Laser technologie

Een lasrobot bestaat uit twee delen: de robot zelf en de lasapparatuur. Het gebruik van lasrobots stabiliseert en verbetert niet alleen de laskwaliteit en verhoogt de productie-efficiëntie, maar verlaagt ook de vereiste vaardigheden voor lassers, waardoor de voorbereidingscyclus voor productupgrades wordt verkort en de bijbehorende investering in apparatuur wordt verminderd.

Vereisten voor lasdraad bij lasrobots

Robots kunnen naar behoefte zowel trommelvormige als haspelvormige lasdraad gebruiken. Om de frequentie van draadwisselingen te verminderen, dient trommelvormige lasdraad te worden gebruikt. Vanwege de lange draadtoevoerslang is de weerstand echter hoog, wat een hogere kwaliteit draadstijfheid en andere eigenschappen vereist. Bij het gebruik van lasdraad met een iets lagere kwaliteit koperplating kan de koperlaag op het draadoppervlak door wrijving afgesleten raken, waardoor het binnenvolume van de geleidingsbuis afneemt. Dit verhoogt de weerstand tijdens snelle draadtoevoer, waardoor de draad niet soepel wordt toegevoerd, wat leidt tot trillingen, een onstabiele boog en een negatieve invloed op de laskwaliteit. In ernstige gevallen kan verstopping optreden, waardoor de robot stopt. Daarom moet de lasdraadgeleidingsbuis regelmatig worden gereinigd.

Analyse en oplossingsmethoden voor lasfouten bij lasrobots

Robotlassen maakt gebruik van argonrijk gemengd gas als beschermgas. Veelvoorkomende lasfouten zijn onder andere onjuiste laspositie, insnoering en porositeit. De specifieke analyses zijn als volgt:

(1) Lassverplaatsing kan het gevolg zijn van een onjuiste laspositie of problemen met de positionering van de laspistool. Controleer in dit geval de nauwkeurigheid van het TCP (het middenpunt van de laspistool) en pas deze indien nodig aan. Als dit regelmatig voorkomt, controleer dan de nulpositie van elke robotas en kalibreer opnieuw.

(2) Onderuitsparing wordt gekenmerkt door groefvormige inzinkingen aan de lasrand van het basismateriaal, vaak aan beide zijden van de afdeklaas. De belangrijkste oorzaken zijn onder andere een te hoge lassnelheid, een te grote trillingsamplitude, onvoldoende verblijftijd aan beide zijden of een te hoge lasstroom. De oplossingsmethoden omvatten het geschikt verlagen van de lassnelheid, het verminderen van de trillingsamplitude, het verlengen van de verblijftijd aan beide zijden en het toepassen van een duwlasmethode met een voorwaartse kantelhoek van 5–10°. Onvolledige smeltverbinding en onvolledige doordringing zijn ernstige interne gebreken, die meestal worden veroorzaakt door onvoldoende lasstroom, te hoge lassnelheid, te grote v-hoek, afwijking van de laspistool in het midden of onvoldoende reiniging tussen de lagen. Om deze gebreken te verhelpen, dient de lasstroom te worden verhoogd, de lassnelheid te worden verlaagd en de trillingsamplitude te worden vergroot om een goede dekking van beide zijden van de v-hoek te waarborgen. Ook dient de reiniging tussen de lagen te worden verbeterd. Bij meervoudig-lag- en meervoudig-paslaswerk van dikke platen moet speciale aandacht worden besteed aan de smeltverbinding aan beide zijden van de v-hoek en aan de overgangen tussen de lagen.

(3) Porositeit treedt op. Porositeit hangt voornamelijk samen met het beschermgas, waaronder een onjuiste gasstroom, onvoldoende gaszuiverheid, verstopping van de mondstukken, lekkage in de gasleiding en olie of roest op het werkstukoppervlak of vocht op de lasdraad. Om dit op te lossen moeten de gasparameters worden geoptimaliseerd tot 15–25 l/min, het gassysteem gecontroleerd worden, de mondstukken gereinigd worden en de werkomgeving verbeterd worden om de windsnelheid onder de 2 m/s te houden. Het werkstukoppervlak moet grondig worden gereinigd vóór het lassen. Overmatige spatten ontstaan meestal door ongeschikte lasparameters, een te lange uitsteeklengte of slechte lasdraadkwaliteit. Dit kan worden verbeterd door de spanning en stroom aan elkaar aan te passen, de uitsteeklengte te beperken tot 10–15 mm, koperloze of hoogwaardige kopergeplateerde lasdraad te gebruiken en een Ar+CO₂-mengsel te gebruiken.

(4) Overmatig spatten kan het gevolg zijn van een onjuiste keuze van lasparameters, problemen met de gassamenstelling of een te lange uitsteeklengte van de laselektrode. Door de vermogensafgifte aan te passen, kunnen de lasparameters worden gewijzigd; door de gasmengverhouding aan te passen, kunnen de afgestemde gasverhoudingen worden gecorrigeerd; en door de relatieve positie van de lastoorts en het werkstuk aan te passen, kan dit eveneens helpen.

(5) Een boogkrater ontstaat aan het einde van de lasnaad na afkoeling. Het toevoegen van een kratervulfunctie tijdens het programmeren kan deze krater opvullen.

Veelvoorkomende storingen bij lasrobots en oplossingen

(1) Botstoring van de lastoorts. Dit kan het gevolg zijn van afwijkingen in de assemblage van het werkstuk of een onnauwkeurige TCP (Tool Center Point) van de lastoorts. Controleer de assemblage of stel de TCP van de lastoorts bij.

(2) Boogstoring: de boog kan niet worden ontstoken. Dit kan het gevolg zijn van het feit dat de laselektrode het werkstuk niet raakt of dat de procesparameters te laag zijn ingesteld. Voer de laselektrode handmatig toe, pas de afstand tussen de lastoorts en de lasnaad aan of pas de procesparameters dienovereenkomstig aan.

(3) Waarschuwing voor controle van het afschermdgas. Dit geeft een storing aan in de koelwater- of afschermdgasvoorziening. Controleer de koelwater- of afschermdgasleidingen.

Hoe de kwaliteit van het werkstuk te waarborgen

Als een leer- en reproduceerrobot moet de montagekwaliteit en -nauwkeurigheid van het werkstuk consistent zijn.

De toepassing van lasrobots vereist strikte controle over de kwaliteit van de onderdelenvoorbereiding en verbetering van de montage-nauwkeurigheid. De oppervlakkwaliteit van onderdelen, de afmetingen van de scharnier (aanloop), en de montage-nauwkeurigheid beïnvloeden de prestaties van de lasvolgfunctie. De volgende aspecten kunnen worden gebruikt om de kwaliteit van de onderdelenvoorbereiding en de nauwkeurigheid van de lasmontage te verbeteren:

(1) Ontwikkel lasprocessen specifiek voor lasrobots, met strikte procespecificaties voor onderdeelafmetingen, lasaanvragen en montageafmetingen. Over het algemeen moeten de toleranties voor onderdeel- en aanvraagafmetingen worden beheerst binnen ±0,8 mm en montageafwijkingen binnen ±1,5 mm. Dit kan de kans op lasgebreken zoals porositeit en insnoering aanzienlijk verminderen.

(2) Gebruik hoogprecieze montagefixtures om de montage-nauwkeurigheid van lasconstructies te verbeteren.

(3) Lassen moeten grondig worden gereinigd, vrij van olie, roest, laslak, snijlak en ander vuil. Het gebruik van een lasbare grondverf is toegestaan. Anders wordt het ontstekingspercentage van de boog negatief beïnvloed. Tacklassen moet worden gewijzigd van elektrodelassen naar gasbeschermde lassers. Tegelijkertijd dient het tacklasgebied te worden geschuurd om resterende lak of porositeit van het tacklassen te voorkomen, waardoor booginstabiliteit en zelfs spatten worden voorkomen.

Samenvatting van programmeertechnieken

(1) Kies een redelijke lasvolgorde. De lasvolgorde moet worden bepaald om de lastoestand en de lengte van het bewegingspad van de laspistool te minimaliseren.

(2) De ruimtelijke overgang van de laspistool vereist een kort, vloeiend en veilig bewegingspad.

(3) Optimaliseer de lasparameters. Om de beste lasparameters te verkrijgen, bereid werkstukken voor voor lasproeven en procesbeoordeling.

(4) Redelijke positie van de positioner, houding van de laspistool en positie van de laspistool ten opzichte van de lasnaad. Nadat het werkstuk op de positioner is vastgezet, moet de positioner tijdens het programmeren continu worden afgesteld als de lasnaad zich niet in de ideale positie en hoek bevindt, om ervoor te zorgen dat de lasnaad achtereenvolgens een horizontale positie bereikt. Tegelijkertijd moeten de posities van elk robotas continu worden afgesteld om de positie, hoek en draaduitsteeklengte van de laspistool ten opzichte van de lasnaad op een redelijke wijze te bepalen. Nadat de positie van het werkstuk is vastgesteld, is de positie van de laspistool ten opzichte van de lasnaad moeilijk visueel te bepalen door de programmeur. Dit vereist dat programmeurs vaardig zijn in het samenvatten en opdoen van ervaring.

(5) Voer het branderschoonmaakprogramma tijdig in. Nadat een lasprogramma van een bepaalde lengte is geschreven, dient het branderschoonmaakprogramma onmiddellijk te worden ingevoegd. Dit voorkomt dat lasverspattering de lasspuitmond en het contactpunt verstopt, wat de brandschoonheid waarborgt, de levensduur van de spuitmond verlengt, een betrouwbare boogontsteking garandeert en de lasverspattering vermindert.

(6) Programmeren moet over het algemeen niet in één stap worden uitgevoerd. Het vereist continu testen en aanpassen tijdens het robotlassen, waaronder het afstemmen van lasparameters en de houding van de brander, om een goed programma te ontwikkelen.

Exploitatiekosten en managementanalyse

Lasmiddelen met vergelijkbare prestaties en effectiviteit kunnen tegen een lagere prijs worden vervangen. Versterkte onderhoudsmaatregelen tijdens het lasproces verlengen de levensduur van vervangbare onderdelen zoals spuitmonden en contactpunten. Bovendien kan preventief onderhoud van het robotsysteem de levensduur van componenten effectief verbeteren.

Zeer gekwalificeerde managers, technici en operators zijn essentieel om maximale efficiëntie van robots te bereiken. Het succes van de lasrobotoperatie van een bedrijf hangt grotendeels af van zijn personeel; daarom is een stabiel personeelsbestand cruciaal.