EN
Keetmisrobotisüsteemide peamised komponendid ja tööstuslikud kasutusjuhud
Peamised riistvarakomponendid: manipulaator, juhtseade ja keevitusvooluallikas
Keermekeevitussüsteem koosneb kolmest põhikomponendist: manipulaatorist, juhtimisseadmest ja toiteallikast. Manipulaatorid võivad olla robotkäe kujul, kusjuures kõige levinumaks rakenduseks on kuue teljega variant. Need komponendid sisaldavad servojuhtimisega liigeseid ja kõrgtäpsusega vähendajaid, mis võimaldavad kõrgelt täpset liikumiskontrolli. Sellised käed suudavad ka kontrollida kolmemõõtmelisi keevitusrajusid, mistõttu on nad väga universaalsed erinevate liitumiskohtade ja suurustega keevitusülesannete lahendamisel. Juhtimisseade juhib kõiki toiminguid ja reageerib kiiresti keevitusprotsessi ajal toimuvatele muutustele. See võtab üleslaetud juhiseid süstitud programmide (või õppepärgude) kaudu ning juhib robotisüsteemi keevitusülesannete täitmiseks. Keevitusseadme toiteallikas loob ja säilitab keevituskaare, et liitumiskohad täielikult kokku keevitada. Keevitusprotsessi ajal reguleerib see gaasikaitse, keevitusdraadi sisestamiskiirust ning keevitusvoolu ja -pinget. Arvestatakse töödeldava liitumiskoha tüüpi, metalli paksust ja tüüpi ning rakendusele kõige sobivamat keevitusmeetodit. Nende komponentide koostöö tagab väga usaldusväärse automaatse keevituslahenduse. Selliseid keermekeevitussüsteeme kasutatakse autotootmisel, suurte masinate, konstruktsiooniraamide ja -komponentide valmistamisel ning keevitusülesannete täitmiseks, kus nõutakse kõrgemat kvaliteediühtlust.
Tarkvara ja perifeeriate integreerimine: nägemissüsteemid, andurid ja turvalisuse liideseid
Kaasaegsed tehased koosnevad mitmest riistvarakomponendist ja nutikatest tarkvaralahendustest. Näiteks on nägemusjuhitavad süsteemid võimelised leidma keerukaid liiteid ja järgima õmblusjooni, mis liiguvad pidevalt, kasutades kalibreeritud kaamerate ja servade tuvastamise süsteemide abil. Need süsteemid suudavad ise oma teed uuesti kalibreerida ning vabastada kasutaja vajadusest seda iga kord käsitsi teha. Protsessisensorid saavad edastada kesksele juhtimissüsteemile muutusi pingekaare tasemes, soojuse ja voolu mõõtmistes. See juhtimissüsteem suudab protsessides muudatusi teha alla ühe sekundi jooksul. Tootjad integreerivad ka süsteeme, mis vastavad standarditele ISO 10218 ja RIA 15.06 ning peatavad masina liikumise, et kaitsta töötajat, kui töötaja asub masinast teatud kaugusel. Sellised komponendid on valgusesreendid, eriliselt sertifitseeritud PLC-süsteemid ning üleliialdatud hädaavariikäivitusahelad. Eelmisel aastal ilmunud ajakirjas Journal of Manufacturing Systems avaldatud uuring raporteeris, et kõigi tehase täiustatud komponentide integreerimine viis tootmisprotsessini, milles keevitusvigade arv vähenes keskmiselt 37-lt nullini ning tehase töökiirus suurenes.
Tähtsad kaalutlused keevitusrobotisüsteemi valimisel
Arvestage liite tüüpi, materjali paksust ja oodatavat tootmismahku
Õige süsteemi valimine nõuab keevitusrakenduse nõuete spetsiifikatide mõistmist. Keemiliste keevitusülesannete, näiteks mitmepassiliste nurgaseoste või kitsaste õhukeste soonude keevitamise jaoks on vajalikud robottid, mis suudavad teha keerukaid liikumisi ja täpselt keevitada. Siiski võib lihtsa seadistusega piisata lihtsate ülekeevituste tootmiseks. Materjali puhul, mille paksus on väiksem kui 3 mm, et vältida materjali läbikeevitamist, saab kasutada soojuse vähenemise meetodit, näiteks pulssitud GMAW-i või keevituslaserit koos teise protsessiga. Paksustes osades, mille paksus on suurem kui 25 mm, võivad olla sobivamad keevitusmeetodid, mis kasutavad kiiret täitmist ja kudumismustrit. Tootmismahukus on ka oluline tegur otsustamisel. Tootjad, kes toodavad kuus rohkem kui 10 000 ühikut, võivad leida kuluefektiivseks osta kõrgkiiruselisi 6-teljelisi robotte, millel on õmblusjälgimis- ja muud automaatikafunktsioonid. Vastupidi, väiksemate tootmismahudega, kuid suurema tootevarieediga tootjad võivad saada rohkem kasu modulaarsest ja paindlikust lahendusest. Eelmisel aastal teatas Fabricators Journal, et umbes 30% probleemidest robotkeevituses on tingitud liite kujunduse mittesobivusest roboti võimalustega. Seetõttu on väga oluline juba alguses täpselt kindlaks määrata tegelikud keevitusrakenduse nõuded.
Koormatavuse maht, ulatus ja korduvus täpsussurmvõtmiseks
Kandevõime peab arvestama kogu varustuse, kaablite ja kinnitatud tööriistadega. Sõltuvalt tööülesandest võib kandevõime olla standardsete kaarkeevitustööde puhul umbes 5 kg. Jõudlus määrab ruumala, milles süsteem saab töötada. Laevadeehitusprojektidel on tavaliselt vajalik horisontaalne jõudlus 3 meetrit või rohkem, samas kui komponentide (nt autodetailide) kokkupanekuga seotud projektidel piisab 1,4–1,8 meetrist. Olulisim tegur on korduvus – see, kui täpselt robot suudab tagasi pöörduda sama asukohta sama täpsusega; spetsifikatsioonid võivad olla väga ranged. Näiteks õhutranspordi ja meditsiiniseadmete valmistamisel on tootmistäpsusnõuded +/− 0,05 mm. Süsteemid, mis suudavad säilitada soojuspositsiooni 150 °C juures, välistavad ka soojusliku nihke tõttu vajaliku ületootmise. 2023. aasta IMTS tootmisaruande kohaselt väheneb keerukate töödeldavate detailide kasutamine 27% ja vigade arv 40%, kui jõudlust ja korduvust on tõhusalt projekteeritud.
Keermeautomaadi süsteemi kohandamine tootmisvoolusse
Rakukonstrueerimine, kinnitused ja PLC-integratsioon
Enne kui alustate keevituslahenduste integreerimisega, peate kavandama lahendused tegeliku töövoogu ümber. Veenduge, et teie paigutus on planeeritud nii, et keevituskohta ümbritseb vähemalt 1,5-kordne teie roboti maksimaalne ulatus. See vastab ANSI RIA R15.06 ohutus- ja hooldusnõuetele. Samuti lihtsustab see materjalide transporti tööpiirkonnas ja annab teie tehnikutele rohkem ruumi. Fikseerimisseadmete soojuspaisumine on suur mureküsimus. Alumiiniumi ja roostevabast terasest keevitusfikseerimisseadmete kinnitamine on liiga tugev, mis põhjustab umbes 15% kõigist keevitusprobleemidest, nagu viimase FabTech 2023 uuringu andmed näitavad. Integreerimise edu saavutamiseks peame lahendama PLC-ga side küsimuse. Maailmas kasutatakse enamasti EtherCAT-i või Profinet-i, mis võimaldab kiiremat sidet PLC-ga, näovisuaalsüsteemidega ja robotijuhtimissüsteemidega. Need vähendavad ka integreerimistööde seadistamiseks kuluvat aega umbes 40% ja suurendavad tootmisliinide üldist tõhusust.
Modulaarne fikseerimissüsteem kasutab alusplaate ja asetuse määramise seadmeid, et võimaldada kiiret ümberseadistamist erinevate detailiperekondade jaoks
Üks kasutusele võetud viga tõrjumise viis on tagasisideahelate kasutamine koos sensoritega. Näiteks saab lähedussensoreid kasutada, et tuvastada detaili olemasolu enne järgmise töötsükli käivitamist
Terviklik kaablite haldus koosneb juhtitud toite-, signaal- ja gaasijuhtmetest ning ekraanitud, pingealaste koormuste vastu kaitstud kandjatest, et vähendada elektromagnetilist häiringut juhisignaalidel
Töötajate koolitus ja planeerimine oodatava tagasimakse aegumiseks alates ümberseadistamise lõpetamisest
Robootilise automaatika edukaks rakendamiseks on inimeste oskused ja sobivad seadmed võrdselt olulised. Meie hooldusteamile ja keevitajatele pakkutav koolitus võimaldab neil teha ühte olulisemaid häirivaid ülesandeid uues protsessis: muuta parameetreid ülesande optimeerimiseks ja seadmete veakorraldamiseks. See koolitus vähendab ülemineku aegu kuni 30%. Keevitusautomaatika rakendamisel oodatakse investeeringu tagasitulu mitme teguri alusel, sealhulgas oodatav keevitustööjõukulude vähenemine 75 USA dollari võrra töötu kaupa, väiksemad jäätmed, kõigi tootekeevituste püsiv kvaliteet ning iga toote jälgimisvõimalus tootmisprotsessi läbimisel. Põhinedes meie kogemustel paljude erinevate rakenduste ja ettevõtetega ootame, et investeeringu tagasitulu saavutatakse 18–24 kuu jooksul projektist alustamisest, tingimusel et on loodud sobiv infrastruktuur ja rakendatud toetavad protsessid.
Kompetentsiraamistikud tasepõhiste sertifikaatidega, mis põhinevad ametifunktsioonidel (nt operaatorest programmeerijaks ja seejärel integraatoriks arendamine)
Digitaalse kaksiktehnoloogia kasutamine, mis võimaldab digitaalseid simulatsioone, et võimaldada tootmisjoone väljalülitamata offline-teepärasuste planeerimist ja kokkupõrkevaba programmeerimist
OEE-töölaudade rakendamine, et kujutada tegelikku ja plaanitud tootmist kaarepääsu ajal, saadavuses, jõudluses, kvaliteedis ja kaotustes
Planeeritud ja ennetav hooldus parandab keskmist ajavahet vahel häirete tekkumisel 35%. Keerdkaitseanalüüsiplatvormid, mis analüüsivad sügavuspritsmete mustreid, pinge muutumist ja liikumiskiirust, vähendavad segatootmise jäätmete määra 22%.
Teie keevitusrobotisüsteemi optimaalse jõudluse ja pikaajalise usaldusväärsuse saavutamine
Planeeritud hooldus ja kaareparameetrite seadistamine
Usaldusväärsete tulemuste saavutamine tuleneb vajaliku hoolduse tegemisest, mitte ootamisest, kuni asjad esmalt lagunevad. See hõlmab näiteks telgede ühenduste lubrikaadimisnõuete järgimist ning servo-mootorite ja ahelakaablite hooldust. Selle tulemusena vähenes ootamatute seiskumiste arv umbes poole võrra (soovitud viide) 2023. aasta uuringu kohaselt. Teine oluline tegur on keevitusparameetrite vajadusel kohandamine.
Andmetele tuginevad parandused OEE jälgimise ja keevituskvaliteedi analüütika abil
OEE jälgimise kontekstis käsitleme usaldusväärsust, mis ulatub kaugemale sellest, kui lihtsalt hooldusmeetrikat, ja hõlmab pideva parandamise kaudu saavutatavat kasvu potentsiaali. Süsteem logib andmeid juhtudel, kus kaareid säilitatakse pikka aega, tuvastab probleeme, kus lõpuelement kõrvalekaldub ette nähtud teelt, ning logib soojusülekoormuse juhtumeid. Selle andmestiku abil seostab süsteem operatsiooni jõudlust teiste sama ülesande täitvate operatsioonidega ja tuvastab potentsiaalsed probleemid enne nende esinemist. Keermevaldkonnas laiendab AI oma võimeid ka keermespritsmete moodustumise ja käitumise muutuste analüüsimisele. See seob keermespritsmete, pihusti kulutumise ja kontaktotsa erosiooni ning gaasivoolu probleemid. Tootmisettevõtted, millel on erinev tootmiskogemus, teatasid ligikaudselt 40-protsendilisest keskmisest remondiajast vähendamisest ja üle 98-protsendilisest esmakordse keermetöö lõpetamise aktsepteerimismäärast on uus tavapärane norm.
KKK
1. Millised on keevitusrobotisüsteemi peamised komponendid?
Keevitusrobotisüsteem koosneb kolmest peamisest komponendist: manipulaatorist, juhtimisseadmest ja keevitusvooluallikast. Need komponendid töötavad koos, et täita automaatseid keevitusülesandeid kõrga täpsuse ja ühtlase kvaliteediga.
2. Kuidas aitab tarkvara keevitusrobotisüsteemidel?
Tarkvara koos riistvaraga parandab keevitusrobotisüsteemide jõudlust. Nägemissüsteemide, sensorite ja turvaliste liideste kasutamisega saavutatakse paremad keevitusresultaadid, lühemad seadistusajad ning võimalus vastata turvalisusenõuetele.
3. Millised tegurid on olulised keevitusrobotisüsteemi valikul?
Keevitusrobotisüsteemi valikul tuleb arvesse võtta keevitusliite tüüpi, ühendatavate materjalide paksust, tootmispartii suurust ning nõutavat kandevõimet, ulatust ja korduvust.
4. Millised on keevitusrobotite integreerimise eelised?
Keermeautomaatide integreerimise eelised hõlmavad rakukujunduse, kinnituste ja PLC-kommunikatsiooni projekteerimisvõimalust. Hea integreerimine viib lühemate seadistusajadeni, suurendab töövoogu tõhusust ja võimaldab operatsioonieesmärkide täitmist õigeaegselt.
5. Kuidas saab suurendada keermeautomaatide jõudlust ja usaldusväärsust?
Usaldusväärsemad ja paremini toimivad keermeautomaadid saavutatakse siis, kui planeeritud hooldusele lisatakse ka kaaraparameetrite sättimine. Andmetele tuginevad parandused, mille teeb OEE analüüsi ja keermekvaliteedi hindamise põhjal, võimaldavad pidevat parandust.