Lázertechnológia

Az hegesztőrobotok a modern automatizált hegesztőgyártósorok alapvető végrehajtó egységei. Mozgásuk pontossága, reakciósebessége és teherbíró képessége nagymértékben függ a meghajtórendszer teljesítményétől. A meghajtórendszer feladata a vezérlési parancsok átalakítása a robot ízületeinek mozgásává.

Az hegesztőrobotok meghajtási módjai főként az alábbi alaptípusokra oszthatók:

1.Hidraulikus meghajtású robot:  Ahogy a neve is mutatja, ez a robottípus hidraulikus energiát használ mechanikai mozgások végrehajtására. Jellemzői: 100 kg feletti fogóerő, sima átvitel, kompakt szerkezet és érzékeny mozgás. Ugyanakkor a tömítőberendezésekkel szemben nagyon szigorú követelményeket támaszt.

Előnyök:

Magas teljesítmény/tömeg arány:  A kimenő erő sokkal nagyobb, mint a nevezett térfogatú pneumatikus és villamos meghajtásoké.

Sima Mozgás: A hidraulikaolaj csillapító tulajdonságokkal rendelkezik, és erős ütésállósággal bír.

Önkenyelmező:  A hidraulikaolaj kenőanyagként működik a mozgó alkatrészeknél, és hosszú élettartamú.

Korlátozások:

Hajlamos a szivárgásra:  A tömítések kopása könnyen olajszivárgáshoz vezethet, ami szennyezi a hegesztett munkadarabot.

Hőmérsékletváltozásra való érzékenység: Az olaj hőmérsékletének változása a viszkozitás változását eredményezi, ami befolyásolja a szabályozási pontosságot.

Összetett karbantartás:  Szükséges egy hidraulikállomás, hűtő- és szűrőrendszer, amely nagy területet foglal el.

2.Pneumatikus manipulátorok  azok a manipulátorok, amelyek sűrített levegőt használnak meghajtóként. Fő előnyeik: könnyen elérhető levegőforrás, alacsony kimeneti erő, gyors pneumatikus működés, viszonylag egyszerű szerkezet és alacsony költség. Hátrányaik közé tartozik azonban a levegő összenyomhatósága miatti rossz stabilitás az üzemelési sebességben, jelentős ütés, valamint általában korlátozott fogóteher (kb. 30 kg), amit a viszonylag alacsony levegőnyomás okoz. A hidraulikus manipulátorokhoz képest a pneumatikus manipulátorok jobban alkalmazhatók nagysebességű, kis terhelésű, magas hőmérsékletű és poros környezetekben.

Előnyök:

Alacsony költség:  Olcsó levegőforrás és meghajtók, egyszerű karbantartás.

Nincs túlmelegedés: Jó hőelvezetés, alkalmas kiegészítő műveletekre magas hőmérsékletű hegesztési környezetben.

Tisztítás:  Szennyezésmentes kifúvás.

Korlátozások:

Gyenge pozicionálási képesség:  Nehéz tetszőleges köztes pont pontos megadása; csak végpontokhoz alkalmas.

Alacsony sebességű mászás:  Instabil mozgás alacsony sebességnél.

Magas zajszint:  A kipufogó zaj általában meghaladja a 75 dB-t.

3. Mechanikus hajtású robotkar: Ez a robotkar típus mechanikus hajtási mechanizmussal működik. Speciális, fő gépi eszközhöz rögzített robotkar, amelynek teljesítményét elsősorban a munkamechanizmusból származtatja. Fő jellemzői a pontos és megbízható mozgás, valamint a magas működési gyakoriság, de nagyobb szerkezeti méretű, és mozgásprogramja rögzített. Gyakran használják anyagok betáplálására és eltávolítására a fő gépi eszközön.

Előnyök:

Magas pontosság és pontos áttétel: A mechanikus hajtás merev fogazáson vagy érintkezésen alapul, így nincs csúszás (pl. fogaskerekek vagy menetes orsók), ami lehetővé teszi a pontos áttételt és a magas ismételhetőséget. Elkerüli a hidraulikus rendszerekben gyakori szivárgási vagy hiszterézis-problémákat.

Gyors válaszidő:  A mechanikus alkatrészek nagy merevséggel rendelkeznek, és nem rendelkeznek a hidraulikus olaj vagy gáz összenyomhatóságával, így közvetlen mozgásátvitelt és gyors reakciót biztosítanak az indításnál, leállításnál és irányváltásnál, ami alkalmas a nagy sebességű üzemeltetésre.

Erős Teherbírás: Jól megtervezett fogaskerék-hajtómű vagy kapcsolódó mechanizmus segítségével nagy statikus és dinamikus terheléseket képes elviselni, és magas átviteli hatásfokkal rendelkezik (különösen a fogaskerék-hajtás esetében, ahol a hatásfok 90 %- feletti értéket is elér).

Magas megbízhatóság és hosszú élettartam:  Jó kenés és normál üzemeltetési körülmények mellett a mechanikus alkatrészek hosszú fáradási élettartammal rendelkeznek, egyértelmű hibamódokkal, és könnyen előre jelezhetők és karbantarthatók.

Előnyök:  Erős környezeti alkalmazkodóképesség: Ellentétben az elektromos hajtásokkal, amelyek érzékenyek az elektromágneses zavarokra, illetve a hidraulikus hajtásokkal, amelyek érzékenyek az olajszennyeződésre, a tisztán mechanikus hajtások bizonyos mértékig ellenállnak a nehéz környezeti feltételeknek, például a magas hőmérsékletnek, a poros környezetnek és a sugárzásnak.

Korlátozások:  

Bonyolult szerkezet és nagy méret/súly:  A többfokozatú szabadságfokú mozgások eléréséhez összetett kapcsolódó elemek, csuklók és fogaskerekek kombinációja szükséges, amely egy nagy tehetetlenségi nyomatékú, kötetes robotot eredményez, és korlátozza a nagysebességű dinamikus teljesítményt.

Gyenge rugalmasság: Miután a tisztán mechanikus hajtások (pl. kamkerekek és mechanizmusok) tervezése és gyártása megtörtént, a mozgáspálya és a lökethossz rögzített, így nehéz alkalmazkodni a sokféle termék, kis sorozatú gyártási igényekhez. A mozgás módosítása általában a kamkerék cseréjét vagy a mechanizmus beállítását igényli, ami időigényes és munkaerő-igényes folyamat.

Játszás létezik:  A fogaskerekek kapcsolódása és a csuklós kapcsolatok elkerülhetetlenül játszást eredményeznek. A hosszú távú kopás tovább fokozza a játszást, csökkentve ezzel a hajtás úthosszát és pozicionálási pontosságát, ami negatívan befolyásolja az hegesztési pályák minőségét.

Magas gyártási költségek és karbantartási igények:  A precíziós fogaskerekek, nagy pontosságú menetes orsók és egyéb alkatrészek gyártása nehéz és költséges. Ugyanakkor a mechanikai csuklóknak rendszeres kenésre, porvédő intézkedésekre és kopásfigyelésre van szükségük, ami jelentős karbantartási munkát eredményez.

Előnyök:  Zaj és rezgés: Nagy sebességű üzemelés közben a fogaskerék-átfogás ütése és a kapcsolódó tehetetlenség jelentős zajt és mechanikai rezgést okozhat, amely potenciálisan befolyásolhatja a hegesztőív stabilitását.

4. Elektromos hajtású robotkar: Ez a robotkar-típus különleges szerkezetű indukciós motort, lineáris elektromechanikus rendszert vagy teljesítményes léptetőmotort használ közvetlenül a meghajtó elem meghajtására. Mivel nincs szükség köztes átalakító mechanizmusra, a mechanikai szerkezet viszonylag egyszerű. A lineáris motoros robotkarok különösen magas sebességet és hosszú lökethosszt biztosítanak, és karbantartásuk, valamint használatuk rendkívül kényelmes.

Előnyök:

Legmagasabb pontosság: Képes összetett térbeli görbék (pl. körívek és spline-görbék) hegesztésére.

Rugalmas vezérlés:  Könnyen digitalizálható, hálózatba köthető és tanítási programozás alkalmazható.

Magas energiahatékonyság: Az energiaátalakítási hatékonyság több mint 90%-os is lehet, alacsony az üzemi készenléti fogyasztás.

Alacsony karbantartás:  Nincs szükség hidraulikus olajra vagy levegős csövekre, így tisztaságot biztosít.

Korlátozások:

Magas költség: A szervomotorok és a precíziós fogaskerekes hajtóművek drágák.

Túlmelegedés-védelem: A motor hűtését figyelni kell a teljes terhelés mellett hosszabb ideig tartó nagysebességű hegesztés során.

Érzékeny elektromágneses interferenciára:  Megfelelő árnyékolásra és földelésre van szükség.

Összességében a modern hegesztőrobotok az átfogó villamosítás, a nagy pontosság, a hálózatosítás és az együttműködés irányába fejlődnek. A meghajtó- és hajtóműrendszerek mély integrációja (például a közvetlen meghajtású nyomatékmotorokban a fogaskerék-hajtómű kiküszöbölése, illetve a meghajtómodulok beépítése a csuklókba) tovább növeli a megbízhatóságot és a pálya-követési teljesítményt. A jövőben a szervóvezérlési algoritmusok (pl. erővezérlés és vizuális szervóvezérlés) és a mesterséges intelligencia technológiájának kombinációjával a hegesztőrobotok egyre intelligensebbé és rugalmasabbá válnak, hogy megfeleljenek a folyamatosan bonyolultabb hegesztési folyamatoknak és gyártási környezeti igényeknek.