Teknologi laser

Robot pengelasan merupakan unit eksekusi inti pada jalur produksi pengelasan otomatis modern. Akurasi gerak, kecepatan respons, dan kapasitas beban robot sangat bergantung pada kinerja sistem penggerak. Sistem penggerak bertugas menerjemahkan perintah kontrol menjadi gerakan sendi robot.

Metode penggerak robot pengelasan terutama diklasifikasikan ke dalam jenis-jenis dasar berikut:

1.Robot transmisi hidrolik:  Seperti namanya, jenis robot ini menggunakan tenaga hidrolik untuk menjalankan gerakan mekanis. Karakteristiknya meliputi: kapasitas cengkeram lebih dari 100 kg, transmisi yang halus, struktur yang kompak, serta gerakan yang responsif. Namun, robot ini memiliki persyaratan yang sangat ketat terhadap perangkat penyegel.

Keunggulan:

Rasio daya-terhadap-berat tinggi:  Gaya keluaran jauh lebih besar dibandingkan penggerak pneumatik dan listrik untuk volume yang sama.

Pergerakan halus: Minyak hidrolik memiliki karakteristik peredaman dan ketahanan benturan yang kuat.

Pelumasan mandiri:  Minyak hidrolik melumasi komponen bergerak dan memiliki masa pakai yang panjang.

Keterbatasan:

Rentan bocor:  Keausan segel dapat dengan mudah menyebabkan kebocoran minyak, sehingga mengontaminasi komponen las.

Sensitivitas terhadap kenaikan suhu: Perubahan suhu minyak menyebabkan perubahan viskositas, yang memengaruhi akurasi pengendalian.

Perawatan Kompleks:  Memerlukan stasiun hidrolik, sistem pendingin dan filtrasi, serta menempati area yang luas.

2.Manipulator pneumatik  adalah manipulator yang menggunakan udara bertekanan untuk menggerakkan aktuatornya. Keunggulan utamanya meliputi: sumber udara yang mudah tersedia, gaya keluaran rendah, aksi pneumatik yang cepat, struktur relatif sederhana, dan biaya rendah. Namun, kelemahannya antara lain stabilitas kecepatan operasi yang buruk akibat sifat kompresibilitas udara, dampak yang signifikan, serta batas beban cengkeram umumnya sekitar 30 kg karena tekanan udara yang relatif rendah. Dibandingkan manipulator hidrolik, manipulator pneumatik lebih cocok untuk lingkungan berkecepatan tinggi, beban ringan, suhu tinggi, dan berdebu.

Keunggulan:

Biaya rendah:  Sumber udara dan aktuator yang murah, perawatan sederhana.

Tidak terjadi overheating: Dissipasi panas yang baik, cocok untuk gerakan bantu dalam lingkungan pengelasan bersuhu tinggi.

Bersih:  Buangannya bebas polusi.

Keterbatasan:

Kemampuan penentuan posisi yang buruk:  Sulit mencapai penentuan posisi titik tengah secara sembarang; hanya cocok untuk posisi ujung.

Merayap kecepatan rendah:  Gerakan tidak stabil pada kecepatan rendah.

Kebisingan tinggi:  Kebisingan knalpot biasanya melebihi 75 dB.

3. Lengan Robot Transmisi Mekanis: Jenis lengan robot ini digerakkan oleh mekanisme transmisi mekanis. Ini merupakan lengan robot khusus yang terpasang pada peralatan mesin utama, dengan tenaga utamanya ditransmisikan dari mekanisme kerja. Karakteristik utamanya adalah gerakan yang akurat dan andal, frekuensi gerak tinggi, namun memiliki struktur yang lebih besar dan program geraknya tetap. Lengan robot ini sering digunakan untuk memuat dan membongkar bahan pada peralatan mesin utama.

Keunggulan:

Presisi tinggi dan rasio transmisi akurat: Transmisi mekanis didasarkan pada pengaitan kaku atau kontak langsung, tanpa terjadi selip (seperti roda gigi atau sekrup pengarah), sehingga memungkinkan rasio transmisi yang presisi dan pengulangan yang tinggi. Transmisi ini menghindari masalah kebocoran atau histeresis yang umum terjadi pada sistem hidrolik.

Kecepatan respons cepat:  Komponen mekanis memiliki kekakuan tinggi dan tidak memiliki sifat mampat seperti minyak hidrolik atau gas, sehingga menghasilkan transmisi gerak langsung serta respons cepat saat mulai, berhenti, dan membalik arah, cocok untuk operasi kecepatan tinggi.

Kapasitas Muatan Kuat: Melalui gearbox atau mekanisme penghubung yang dirancang dengan baik, sistem ini mampu menahan beban statis dan dinamis besar, serta memiliki efisiensi transmisi tinggi (terutama transmisi roda gigi, dengan efisiensi mencapai lebih dari 90%).

Keandalan tinggi dan masa pakai panjang:  Dalam kondisi pelumasan yang baik dan operasi normal, komponen mekanis memiliki masa pakai kelelahan yang panjang, pola kegagalan yang jelas, serta mudah diprediksi dan dipelihara.

Keunggulan:  Kemampuan adaptasi lingkungan yang kuat: Berbeda dengan penggerak listrik yang rentan terhadap gangguan elektromagnetik, serta berbeda dengan penggerak hidrolik yang rentan terhadap kontaminasi minyak, transmisi mekanis murni memiliki toleransi tertentu terhadap lingkungan keras seperti suhu tinggi, debu, dan radiasi.

Keterbatasan:  

Struktur kompleks dan ukuran/berat besar:  Mencapai gerakan multi-derajat-kebebasan memerlukan kombinasi kompleks antara batang penghubung, sambungan, dan roda gigi, sehingga menghasilkan robot berukuran besar dengan momen inersia tinggi, yang membatasi kinerja dinamis kecepatan tinggi.

Kelenturan rendah: Setelah desain dan pembuatan transmisi mekanis murni (seperti cam dan mekanisme penghubung) selesai, lintasan gerak dan langkahnya menjadi tetap, sehingga sulit beradaptasi terhadap kebutuhan produksi fleksibel untuk berbagai macam produk dalam jumlah kecil. Mengubah gerak biasanya memerlukan penggantian cam atau penyesuaian mekanisme penghubung, yang memakan waktu dan tenaga.

Terjadi backlash:  Pengaitan roda gigi dan sambungan engsel secara tak terelakkan menimbulkan backlash. Keausan jangka panjang memperparah backlash tersebut, sehingga mengurangi akurasi jarak tempuh transmisi dan akurasi posisioning, serta memengaruhi kualitas lintasan pengelasan.

Biaya manufaktur tinggi dan kebutuhan perawatan intensif:  Gigi presisi, sekrup ulir presisi tinggi, dan komponen lainnya sulit serta mahal untuk diproduksi. Secara bersamaan, sambungan mekanis memerlukan pelumasan berkala, pencegahan debu, serta pemantauan keausan, sehingga menimbulkan beban perawatan yang besar.

Keunggulan:  Kebisingan dan Getaran: Selama operasi berkecepatan tinggi, benturan akibat penggabungan gigi dan inersia rantai transmisi akan menghasilkan kebisingan serta getaran mekanis yang signifikan, yang berpotensi memengaruhi stabilitas busur las.

4. Lengan Robot Penggerak Listrik: Jenis lengan robot ini menggunakan motor induksi berstruktur khusus, sistem elektromekanis linear, atau motor stepper bertenaga untuk menggerakkan aktuator secara langsung. Karena tidak memerlukan mekanisme konversi antara, struktur mekanisnya relatif sederhana. Khususnya, lengan robot berpenggerak motor linear menawarkan kecepatan tinggi dan panjang langkah yang besar, serta sangat mudah dalam perawatan dan penggunaannya.

Keunggulan:

Presisi Tertinggi: Mampu melakukan pengelasan pada kurva spasial kompleks (seperti busur lingkaran dan kurva spline).

Kontrol yang Fleksibel:  Mudah didigitalkan, dihubungkan ke jaringan, dan menerapkan pemrograman pengajaran.

Efisiensi Energi Tinggi: Efisiensi konversi energi dapat mencapai lebih dari 90%, dengan konsumsi daya siaga yang rendah.

Perawatan Rendah:  Tidak memerlukan minyak hidrolik atau selang udara, sehingga menjamin kebersihan.

Keterbatasan:

Biaya tinggi: Motor servo dan reduktor presisi harganya mahal.

Proteksi kepanasan: Pendinginan motor perlu dipantau selama pengelasan berkecepatan tinggi dalam waktu lama pada beban penuh.

Sensitif terhadap Gangguan Elektromagnetik:  Memerlukan pelindung dan pentanahan yang memadai.

Secara keseluruhan, robot pengelasan modern berkembang menuju elektrifikasi penuh, presisi tinggi, keterhubungan jaringan, dan kolaborasi. Integrasi mendalam antara sistem penggerak dan transmisi (seperti menghilangkan reduktor pada motor torsi penggerak langsung serta mengintegrasikan modul penggerak ke dalam sendi) semakin meningkatkan keandalan dan kinerja pelacakan lintasan. Di masa depan, dengan kombinasi algoritma kontrol servo (seperti kontrol gaya dan servo visual) serta teknologi kecerdasan buatan, robot pengelasan akan berevolusi menuju tingkat kecerdasan dan fleksibilitas yang lebih tinggi guna menghadapi proses pengelasan serta tuntutan lingkungan produksi yang semakin kompleks.