Κάμπτηλος Πression

Οι κινητοί ρομπότ για συγκόλληση είναι ρομπότ που εκτελούν εργασίες συγκόλλησης και αποτελούνται κυρίως από δύο μέρη: τον ίδιο τον ρομπότ και τον εξοπλισμό συγκόλλησης. Οι ρομπότ για συγκόλληση διακρίνονται συνήθως σε ρομπότ για σημειακή συγκόλληση και ρομπότ για τόξου συγκόλληση. Οι ρομπότ μπορούν να δούνε σε λειτουργία σε διάφορες βιομηχανίες, με τους κινητούς ρομπότ για συγκόλληση να είναι ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους στη βιομηχανία. Έτσι, γνωρίζετε την ταξινόμηση και τα χαρακτηριστικά των ρομπότ για συγκόλληση; Ας ρίξουμε μια ματιά στη σχετική εισαγωγή.

Χαρακτηριστικά των ρομπότ για τόξου συγκόλλησης

Οι ρομπότ για την τόξου συγκόλληση χρησιμοποιούν κυρίως μεθόδους συγκόλλησης με προστατευτικό αέριο. Συνηθισμένες πηγές συγκολλητικής ενέργειας, όπως οι βασισμένες σε θυρίστορ, οι βασισμένες σε αντιστροφέα, οι ελεγχόμενες ως προς τον κύκλο, οι παλμικές ή οι μη παλμικές, μπορούν όλες να εγκατασταθούν στο ρομπότ για τη συγκόλληση τόξου. Δεδομένου ότι η κονσόλα ελέγχου του ρομπότ χρησιμοποιεί ψηφιακό έλεγχο, ενώ η πηγή συγκολλητικής ενέργειας είναι κυρίως αναλογική, απαιτείται διεπαφή μεταξύ της πηγής συγκολλητικής ενέργειας και της κονσόλας ελέγχου.

Τα χαρακτηριστικά τους μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

1. Υψηλή απόδοση και σταθερότητα παραγωγής

l  Δυνατότητα συνεχούς λειτουργίας: Μπορεί να λειτουργεί 24 ώρες το 24ωρο χωρίς διακοπή, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση παραγωγής.

l  **Σταθερός χρόνος κύκλου:** Οι παράμετροι, όπως η ταχύτητα συγκόλλησης, η ταχύτητα προώθησης του σύρματος και η τροχιά ταλάντωσης, παραμένουν σταθεροί, ανεπηρέαστοι από την κόπωση του χειριστή ή τις διακυμάνσεις του επιπέδου δεξιοτήτων του, διασφαλίζοντας συνεπή χρόνο κύκλου παραγωγής για κάθε προϊόν.

2. **Εξαιρετική συνέπεια ποιότητας συγκόλλησης:**

l  Υψηλή ακρίβεια τροχιάς: Εξαιρετικά υψηλή επαναληψιμότητα (συνήθως ±0,05 mm έως ±0,1 mm), που επιτρέπει την ακριβή αναπαραγωγή της διδαχθείσας τροχιάς και αποφεύγει τυχαία ελαττώματα που συνήθως προκύπτουν στη χειροκίνητη συγκόλληση, όπως η υποκοπή, η απόκλιση της συγκόλλησης και οι γραμμές συγκόλλησης.

l  Σταθερές παράμετροι διαδικασίας: Ακριβής έλεγχος του ρεύματος συγκόλλησης, της τάσης, του μήκους της πλάσματος και της ταχύτητας συγκόλλησης διασφαλίζει ευέλικτη και οπτικά ελκυστική μορφή συγκόλλησης, σταθερή διείσδυση και σημαντική μείωση των ποσοστών επανεργασίας.

l  Μειωμένη σωματική προσπάθεια: Για εντατική συγκόλληση μεγάλων δομικών εξαρτημάτων (όπως μηχανήματα εντατικής χρήσης και τμήματα πλοίων), ο ρομπότ εξαλείφει την ανάγκη λήψης υπόψη των σωματικών ορίων του χειριστή κατά την κράτηση της συγκολλητικής λαβής, επιτρέποντας εύκολα την εκτέλεση μακροχρόνιας συγκόλλησης σε περίπλοκες στάσεις.

3**Υψηλή ευελιξία και ενσωμάτωση αυτοματοποίησης:**

l  Γρήγορη εναλλαγή: Με την τροποποίηση του προγράμματος ελέγχου, μπορεί να προσαρμοστεί γρήγορα στις απαιτήσεις συγκόλλησης διαφορετικών προϊόντων, είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για παραγωγικά μοντέλα με πολλές παραλλαγές και μικρές παρτίδες.

l  Σύνδεση εξωτερικού άξονα: Συνήθως εξοπλίζεται με λειτουργικότητα σύνδεσης προσανατολιστή. Ο ρομπότ και ο προσανατολιστής (στροφείο) κινούνται ταυτόχρονα, διατηρώντας πάντοτε τη συγκολλητική λάμπα σε «κατακόρυφη προς τα κάτω» ή βέλτιστη συγκολλητική στάση, επιτυγχάνοντας υψηλής ποιότητας συγκόλληση πολύπλοκων χωρικών καμπυλών.

l  Ολοκλήρωση συστήματος: Ενσωματώνεται εύκολα με συστήματα φόρτωσης/εκφόρτωσης, ρομπότ χειρισμού, συστήματα οπτικής αναγνώρισης και συστήματα ελέγχου ποιότητας (όπως παρακολούθηση λωρίδας συγκόλλησης με λέιζερ και παρακολούθηση της λιωμένης λεκάνης), προκειμένου να δημιουργηθούν αυτόνομες έξυπνες μονάδες παραγωγής ή ψηφιακά εργαστήρια.

4. Εξάρτηση από την προ-παραγωγική προετοιμασία και διαχείριση

l  Υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας του τεμαχίου εργασίας: Οι ρομπότ συγκόλλησης με τόξο είναι συσκευές τύπου «διδασκαλίας και αναπαραγωγής» ή βασίζονται σε αισθητήρες υψηλής ακρίβειας. Εάν η ακρίβεια φόρτωσης του τεμαχίου εργασίας είναι χαμηλή ή η σχισμή συναρμολόγησης είναι ασταθής, το ρομπότ δεν μπορεί να προσαρμόσει την τεχνική του με την ίδια ευελιξία που έχει ο ανθρώπινος συγκολλητής, με αποτέλεσμα να προκύψουν εύκολα φαινόμενα διάτρησης ή μη πλήρους διείσδυσης. Ως εκ τούτου, απαιτούνται συνήθως εξοπλισμοί και συγκρατητικά υψηλής ακρίβειας.

l  Εμπόδια στον προγραμματισμό και τη συντήρηση: Παρά το γεγονός ότι είναι διαθέσιμος ο εκτός γραμμής προγραμματισμός και οι τεχνολογίες διδασκαλίας με σύρσιμο και αφή (drag-and-drop), απαιτούνται ακόμη υψηλά επίπεδα δεξιοτήτων προγραμματισμού, γνώσεων της διαδικασίας συγκόλλησης και εμπειρίας στη συντήρηση εξοπλισμού από τους χειριστές.

l  Μεγάλη αρχική επένδυση: Το ίδιο το εξοπλισμός, οι θέσεις προσανατολισμού (positioner), οι εξοπλισμοί και τα συγκρατητικά, τα συστήματα ασφαλείας και οι μεταγενέστερες δαπάνες συντήρησης είναι σχετικά υψηλές.

Συνοψίζοντας, τα βασικά χαρακτηριστικά των ρομπότ της τόξου συγκόλλησης είναι η σταθερότητα, η αποδοτικότητα και η ακρίβεια, βελτιώνοντας σημαντικά την ενιαιότητα της ποιότητας συγκόλλησης και το επίπεδο αυτοματοποίησης της παραγωγής. Ωστόσο, τίθενται επίσης υψηλότερες απαιτήσεις όσον αφορά την ακρίβεια των προηγούμενων διαδικασιών (προετοιμασία υλικού, κατεργασία πλευρών, συναρμολόγηση) καθώς και τη διαχείριση και τη συντήρηση της διαδικασίας.

Χαρακτηριστικά των Ρομπότ Σημειακής Συγκόλλησης

Λόγω της χρήσης ενός ενσωματωμένου συγκολλητικού γκριπ, ο μετασχηματιστής συγκόλλησης τοποθετείται πίσω από το συγκολλητικό γκριπ, γεγονός που σημαίνει ότι ο μετασχηματιστής του ρομπότ σημειακής συγκόλλησης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο μικροσκοπικός. Σήμερα, οι νέοι χρονοδιακόπτες βασίζονται σε μικροϋπολογιστές, επομένως η κονσόλα ελέγχου του ρομπότ μπορεί να ελέγχει απευθείας τον χρονοδιακόπτη, χωρίς την ανάγκη για ξεχωριστή διεπαφή.

Το καυστικό όργανο του ρομπότ σημειακής συγκόλλησης χρησιμοποιεί ηλεκτρικό σερβο-καυστικό όργανο. Το άνοιγμα και το κλείσιμο του καυστικού οργάνου κινείται από ένα σερβοκινητήρα με ανάδραση από κωδικοποιητή, επιτρέποντας την ελεύθερη επιλογή και προκαθορισμένη ρύθμιση του βαθμού ανοίγματος του καυστικού οργάνου σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες, ενώ η δύναμη σύσφιξης μεταξύ των ηλεκτροδίων μπορεί επίσης να ρυθμιστεί συνεχώς.

Τα χαρακτηριστικά των ρομπότ σημειακής συγκόλλησης μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

1. Εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα κίνησης και σύντομος χρόνος κύκλου

l  Υψηλή ταχύτητα κίνησης: Τα ρομπότ σημειακής συγκόλλησης χρησιμοποιούν συνήθως εναλλασσόμενου ρεύματος σερβοκινητήρες για την κίνησή τους, προσφέροντας εξαιρετικά υψηλή επιτάχυνση και ταχύτητα κίνησης (οι μέγιστες ταχύτητες μπορούν να φτάσουν πάνω από 2,0 m/s), προκειμένου να επιτευχθούν γρήγορα άλματα μεταξύ εκατοντάδων σημείων συγκόλλησης. 1. Εξαιρετικά

l  Σύντομος Χρόνος Κύκλου: Ο χρόνος συγκόλλησης σε μονό σημείο απαιτεί συνήθως μόνο 1,5–3 δευτερόλεπτα (συμπεριλαμβανομένης της προσπίεσης, της ενεργοποίησης, της διατήρησης και της παύσης). Ο ρομπότ μπορεί να ολοκληρώνει την ακριβή τοποθέτηση μεταξύ των σημείων συγκόλλησης με εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα, καλύπτοντας τις απαιτήσεις υψηλού χρόνου κύκλου των γραμμών παραγωγής αυτοκινήτων, όπου ένα αυτοκίνητο εξέρχεται από τη γραμμή κάθε δεκάδες δευτερόλεπτα.

2. Υψηλή Φέρουσα Ικανότητα και Δομή Υψηλής Σκληρότητας

l  Μεγάλο Φορτίο: Οι ρομπότ σημειακής συγκόλλησης απαιτούν ενσωματωμένο μετασχηματιστή συγκόλλησης, συγκολλητικό σφιγκτήρα (συμπεριλαμβανομένων των βραχιόνων ηλεκτροδίων), καλώδια και σωλήνες ψύξης με νερό. Το συνολικό φορτίο κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 100 kg και 500 kg (σημαντικά υψηλότερο από τα 6 kg–20 kg των ρομπότ τόξου συγκόλλησης).

l  Δομική Ενίσχυση: Λόγω των σημαντικών δυνάμεων πλήγματος και αντίδρασης που δημιουργούνται κατά το κλείσιμο της συγκολλητικής γριπσίμας και την εφαρμογή πίεσης (η πίεση φτάνει συνήθως τα 300 kgf–600 kgf), το σώμα του ρομπότ και η δομή του καρπού πρέπει να διαθέτουν εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα, προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η θέση του σημείου συγκόλλησης δεν μετατοπίζεται κατά τη στιγμή της εφαρμογής της πίεσης.

3. Τεχνολογία Ολοκληρωμένης Συγκολλητικής Γριπσίμας και Έλεγχου Σερβοκινητήρα

l  Ολοκληρωμένη Συγκολλητική Γριπσίμα: Για τη μείωση των απωλειών καλωδίων και τη βελτίωση της ταχύτητας ανταπόκρισης, τα ρομπότ σημειακής συγκόλλησης χρησιμοποιούν συνήθως ολοκληρωμένες συγκολλητικές γριπσίμες με μετασχηματιστή (ο μετασχηματιστής και η συγκολλητική γριπσίμα είναι ενσωματωμένα), οι οποίες τοποθετούνται απευθείας στον καρπό του ρομπότ.

l  Συγκολλητική Γριπσίμα Σερβοκινητήρα (Κινούμενη από Σερβοκινητήρα): Τα σύγχρονα υψηλής ποιότητας ρομπότ σημειακής συγκόλλησης χρησιμοποιούν ευρέως συγκολλητικές γριπσίμες σερβοκινητήρα, οι οποίες προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές πνευματικές συγκολλητικές γριπσίμες:

²  Μεγαλύτερη Διάρκεια Ζωής των Ηλεκτροδίων: Ο ακριβής έλεγχος της ταχύτητας κλεισίματος των ηλεκτροδίων μειώνει το πλήγμα και τον σπινθηρισμό.

²  Ακριβής και ρυθμιζόμενη πίεση: Η πίεση συγκόλλησης μπορεί να ρυθμίζεται δυναμικά ανάλογα με το πάχος του φύλλου και τον αριθμό των στρωμάτων.

²  Ευέλικτο διάστημα κίνησης: Αυτόματη ρύθμιση του διαστήματος ανοίγματος ανάλογα με τα διαφορετικά εξαρτήματα, εξαλείφοντας την ανάγκη αντικατάστασης κυλίνδρων ή ρύθμισης διακοπτών ορίου.

²  Παρακολούθηση ποιότητας: Η πραγματικού χρόνου ανατροφοδότηση για τη φθορά των ηλεκτροδίων διευκολύνει την προληπτική συντήρηση.

4. Πολύπλοκη σύνδεση εξωτερικού άξονα και χωρική προσβασιμότητα

l  Συνεργασία πολλαπλών αξόνων: Στις γραμμές συγκόλλησης σώματος αυτοκινήτου (body-in-white), οι ρομπότ σημειακής συγκόλλησης χρειάζεται συνήθως να συνδέονται με ενεργούς περιστροφικούς σταθμούς (servo positioners) ή με έβδομο άξονα (οριζόντιος/καθετός ράγα εδάφους/οροφής), προκειμένου να επιτευχθεί συγκόλληση σε όλες τις θέσεις μεγάλων και πολύπλοκων καμπύλων επιφανειών, όπως είναι οι πλάκες του σώματος, οι οροφές και οι πλάκες του δαπέδου.

l  Ικανότητα Αποφυγής Εμποδίων: Η περίπλοκη δομή του καροτσαμιού του οχήματος και ο μεγάλος αριθμός σημείων συγκόλλησης (ένα τυπικό όχημα έχει 3.000–5.000 σημεία συγκόλλησης) απαιτούν από το ρομπότ περίπλοκες δυνατότητες σχεδιασμού διαδρομής, προκειμένου να αποφευχθεί η παρεμβολή μεταξύ της συγκολλητικής γκάντζας και του καροτσαμιού ή των εξαρτημάτων στους περιορισμένους χώρους.

5. Υψηλή Εξάρτηση από Εργαλειομηχανές, Συγκρατητικά και Ολοκλήρωση Συστημάτων

l  Ακριβής Τοποθέτηση: Η σημειακή συγκόλληση έχει χαμηλή ανοχή σε κενά συναρμολόγησης των τεμαχίων εργασίας. Για να διασφαλιστεί η ποιότητα της συγκόλλησης (διάμετρος της συγκολλητικής «κρούστας», ποσοστό διείσδυσης), απαιτούνται συνήθως υψηλής ακρίβειας συγκρατητικά συγκόλλησης, προκειμένου να ασφαλιστεί πλήρως το τεμάχιο εργασίας και να αποτραπούν κενά ή εκτροπές κατά την άσκηση πίεσης.

l  Πολυπλοκότητα του συστήματος: Το εργαστήριο ρομπότ σημειακής συγκόλλησης ενσωματώνει όχι μόνο το σώμα του ρομπότ, αλλά επίσης και ένα σύστημα ψύξης με νερό (για ψύξη του μετασχηματιστή της συγκολλητικής πιστολέτας και των ηλεκτροδίων), ένα γρανάζι για την ακρίβεια των ηλεκτροδίων (που γρανάζει αυτόματα την κεφαλή του ηλεκτροδίου για διατήρηση της αγωγιμότητας), έναν ελεγκτή συγκόλλησης και ένα σύστημα ομαδικού ελέγχου (που ρυθμίζει χρονικά την παροχή ισχύος όταν πολλά ρομπότ λειτουργούν ταυτόχρονα, προκειμένου να αποφευχθούν διακυμάνσεις στο δίκτυο).

6. Ευφυής και συνεχής παρακολούθηση της ποιότητας

l  Προσαρμοστική αντιστάθμιση: Τα σύγχρονα ρομπότ σημειακής συγκόλλησης διαθέτουν προσαρμοστικές δυνατότητες για την αντιμετώπιση της φθοράς των ηλεκτροδίων, των διακυμάνσεων στο πάχος των τεμαχίων εργασίας και της απόκλισης του ρεύματος. Μπορούν να ρυθμίζουν σε πραγματικό χρόνο το ρεύμα συγκόλλησης και τον χρόνο εφαρμογής της πίεσης, παρακολουθώντας παραμέτρους όπως η δυναμική αντίσταση και η μετατόπιση των ηλεκτροδίων.

l  Εντοπισιμότητα της ποιότητας: Οι παράμετροι συγκόλλησης για κάθε σημείο συγκόλλησης (ρεύμα, πίεση, χρόνος, αριθμός φθοράς των ηλεκτροδίων) μπορούν να ανεβούν στο Σύστημα Εκτέλεσης Παραγωγής (MES), επιτρέποντας πλήρη εντοπισιμότητα της ποιότητας σε όλο το κύκλο ζωής ελεγξιμότητα. Αυτή είναι μια συνηθισμένη απαίτηση στα συστήματα ποιότητας της αυτοκινητοβιομηχανίας (όπως το IATF 16949).

Περίληψη: Οι βασικές χαρακτηριστικές των ρομπότ σημειακής συγκόλλησης μπορούν να συνοψιστούν ως εξής: υψηλή ικανότητα φόρτισης, υψηλής ταχύτητας κίνηση από σημείο σε σημείο, ακριβής εφαρμογή πίεσης μέσω σερβο-κολλητικών πιστολιών και ολοκλήρωση συστήματος που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα εργαλεία και τα στερεωτικά.

Στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, οι ρομπότ σημειακής συγκόλλησης αποτελούν βασικό εξοπλισμό στη γραμμή παραγωγής του «σώματος σε λευκό» (body-in-white). Οι τεχνικές προκλήσεις δεν περιορίζονται μόνο στον έλεγχο κίνησης υψηλής φόρτισης του ίδιου του ρομπότ, αλλά επεκτείνονται και στην εμβάθυνση της ολοκλήρωσης των διαδικασιών συγκόλλησης με τα συστήματα αυτοματισμού — συμπεριλαμβανομένης της αντιστάθμισης της φθοράς των ηλεκτροδίων, του συντονισμού ελέγχου πολλαπλών μηχανών και της παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο της ποιότητας της συγκόλλησης. Εάν αξιολογείτε την εφαρμογή ρομπότ σημειακής συγκόλλησης, συνιστάται να επικεντρωθείτε στα εξής: την ακρίβεια θέσης του τεμαχίου εργασίας, τις ρυθμίσεις του κύκλου αναγόνισης των ηλεκτροδίων και τον εφεδρικό σχεδιασμό του συστήματος ψύξης. Αυτά αποτελούν συχνά καθοριστικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διαθεσιμότητα της γραμμής παραγωγής.

Αυτό ολοκληρώνει την εισαγωγή στην ταξινόμηση και τα χαρακτηριστικά των ρομπότ συγκόλλησης. Τα ρομπότ συγκόλλησης χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες. Η εμφάνισή τους έχει μειώσει την εντατικότητα της ανθρώπινης εργασίας, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν σε περίπλοκα περιβάλλοντα, να λειτουργούν συνεχώς, να αυξάνουν την παραγωγικότητα της εργασίας και να μειώνουν τις επενδύσεις των επιχειρήσεων.