование, которое проходит регулярные технические осмотры служит 15-20 лет. Если отнестись к сервису безответственно через 2-5 лет неизбежно начнутся поломки и возможная замена механизма. Обслуживание включает в себя ежедневные осмотры и плановые ТО после наработки 5 000, 10 000, 15 000 и 20 000 часов.

Сфера применения

Покупка сварочного робота будет оправдана в следующих областях применения:

• при серийном выпуске продукции;
• в средне и мелкосерийном для обработки однотипных деталей, когда достаточно смены рабочего алгоритма программы;
• для швов различной формы или коротких паек с вариативным положением в пространстве;
• сварка эллипсоидных и седловидных соединений;
• точечное соединение деталей внахлест.