Coboty, czyli roboty współpracujące, to roboty zaprojektowane do pracy z ludźmi i wokół nich. Jak każdy robot, koboty umożliwiają wykonywanie powtarzalnych zadań w sposób bardziej wydajny i precyzyjny.
Jeśli rozważasz zastosowanie cobota w celu zwiększenia wydajności i bezpieczeństwa spawania w swojej firmie, czytaj dalej, aby dowiedzieć się wszystkiego, co musisz wiedzieć, aby rozpocząć korzystanie z rozwiązania cobot do spawania laserowego.
Czym jest Cobot spawalniczy?
Chociaż coboty są wykorzystywane do różnych zadań, doświadczyły one gwałtownego wzrostu popularności w zastosowaniach produkcyjnych i produkcyjnych, takich jak spawanie. Coboty spawalnicze łączą w sobie wieloosiowe ramię robotyczne z palnikiem spawalniczym i źródłem zasilania i są w stanie wykonywać wiele operacji spawalniczych. Ramiona kobotów mogą być montowane na różne sposoby, ale koboty spawalnicze są zwykle montowane na stole lub wózku z powierzchnią do mocowania przedmiotów obrabianych.
Coboty spawalnicze mogą wykorzystywać te same metody spawania ręcznego, co ludzki spawacz, w tym spawanie laserowe, MIG i TIG, ultradźwiękowe, plazmowe i punktowe. Wybór idealnej metody spawania ma kluczowe znaczenie przy wyborze systemu spawania cobot, ponieważ wiele zalet i wad każdej metody utrzymuje się niezależnie od poziomu automatyzacji spawania.
Jakie są zalety spawania laserowego?
Spawanie laserowe to proces przekazywania energii wiązki laserowej w postaci ciepła w celu zespolenia lub połączenia części. Spawanie laserowe, zarówno ręczne, w pełni zautomatyzowane, jak i zintegrowane z cobotem, oferuje szereg istotnych korzyści.
Precyzja i powtarzalność
Spawanie laserowe jest niezwykle precyzyjne i zapewnia spójne wyniki spoina po spoinie. Jako proces bezkontaktowy, spawanie laserowe praktycznie nie pogarsza jakości spoiny w czasie. Precyzja spawania laserowego doskonale współgra z cobotami, ponieważ zarówno proces, jak i ruch są wysoce kontrolowane i powtarzalne.
Ciepło i zniekształcenia
Spawanie laserowe bardzo precyzyjnie kieruje ciepło i generuje znacznie mniejsze strefy wpływu ciepła niż alternatywne metody spawania. Ponieważ spawanie laserowe przenosi minimalną ilość ciepła do otaczającego materiału i znacznie zmniejsza odkształcenia przedmiotu obrabianego, jest to doskonały wybór w przypadku delikatnych elementów i cieńszych materiałów.
Elastyczność
Spawanie laserowe może być wykonywane z gazem osłonowym lub bez, w różnych materiałach i grubościach. Stale, stale nierdzewne, aluminium, miedź, tytan, nikiel, mosiądz i inne materiały są doskonałymi kandydatami do spawania laserowego.
Prędkość spawania
W wielu zastosowaniach spawanie laserowe jest znacznie szybsze niż alternatywne metody spawania. Przewaga ta jest najbardziej widoczna w przypadku w pełni zautomatyzowanych systemów, ale wyższe prędkości spawania przekładają się również na zastosowania ręczne i coboty. Spawanie laserowe zyskało szeroką popularność głównie dlatego, że jest do 4 razy szybsze niż metody alternatywne, takie jak TIG.
Jakość spawania
Spawanie laserowe tworzy wyjątkowo wysokiej jakości spoiny o doskonałym wykończeniu wizualnym i właściwościach mechanicznych. Lasery mogą tworzyć zarówno wąskie, jak i szerokie spoiny w zależności od ustawionych parametrów lasera i mogą być używane z podajnikami drutu do tworzenia większych ściegów spawalniczych i wypełniania szerszych szczelin. Spoiny spawane laserowo często nie wymagają wykończenia lub wymagają minimalnego wykończenia poza szybkim przejściem pędzlem, co dodatkowo zmniejsza żmudną pracę ręczną i zwiększa produktywność
Czyszczenie spoin
Lasery są wykorzystywane do wielu różnych zadań w produkcji i przetwarzaniu materiałów poza spawaniem. Czyszczenie laserowe jest jednym z takich zastosowań, które zyskało na popularności ze względu na szybkość i elastyczność. Niektóre systemy spawania laserowego oferują czyszczenie przed spawaniem, aby zminimalizować porowatość spoiny spowodowaną zanieczyszczeniami, podczas gdy funkcja czyszczenia po spawaniu zmniejsza lub eliminuje potrzebę stosowania wolniejszych metod czyszczenia spoin, takich jak piaskowanie, trawienie pastą i szlifowanie. Te funkcje czyszczenia laserowego są zasilane przez ten sam laser, co funkcje spawania i są łatwo dostępne poprzez zmianę dyszy palnika.
W jakich zastosowaniach sprawdzają się koboty spawalnicze?
Wybór pomiędzy ręczną spawarką laserową, w pełni zautomatyzowanym urządzeniem do spawania laserowego lub czymś pośrednim to poważna decyzja, szczególnie dla mniejszych producentów i sklepów. Chociaż istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę, jednym z najważniejszych jest to, jakiego rodzaju zastosowań, projektów i części można się spodziewać.
W ostatecznym rozrachunku coboty do spawania laserowego są formą automatyzacji - choć wypełniają lukę między spawaczami a tradycyjnymi systemami zrobotyzowanymi, automatyzacja jest najbardziej skuteczna w przypadku powtarzalnych zadań.
Dwie podstawowe korzyści oferowane przez coboty to produktywność i spójność. Gdy cobot spawalniczy nauczy się, jak wykonać spoinę, może robić to praktycznie idealnie (i szybko) przez cały czas. Dzieje się tak niezależnie od tego, czy cobot został nauczony 10 zadań spawalniczych, czy 100. Coboty spawalnicze naprawdę wyróżniają się podczas obsługi powtarzalnych spoin w środowiskach produkcyjnych o dużej mieszance i małej objętości.
Powtarzalne spoiny mogą przybierać różne formy. Z jednej strony, duża liczba małych części, które wymagają pojedynczej spoiny, jest dobrym rozwiązaniem dla cobotów spawalniczych, ponieważ wiele z nich można przymocować do powierzchni spoiny i wykonać w ramach jednego programu. Z drugiej strony, większe części, które wymagają wielu spoin, takie jak siedzenia pojazdów, są również często doskonałymi kandydatami do spawania cobotami. Elastyczność i łatwość programowania oznacza, że coboty spawalnicze mogą obsługiwać jeden projekt jednego dnia i płynnie przechodzić do innego projektu następnego dnia.
To samo dotyczy oczywiście ludzkich spawaczy. Jednak żadna ilość umiejętności spawalniczych lub doświadczenia nie może całkowicie wyeliminować błędów, niedoskonałości i niespójności. Jeśli spoina musi być wykonana zgodnie ze ścisłą specyfikacją, a niedokładność oznacza dodatkowe etapy wykańczania, przeróbki lub złom, rozwiązaniem może być cobot spawalniczy.
Automatyzacja spawania i niedobór siły roboczej w spawalnictwie
Nie jest tajemnicą, że zawód spawacza doświadczył w ostatnich latach pewnych wyzwań, a wykwalifikowani spawacze stali się znacznie trudniejsi do znalezienia, zatrudnienia i utrzymania. Amerykańskie Stowarzyszenie Sp awalnicze prognozuje, że do 2028 r. będzie ponad 300 000 otwartych stanowisk spawalniczych w oparciu o obecne oferty pracy, rozwój branży i przewidywane odejścia spawaczy na emeryturę. Producenci, którzy chcą pozostać konkurencyjni, muszą podjąć kroki w celu utrzymania swojej produktywności.
Pomimo tego, że jest to forma automatyzacji spawania, ważne jest, aby zrozumieć, że coboty spawalnicze nie mają na celu zastąpienia wykwalifikowanych spawaczy. W rzeczywistości jest wręcz przeciwnie - z definicji roboty współpracujące polegają na ludziach, którzy uczą je i pracują razem z nimi. Nawet gdyby tak nie było, coboty spawalnicze nie są idealnym rozwiązaniem dla każdego zastosowania, na przykład gdy części nie są idealnie dopasowane lub wymagają szczególnej uwagi lub troski.
Jednak coboty spawalnicze oferują zaskakująco przystępny cenowo i łatwy w integracji sposób na zwiększenie wydajności i produktywności spawania. Szybkość i spójność osiągalna dzięki cobotom pozwala wykwalifikowanym spawaczom wykonać więcej pracy, zmniejsza zmęczenie i pozwala im skupić się na zadaniach wymagających wyższych umiejętności, a nie na powtarzalnych czynnościach. Zwiększając produktywność spawaczy i zmniejszając ilość czasu spędzanego na przyziemnych pracach, coboty spawalnicze pomagają producentom zachować konkurencyjność i sprawiają, że spawanie staje się bardziej atrakcyjnym zawodem.
Jak zaprogramować Cobota spawalniczego?
Podstawowym sposobem interakcji spawacza z cobotem spawalniczym jest zaprogramowanie go do wykonywania operacji spawania. Programowanie jest kluczowym czynnikiem odróżniającym coboty od tradycyjnych robotów przemysłowych. Tradycyjne roboty zazwyczaj wymagają pracowników z doświadczeniem w programowaniu robotów - nawet wtedy proces ten jest zazwyczaj złożony i czasochłonny. Dla porównania, coboty spawalnicze mogą być programowane przez operatorów bez doświadczenia w programowaniu w ciągu zaledwie kilku minut.
Chociaż coboty można programować przy użyciu tradycyjnego kodu g, zwykle nie jest to konieczne. Najpopularniejszą metodą programowania cobotów spawalniczych jest uczenie przez dotyk. Uczenie przez dotyk odnosi się do ręcznego prowadzenia ramienia robota przez etapy zadania spawania przed zapisaniem programu. Tworzenie profilu ruchu spoiny w ten sposób obejmuje ustawianie punktów orientacyjnych, takich jak punkt początkowy i punkt końcowy spoiny. Coboty spawalnicze mogą być programowane ręcznie poprzez fizyczne przesuwanie ramienia ręką lub za pomocą kontrolera.
Programowanie cobota spawalniczego wymaga jednak czegoś więcej niż tylko wykonywania ruchów. Większość cobotów spawalniczych zawiera oprogramowanie dostępne na kontrolerze, które umożliwia operatorom definiowanie parametrów spawania. W przypadku systemu LightWELD® Cobot parametry takie jak moc lasera, szerokość spoiny, rodzaj spoiny i materiał są definiowane, a dokładne etapy spawania są określane za pomocą wizualnego języka programowania.
Po nauczeniu zadania operatorzy zazwyczaj uruchamiają cobota za pomocą programu przy wyłączonym zasilaniu lasera, aby potwierdzić, że cobot zachowuje się zgodnie z przeznaczeniem przed uruchomieniem rzeczywistego zadania. Coboty do spawania laserowego mogą przechowywać wiele różnych programów i ustawień wstępnych parametrów, które można przywołać w razie potrzeby, gdy operator jest zadowolony z wyników.
Czy koboty do spawania laserowego są bezpieczne?
Bezpieczeństwo jest podstawową kwestią zarówno w przypadku cobotów spawalniczych, jak i rozwiązań do spawania laserowego. Zapewnienie bezpieczeństwa zarówno operatorom, jak i osobom postronnym jest łatwiejsze niż można by się spodziewać, ale nadal wymaga środków ochrony indywidualnej i rozważenia integracji.
Zacznijmy od samych cobotów. Jako roboty zaprojektowane do pracy w bliskiej odległości od ludzkich pracowników, coboty są zwykle wyposażone w szereg funkcji bezpieczeństwa. W przeciwieństwie do tradycyjnych robotów, które często wymagają klatki, aby zapewnić, że nie wejdą w kontakt z przeszkodami, coboty mają ograniczoną moc i siłę, co oznacza, że nie poruszają się wystarczająco szybko, aby spowodować obrażenia. W przypadku kolizji z przeszkodą, cobot spawalniczy natychmiast przestanie się poruszać i wyłączy zasilanie spawania. Coboty są również zazwyczaj projektowane z zaokrągloną geometrią i bez punktów ucisku.
Spawanie laserowe wymaga środków bezpieczeństwa jak każdy inny rodzaj spawania. Środki ochrony indywidualnej spawacza są niezbędne i powinny obejmować rękawice i odzież odporną na wysoką temperaturę, a także ochronę oczu. Podczas spawania laserowego minimalnym wymogiem dla każdego, kto ma linię wzroku do palnika spawalniczego, są laserowe okulary ochronne o gęstości optycznej (OD) większej niż sześć przy długości fali 1070 nm. W przypadku spawaczy znajdujących się bliżej spoiny wymagany jest również laserowy hełm spawalniczy. Należy również wziąć pod uwagę opary, a odpowiednie odciąganie oparów może wymagać dedykowanego odciągu oparów i sprzętu ochrony dróg oddechowych, jeśli obszar spawania nie ma odpowiedniej wentylacji.
Należy również wziąć pod uwagę miejsce instalacji cobota do spawania laserowego. Niektóre coboty do spawania laserowego zawierają blokowane obudowy, które można zamknąć, gdy laser jest włączony - ta opcja umożliwia instalację systemu praktycznie w dowolnym miejscu. Coboty do spawania laserowego bez zintegrowanych obudów muszą być instalowane w zamkniętym środowisku z bezpiecznymi dla lasera ścianami, blokowanymi drzwiami i znakami bezpieczeństwa. Podczas integracji dowolnego rozwiązania laserowego wyznaczony pracownik powinien pełnić funkcję specjalisty ds. bezpieczeństwa lasera (LSO), który zapewnia przestrzeganie najlepszych praktyk w zakresie bezpieczeństwa lasera.
Ile kosztują koboty do spawania laserowego?
Koszt jest jednym z najważniejszych i najbardziej atrakcyjnych aspektów systemu cobot do spawania laserowego. Tradycyjne rozwiązania zrobotyzowane są zazwyczaj bardzo drogie i wymagają zarówno dużej powierzchni, jak i złożonych działań integracyjnych. Coboty spawalnicze są kompaktowe, łatwe w konfiguracji i integracji oraz zazwyczaj znacznie tańsze niż ich tradycyjne odpowiedniki. Mimo że rozwiązania do spawania laserowego są postrzegane przez wielu jako drogie, koszty cobotów do spawania laserowego są w przybliżeniu równoważne kosztom alternatywnych systemów cobotów do spawania.
Rozpoczęcie pracy z rozwiązaniem Cobot do spawania laserowego
Wdrożenie rozwiązania cobot do spawania laserowego może wydawać się onieśmielające, szczególnie dla osób bez doświadczenia w automatyzacji lub spawaniu laserowym. Na szczęście eksperci IPG w dziedzinie spawania laserowego są gotowi do pomocy. Rozpoczęcie pracy jest proste - wyślij nam próbkę, odwiedź jedno z naszych globalnych laboratoriów aplikacji lub po prostu opowiedz nam o swojej aplikacji.
