Zrobotyzowany system spawalniczy umożliwia więcej zastosowań spawalniczych dla robotów współpracujących

Roboty współpracujące (coboty) mogą skrócić czas spawania i zmniejszyć nieefektywność na hali produkcyjnej.

Roboty współpracujące (coboty) istnieją na rynku od ponad 15 lat, a najnowsze technologie wykrywania i sterowania ruchem poprawiają jakość, jednocześnie skracając czas procesu spawania 30-ściegowego o ponad 80%. Dzięki takim postępom w dziedzinie spawania przy użyciu robotów współpracujących, poszukiwani wykwalifikowani spawacze mogą skupić się na spawaniu wymagającym większej ludzkiej finezji. Wykorzystanie robotów współpracujących w branży spawalniczej gwałtownie wzrosło, głównie ze względu na łatwość programowania, wszechstronność i przystępność cenową oferowanych systemów, pomagając wypełnić lukę między spawaniem ręcznym a tradycyjnymi zrobotyzowanymi komórkami spawalniczymi. Niedobór wykwalifikowanej siły roboczej był obecny jeszcze przed pandemią COVID-19 i niedawnymi trudnościami w łańcuchu dostaw, a w ostatnich latach stał się jeszcze bardziej dotkliwy, co dodatkowo podsyca zapotrzebowanie producentów na proste, elastyczne narzędzia automatyzacji.

Systemy spawania Cobot zaczęły od pracy nad łatwymi zadaniami spawalniczymi, takimi jak proste spoiny na powtarzalnych i spójnych częściach stalowych, zwykle przy mniejszych średnicach drutu spawalniczego. Ostatnio integratorzy systemów spawania cobot umożliwiają szerszy zakres zastosowań spawalniczych poprzez opracowywanie nowych konfiguracji i technologii na swojej platformie spawania cobot.  Te nowe rozwiązania obejmują wytrzymałe pakiety do spawania z większymi średnicami spoin (do 1/16 cala lub czasami większymi), pakiety push-pull do spawania aluminium i innych miękkich drutów, różne opcje wdrażania, które zwiększają wszechstronność i funkcje oprogramowania, takie jak wykrywanie dotyku, wieloprzebiegowe i śledzenie szwu przez łuk. Każda z tych ewolucji umożliwia więcej rodzajów zastosowań w warsztacie produkcyjnym, takich jak ciężkie spawy, większe części, różne materiały i komponenty, w których nie można utrzymać spójności produkcji na poziomie automatyzacji.

ArcPilot firmy Vectis Automation to funkcja śledzenia spoiny po łuku w narzędziu Vectis Automation Cobot Welding Tool (system zasilany przez coboty firmy Universal Robots), która pomaga zarządzać zmianami. Śledzenie spoiny przez łuk umożliwia korektę ścieżki podczas spawania na żywo poprzez monitorowanie i wykorzystywanie charakterystyki elektrycznej łuku spawalniczego w celu dostosowania ścieżki cobota w mikrosekundach.? Wytrzymała wersja XL narzędzia spawalniczego Vectis Cobot Welding Tool może obsługiwać spoiny wielościegowe i duże średnice drutu, czyli typowe zastosowania, które mogą korzystać ze śledzenia ściegu przez łuk. | Dzięki uprzejmości: Vectis Automation

Wykorzystanie cobota do poprawy nieefektywności

Zarządzanie niespójnościami produkcyjnymi jest kluczową potrzebą dla wielu producentów, szczególnie tych wykonujących duże spoiny. Nawet po wprowadzeniu ulepszeń, takich jak lasery, prasy krawędziowe sterowane numerycznie (CNC) itp. oraz lepszego oprzyrządowania, w spawalni nadal występują niespójności.? Funkcja śledzenia spoiny przez łuk dla współpracującego robota spawalniczego pomaga zarządzać różnicami Technologia śledzenia spoiny przez łuk umożliwia korektę ścieżki podczas spawania na żywo poprzez monitorowanie i wykorzystywanie charakterystyki elektrycznej łuku spawalniczego w celu dostosowania ścieżki cobota w mikrosekundach.? Funkcja ta umożliwia automatyzację w zastosowaniach, które były niespójne, na przykład w przypadku płyt, które odkształcają się podczas spawania i zespołów, w których konstrukcja szczelinowa nie jest opłacalna lub w których precyzyjne mocowanie nie byłoby ekonomiczne.  Technologia śledzenia pozwala cobotom radzić sobie ze spawaniem ciężkich płyt. Spawy te mają tendencję do niespójności ze względu na charakter ich konstrukcji i możliwość większych odkształceń podczas spawania.

Śledzenie dostosowuje zaprogramowaną ścieżkę kobotów w oparciu o bieżące porównanie tych odczytów, poprawiając jakość i spójność, zwłaszcza tam, gdzie jest to niemożliwe w przypadku procesów poprzedzających i mocowania (takich jak zniekształcenia na częściach z ciężkiej blachy).??Funkcja śledzenia spoiny może korygować zarówno odległość między stykiem a końcówką roboczą (“CTWD”, “stickout”), jak i sterować cobotem tak, aby pozostawał w środku symetrycznych połączeń Algorytm koreluje ścieżkę korekcji cobota w złączu w odpowiedniej odległości od końcówki do pracy.

Rysunki 2a i 2b: Pokazano wielościegową ciężką spoinę przy użyciu narzędzia Vectis Cobot Welding Tool. | Dzięki uprzejmości: Vectis Automation
Rysunek 2b

Projekt systemu sterowania dla ruchu robota

Projekt systemu sterowania dla systemu śledzenia integruje solidne i szybkie odczyty parametrów łuku elektrycznego, komponenty, które mogą wykrywać drobne odchylenia w obwodach o wysokim natężeniu, algorytmy filtrowania do zarządzania różnymi kształtami fali łuku spawalniczego, szybkie przetwarzanie danych w celu określenia, gdzie kierować cobotem w czasie rzeczywistym, a wszystko to przy jednoczesnym zapewnieniu, że jest on łatwy w użyciu dla klienta.

Technologia śledzenia ściegu przez łuk może być również używana w połączeniu z oprogramowaniem wielościegowym Vectis w celu prawidłowego przesunięcia kolejnych ściegów spawalniczych przy użyciu ściegu początkowego, który był śledzony. W połączeniu, ta kombinacja technologii umożliwiła zwiększenie produktywności producentom ciężkich elementów spawanych. W miarę jak coboty stają się coraz bardziej popularne na rynku spawania i cięcia, nowe technologie, takie jak śledzenie spoin w łuku, będą nadal zwiększać portfolio realnych zastosowań.


Josh Pawley jest wiceprezesem ds. rozwoju biznesu w Vectis Automation.