EN
Mida on keetmisrobotisüsteem? Definitsioon, peamine funktsioon ja tähtsus tööstuses
Keermeautomaatide süsteem koosneb robotkäest, keermepingeallikast, keermepõletist ja juhtseadmesseadusest/tööprogrammist, mis kõik võimaldavad keermeprotsessi automaatset läbiviimist. Erinevalt tööstusliketest keermemasinatest, mille puhul on keermeprotsessi jälgimiseks ikka vajalik operaatoriga olemasolu, suudab keermeautomaatide süsteem keermetöid teha ilma operaatoriga järelevalveta. Peamine eelis, mille keermeautomaatide süsteem pakub, on programmeeritud keermetööde täitmine sellisel korduvusastmel, mida käsitööna tehtav keermeprotsess saavutada ei suuda. Keermeautomaatide süsteem suudab teha isegi tuhandeid korduvaid keermetöid ning säilitada lõpetatud tööde vahel minimaalse erinevuse. Keermeautomaatide süsteem suudab teha keermetöid ühtlase läbitungiga ning ühtlase ja tugeva keermeliitega.
Tänapäevane tööstus saab keermeautomaatide süsteemist mõõdetavat kasu nende nelja tootmise põhimõtte alusel:
Tootlikkus: Keetmisrobotisüsteem suudab täita keetmistöid 30–50 protsenti kiiremini kui inimkeevitaja. Lisaks on keetmisrobotisüsteemi tsükliaeg püsiv, sest süsteem ei väsita.
Kvaliteet: Saavutatakse tulemuste ühtlus ja kõrgmahtuvust nõudvate keevitusühenduste vigade arv väheneb kuni 90 protsenti.
Turvalisus: Keetmisrobotisüsteem eemaldab töötajad keevitusgaaside, UV-kiirguse ja korduvate koormusvigade ohu alla.
Tagasitulu (ROI): Keetmisrobot vähendab jäätmeid ja ületundide arvu ning tasub end 12–24 kuu jooksul, kuna varem nõutud kvalifitseeritud tööjõud pole enam vajalik.
Nende tegurite kombineerumine on põhjus, miks keevitusautomaatika on muutunud oluliseks infrastruktuuriosaks konkurentsieelise loomiseks globaalses turul – alates autotööstusest ja kosmosetööstusest kuni raskete masinate valmistamiseni.
Keetmisrobotisüsteemi peamised komponendid: riistvara, tarkvara ja integreerimisnõuded
Keermeautomaatide süsteem kasutab keevitamisprotsesside automatiseerimiseks spetsialiseeritud riistvara ja tarkvara kombinatsiooni. Need komponendid peavad olema ühendatud, et tagada keevitamise töö käigus optimaalne ohutus, ühtlus ja korduvus.
Riistvara põhikomponendid: robotkäsi, keevitusvooluallikas, keevituspõleti, asendaja ja ohutussüsteem
Robootkäed, tavaliselt need kuue teljega mudelid, mida me nii sageli näeme, pakuvad liikumist, mille abil saab keevituspõleti täpselt soovitud asukohta paigutada. Need süsteemid ühenduvad spetsialiseeritud keevitusvooluüksustega, mis reguleerivad näiteks pinge tasemeid, voolutugevust ja lainekujusid, et säilitada keevituskaare stabiilsus kogu protsessi vältel. Tegelike keevitusmaterjalide osas käitleb põletisüsteem kas MIG-keevituse täitematerjali või erilisi mittekulutuvaid elektroode, mida kasutatakse TIG-keevituses, ning haldab ka kaitsegaasi voolu. Töödeldava detaili asendusseadmed (workpiece positioners) on selles kontekstis samuti olulised, sest nad kallutavad või pööravad detaili, et tagada parem ligipääs õmblustele ja kasutada raskusjõudu juhul, kui keevituspilves (weld puddle) tuleb hoida kindlal kohal. Ohutus on süsteemi ehitatud valguseesriided, mis takistavad piirkonda sisenemist, strateegiliselt paigutatud hädaavariiklahvid ning ohutsoonidesse paigutatud turvapiirded. Kõik need ohutusmeetmed vastavad tööstusstandarditele, näiteks ISO 10218-1 ja ANSI/RIA R15.06, et tagada süsteemiga töötavate kasutajate ohutus.
Liikumiskontrollisüsteemid on ühendatud õppekäepidemetega, offline-programmeerimise simulatsiooniga ja reaalajas tagasisideprotokollidega.
Õpetuspendlid võimaldavad keevitusliikumiste programmeerimist, lubades operaatortel joonistada liikumisradasid otse töökohas asuval süsteemil. Offline-programmeerimine on võimalik simulatsioonitarkvara abil, näiteks FANUC ROBOGUIDE ja ABB RobotStudio. Need võimaldavad inseneritel programmeerida ja testida täpseid liikumisradasid ilma tootmisprotsessi peatamiseta. Liikumiskontrollisüsteemid sisaldavad kohanduvaid raja parandusfunktsioone, mis võimaldavad süsteemil automaatselt kohanduda ebakorrapäraste detailidega. Süsteem teeb väga väikseid parandusi ühel või mitmel teljel. EtherNet/IP ja PROFINET on reaalajas tagasiside- ja juhtimissüsteemid. Need jälgivad ja reguleerivad keevituskaare ja õmbluse pingeid ning voolu reaalajas. Need võimaldavad keevitusprotsesside parandamist nii, et saavutatakse määratud kvaliteet ±0,1 millimeetri täpsusega. Kaasaegsed tarkvaralahendused integreerivad fikseeritud masinad ja nutikad seadmed, mis reageerivad tehase põranda vajadustele reaalajas.
Automaatsete keevitusprotsesside valik: Keevitusprotsesside valik — Mетеr Wік jet, laser, takistuskeevitus; keevitusprotsessi sees protsess on oluline samm
Tööstuslik automaatne keevitusprotsess, mis on seotud keevitusrobotisüsteemiga, mõjutab toote kvaliteeti, tootmiskiirust ja toimimiskulusid. Suurte koguste tootmise puhul, kus kasutatakse paksu struktuurset terast ja alumiiniumit, sobib MIG-keevitus. TIG-keevitus, milles saab täpselt reguleerida kaare ja mille puhul tekib väga vähe pritsmeid, on saanud eelistatud meetodiks lennundus-, meditsiini- ja muudes täpsustoimetud õhukeseseinalistes materjalides. Elektriautode akuühenduste keevitamisel, kus olulised on soojus ja kiirus, on eelistatud meetod laserkeevitus, sest see võib olla kuni 10 korda kiirem kui traditsiooniline kaarkeevitus. Autotööstus kasutab endiselt autokere ehitamisel takistuspunktkeevitust, sest ühe auto puhul võib vajada kuni 3500 eraldi keevituspunkti, mille tegemiseks tuleb täpselt reguleerida aegu ja rõhku millisekundites. Keerutusprotsessi valimisel peavad tootjad arvesse võtma keevitatavat materjali ja ühenduse paksust, tootmismahtu, keevitatava materjali omadusi ning pärast keevitust esinevaid nõudeid.
Roboti arhitektuuri valikud hõlmavad: 6-teljelisi liigutusvõimalustega käsivarsi, portaal- ja koostöörobotid (cobots).
Keermeautomaatide valikul tuleb arvesse võtta ruumipiiranguid, tõstukõrgusi ja nõutavat täpsustaseme. Raskeid liikumisteede jaoks sobivad kõige paremini kuue teljega liigutatavad robotid. Mõelge näiteks torude ümbermõõdukeermestamisele torujuhtmete piki või sõidukite raamide kokkupanemisele. Need masinad suudavad kordada asukohta täpsusega 0,05 millimeetrit ja neil on täielik kontroll oma käepea liikumiste üle. Teisalt pakuvad gantrüsteemid midagi muud: kuigi nad on väga jäigad, võivad nad ulatuda kuni 15 meetri pikkuseks. Neid saab kasutada suurte projektide korral, mis hõlmavad mitmeid ehituspiirkondi, näiteks suure tuuleturbiini või laeva ehitamisel. Koostöörobotid (cobots) on kasulikud väiksemate projektide puhul, kus inimese peab töökohtas jääma käeulatusse. Cobotsid kasutavad piiratud liigutusjõude ja neid on lihtne programmeerida. Paljudes töökodades ei ole nende kasutamiseks vaja mingit eriharidust. Paljud paigaldused ühendavad traditsioonilisi robotkäsi mootoritöödeldavate positsioneerijatega, mis pöörlevad raskete või ebatavalise kujuga detailide ümber. See tagab hea paindlikkuse, kuigi täpselt tuleb ikka planeerida, kuna koormusetõstuvõime varieerub 3 kg-st kuni 500 kg-ni ja jõudlusvahemik on konfiguratsioonist sõltuvalt 1–4 meetrit.
Olulised edu tegurid keevitusrobotisüsteemi rakendamisel
Keevitusrobotisüsteemi integreerimine: riistvaralise ja tarkvaralise kasutuselevõtu lücke sulgemine
Süsteemi paigaldamise edu sõltub sellest, kui sujuvalt koosnevad riistvara ja tarkvara. Iga aasta märgib Automation World ajakiri, et robotite paigaldamise viivituste kolmandik on seotud riistvarasobimatusest tulenevate probleemidega. Ettevõtted peavad enne paigaldusprotsessi läbi viima digitaalse kaheliku simulatsioonid, et kindlaks teha, kuidas nende juhtimisseadmed suhtlevad andurite ja keevitusseadmetega. Näiteks tuleb turvavõrgustike (light curtains) puhul turvameetmete kontrollimiseks teha välitööd, mitte laboritingimustes testida. Standardprotokollide modulaarse lähenemisviisi kasutamine on kasulik. OPC UA ja IEC 61131-3 standardloogika kasutamine süsteemikomponentide vahelise paindliku suhtluse tagamiseks võimaldab tootjatel hoida oma süsteemi modulaarse ja skaalatava olemas kahe suurema tehase automaatika uuendamise käigus. Siiski kaasnevad piisamatu integreerimisplaneerimisega kõrged kulud, eriti keevitussektoris, mis teeb palju probleeme.
Tööjõu kaalutlused: operaatrite koolitus, hooldustäienduskoolitus ja muutuste juhtimine
Uued süsteemid on edukad ainult siis, kui nendega suhtlevad inimesed on valmis. Töötajad peavad tunnistama süsteemi eesmärki ja kohastuma selle tehnilistele nõuetele. Operaatoreil peab olema mugav kasutada õppepäikest ja programmeerimistarkvara. Hooldustöötajatel peab olema arusaam uuest oskuste komplektist, mida on vaja võrgustatud juhtseadmete eluiga hindamiseks. Töötajad reageerivad positiivselt organisatsioonilise ümberkorraldusele. Mõned ettevõtted märkasid isegi, et ristteadusliku koolituse meetodite kasutamisega saavutati 40% kiirem rakenduskiirus. Sageli ja ajakavas teostatavad süsteemi seadete värskendused hoiavad töötajad ja süsteem ühtlaselt sünkroonis ning parandavad toiminguid kogu organisatsioonis. Töötajad muutuvad süsteemi kogu ulatuses toimivate operatsiooniparanduste esindajateks.
KKK
Mida tähendab keevitusrobotisüsteem?
Keetmisrobotisüsteem on automaatne keetmislahendus, mis integreerib tarkvara, robotkäed, keetmispuhaste seadistused ja keetmisenergia üksused.
Miks kasutatakse keetmisrobotisüsteeme tööstuses?
Keetmisrobotisüsteeme kasutatakse tööstuses nende kvaliteedi, tootlikkuse, ohutuse ja ROI parandamise tõttu, sealhulgas aegsäästlikkus ja täpsus ning inimvigu vähendatakse rakendustes, kus on palju keevitusi.
Mis elemendid moodustavad automaatselt toimiva keetmisüsteemi?
Automaatselt toimiv keetmisüsteem koosneb robotkätest, keetmisenergiaallikatest, keetmispuhastest, keetmispositsioneerijatest ja ohutuskomponentidest koos tarkvaraga.
Milliseid keetmisviise saab nendega süsteemidega automatiseerida?
Sõltuvalt rakenduse nõutavast kvaliteedist, kiirusest ja hinnast saab neid süsteeme kasutada MIG-, TIG-, laser- ja takistuspunktkeevituse automatiseerimisel.
Milliseid probleeme tuleb keevitusüsteemide automatiseerimisel arvesse võtta?
Automaatsete keevitusseadmete rakendamisel on eriliselt tähtsal kohal integreerimine, õpetus, süsteemide ühilduvus ning töökoha muutuste haldamine.