Komplexní průvodce obsluhou svařovacího robota
Svařovací robot se skládá ze dvou částí: samotného robota a svařovacího zařízení. Použití svařovacích robotů nejen stabilizuje a zlepšuje kvalitu svařování a zvyšuje výrobní efektivitu, ale také snižuje nároky na odborné dovednosti svářečů, čímž se zkracuje přípravný cyklus pro modernizaci výrobků a snižují se odpovídající investice do vybavení.
Požadavky na svařovací roboty pro svařovací drát
Roboti mohou podle potřeby používat svařovací drát buď na bubnu nebo na cívce. Za účelem snížení frekvence výměny drátu je vhodné používat svařovací drát na bubnu. Kvůli dlouhému přívodnímu hadici pro drát je však odpor vyšší, což vyžaduje vyšší tuhost drátu a další vlastnosti. Při použití svařovacího drátu s mírně nižší kvalitou měděného povlaku se může kvůli tření měděný povlak na povrchu drátu otírat, čímž se sníží vnitřní objem vedení drátu. To zvyšuje odpor při rychlém přívodu drátu, což má za následek nerovnoměrný přívod drátu, vibrace, nestabilní oblouk a negativně ovlivňuje kvalitu svaru. V extrémních případech může dojít k ucpání, které způsobí zastavení robota. Proto je nutné vedení svařovacího drátu pravidelně čistit.
Analýza a metody řešení svařovacích vad u svařovacích robotů
U robotického svařování se používá svařování chráněné směsí argonu a jiných plynů. Mezi běžné svařovací vady patří nesouosost svaru, podřez a pórnost. Konkrétní analýzy jsou uvedeny níže:
(1) Nesrovnání při svařování může být způsobeno nesprávnou polohou svařování nebo problémy s umístěním svařovací hořáku. V tomto případě zkontrolujte přesnost TCP (polohu středového bodu svařovacího hořáku) a případně ji upravte. Pokud se tento jev vyskytuje často, zkontrolujte nulovou polohu jednotlivých os robota a proveďte jejich znovukalibraci.
(2) Podřez je charakterizován drážkovitými prohlubněmi na okraji svaru v základním materiálu, často se vyskytujícími na obou stranách vrchního (krycího) sváru. Hlavní příčiny zahrnují příliš vysokou rychlost svařování, příliš velkou amplitudu kmitání elektrody, nedostatečnou dobu zdržení na obou stranách nebo příliš vysoký svařovací proud. Způsoby odstranění zahrnují vhodné snížení rychlosti svařování, zmenšení amplitudy kmitání, prodloužení doby zdržení na obou stranách a použití tlačné metody svařování se sklonem hořáku dopředu o 5–10°. Nedostatečné slévání (nedostatečné spojení) a neúplné průsvary jsou vážné vnitřní vady, které jsou obvykle způsobeny nedostatečným svařovacím proudem, příliš vysokou rychlostí svařování, příliš velkým úhlem svařovací drážky, nesprávným centrováním svařovacího hořáku nebo nedostatečnou čistotou mezi jednotlivými vrstvami. K odstranění těchto vad je nutné zvýšit svařovací proud, snížit rychlost svařování a zvětšit amplitudu kmitání, aby byly zajištěny pokrytí obou stran svařovací drážky. Dále je nutné posílit čištění mezi jednotlivými vrstvami. U vícevrstvého a víceprůchodového svařování tlustých desek je třeba věnovat zvláštní pozornost slévání na obou stranách svařovací drážky i v místech spojení jednotlivých vrstev.
(3) Vzniká pórnost. Pórnost je především spojena se štíticím plynem, včetně nesprávného průtoku plynu, nedostatečné čistoty plynu, ucpané trysky, úniku plynu z potrubí a přítomnosti oleje nebo rzi na povrchu svařovaného dílu či vlhkosti na svařovacím drátu. K odstranění tohoto jevu je třeba optimalizovat parametry plynu na rozmezí 15–25 L/min, zkontrolovat plynový systém, vyčistit trysky a zlepšit pracovní prostředí tak, aby byla rychlost větru udržována pod 2 m/s. Povrch svařovaného dílu je třeba před svařováním důkladně vyčistit. Nadměrné rozstřikování obvykle vzniká nesprávným nastavením svařovacích parametrů, příliš dlouhou délkou výstupu drátu nebo nízkou kvalitou svařovacího drátu. Tento jev lze odstranit úpravou napětí a proudu tak, aby byly vzájemně sladěny, omezením délky výstupu drátu na 10–15 mm, použitím bezměděného nebo vysoce kvalitního měděného svařovacího drátu a použitím směsi Ar+CO₂.
(4) Nadměrné rozstřikování může být způsobeno nesprávným výběrem svařovacích parametrů, problémy se složením ochranného plynu nebo příliš dlouhým vysunutím svařovacího drátu. Úpravou výstupního výkonu lze změnit svařovací parametry, úpravou poměru směsi plynů lze opravit poměry jednotlivých složek ochranného plynu a úpravou relativní polohy svařovací hořáku vzhledem ke svařovanému dílu lze také problém odstranit.
(5) Po ochlazení vznikne na konci svaru obloukový kráter. Přidáním funkce vyplnění kráteru do programu lze tento kráter vyplnit.
Běžné poruchy svařovacích robotů a jejich řešení
(1) Náraz hořáku. Může to být způsobeno odchylkou při montáži svařovaného dílu nebo nepřesnou TCP (Tool Center Point) svařovacího hořáku. Zkontrolujte montáž nebo upravte TCP svařovacího hořáku.
(2) Selhání oblouku – oblouk se nerozhoří. Může to být způsobeno tím, že svařovací drát není v kontaktu se svařovaným dílem, nebo že jsou procesní parametry příliš nízké. Ručně napodávejte drát, upravte vzdálenost mezi svařovacím hořákem a svarovou švou nebo vhodně upravte procesní parametry.
(3) Alarm monitorování ochranného plynu. Tento stav signalizuje poruchu přívodu chladicí vody nebo ochranného plynu. Zkontrolujte potrubí pro chladicí vodu nebo ochranný plyn.
Jak zajistit kvalitu obrobku
Jako robot typu učení–opakování musí být kvalita a přesnost sestavení obrobku konzistentní.
Použití svařovacích robotů vyžaduje přísnou kontrolu kvality přípravy dílů a zlepšení přesnosti sestavení. Kvalita povrchu dílů, rozměry svarové drážky a přesnost sestavení ovlivňují výkon sledování svaru. Následující aspekty lze využít ke zlepšení kvality přípravy dílů a přesnosti svařovacího sestavení:
(1) Vyvinout svařovací procesy speciálně pro svařovací roboty s přísnými technologickými specifikacemi pro rozměry dílů, svařovací kouty a montážní rozměry. Obecně by měly být tolerance rozměrů dílů a koutů udržovány v rozmezí ±0,8 mm a chyby montážních rozměrů v rozmezí ±1,5 mm. Tím lze výrazně snížit pravděpodobnost výskytu svařovacích vad, jako jsou pórovitost a podřez.
(2) Použít vysoce přesné montážní přípravky ke zlepšení montážní přesnosti svařenců.
(3) Svarové spoje je třeba důkladně vyčistit od oleje, rzi, svařovacího struku, řezného struku a jiného nečistot. Je povolen použití svařovacího základního nátěru. Jinak bude ovlivněna úspěšnost zapálení oblouku. Předsvařování je třeba změnit z ručního obloukového svařování elektrodou na svařování chráněné plyny. Současně je nutné předsvařovací oblast odbrusit, aby se zabránilo zbytkovému struku nebo pórovitosti z předsvařování, čímž se zabrání nestabilitě oblouku a dokonce i rozstřiku.
Shrnutí programovacích technik
(1) Zvolte vhodnou svařovací sekvenci. Svařovací sekvence by měla být stanovena tak, aby se minimalizovala svařovací deformace a délka dráhy pohybu svařovací hořáku.
(2) Pro prostorový přechod svařovacího hořáku je nutná krátká, hladká a bezpečná trajektorie pohybu.
(3) Optimalizujte svařovací parametry. Aby byly získány nejvhodnější svařovací parametry, připravte svařované díly pro svařovací zkoušky a hodnocení procesu.
(4) Rozumná poloha pozicionéru, poloha svařovací hořáku a poloha svařovacího hořáku vzhledem ke sváru. Po upevnění obrobku na pozicionér, pokud není svárová spojnice v ideální poloze a úhlu, je během programování nutné pozicionér neustále upravovat, aby byla svárová spojnice postupně přivedena do vodorovné polohy. Současně je nutné neustále upravovat polohy jednotlivých os robotu, aby byly rozumně určeny poloha, úhel a délka výstupu svařovacího drátu svařovacího hořáku vzhledem ke sváru. Po určení polohy obrobku je vizuální určení polohy svařovacího hořáku vzhledem ke sváru pro programátora obtížné. To vyžaduje, aby programátoři dokázali efektivně shrnovat a nahromadit zkušenosti.
(5) Včas vložte program čištění hořáku. Po napsání svařovacího programu určité délky by měl být program čištění hořáku okamžitě vložen. Tím se zabrání ucpaní svařovacího tryskovače a kontaktního hrotu rozstřikem při svařování, zajišťuje se čistota hořáku, prodlužuje se životnost tryskovače, zajišťuje se spolehlivé zapálení oblouku a snižuje se rozstřik při svařování.
(6) Programování by obecně nemělo probíhat najednou v jednom kroku. Vyžaduje neustálé testování a úpravy během robotického svařování, například úpravu svařovacích parametrů a polohy hořáku, aby byl vytvořen kvalitní program.
Náklady na provoz a analýza řízení
Mazací oleje se srovnatelným výkonem a účinností lze za nižší cenu nahradit jinými. Zlepšení údržby během svařovacího procesu prodlužuje životnost spotřebních dílů, jako jsou tryskovače a kontaktní hroty. Navíc preventivní údržba robotického systému efektivně prodlužuje životnost komponent.
Vysoce kvalifikovaní manažeři, technici a obsluha jsou nezbytní pro dosažení maximální účinnosti robotů. Úspěch provozu svařovacích robotů v podniku závisí do značné míry na jeho pracovní síle; proto je stabilní pracovní síla klíčová.
