LaserTeknologi

Sveiseroboter er kjerneutførelsesenhetene i moderne automatiserte sveiseproduksjonslinjer. Deres bevegelsesnøyaktighet, responsfart og bæreevne avhenger i stor grad av ytelsen til drivsystemet. Drivsystemet er ansvarlig for å omforme kontrollkommandoer til robotens leddbevegelser.

Drivmetodene for sveiseroboter klassifiseres hovedsakelig i følgende grunnleggende typer:

1.Hydraulisk drevet robot:  Som navnet antyder, bruker denne typen robot hydraulisk kraft til å utføre mekaniske bevegelser. Dens egenskaper inkluderer: en grepkapasitet på over 100 kg, jevn kraftoverføring, kompakt konstruksjon og følsom bevegelse. Den stiller imidlertid svært strenge krav til tettningsanordninger.

Fordeler:

Høy effekt-til-vekt-forhold:  Utgangskraften er mye større enn for pneumatiske og elektriske drivsystemer med samme volum.

Glatte bevegelser: Hydraulikkolje har dempende egenskaper og god støtfasthet.

Selvsmørende:  Hydraulikkolje smører bevegelige deler og gir en lang levetid.

Begrensninger:

Følsom for lekkasje:  Slitasje på tetninger kan lett føre til oljelkkasje, som forurener sveisedelen.

Følsomhet for temperaturstigning: Endringer i oljetemperatur fører til endringer i viskositet, noe som påvirker kontrollnøyaktigheten.

Kompleks vedlikehold:  Krever en hydraulikksentral, kjølesystem og filtreringssystem, og tar opp mye plass.

2.Pneumatiske manipulatorer  er de som bruker komprimert luft til å drive sine aktuatorer. De viktigste fordelene deres er: lett tilgjengelig luftkilde, lav utgangskraft, rask pneumatisk handling, relativt enkel konstruksjon og lav kostnad. Ulempene inkluderer imidlertid dårlig stabilitet i driftshastighet på grunn av luftens kompressibilitet, betydelig støt, samt en generelt begrenset grepvekt på ca. 30 kg på grunn av den relativt lave lufttrykket. I forhold til hydrauliske manipulatorer er pneumatiske manipulatorer mer egnet for høyhastighets-, lettlast-, høytemperatur- og støvrike miljøer.

Fordeler:

Lav kost:  Billig luftkilde og aktuatorer, enkel vedlikehold.

Ingen overoppheting: God varmeavledning, egnet for hjelpemotorer i høytemperatur-sveisesmiljøer.

Ren:  Forurensningsfri avgass.

Begrensninger:

Dårlig posisjoneringskapasitet:  Det er vanskelig å oppnå posisjonering i vilkårlige mellompunkter; kun egnet for endepunktsposisjoner.

Kryping ved lav hastighet:  Ustabil bevegelse ved lave hastigheter.

Høy støy:  Avgassstøy overstiger vanligvis 75 dB.

3. Mekanisk overføringsrobotarm: Denne typen robotarm drives av en mekanisk overføringsmekanisme. Det er en spesialisert robotarm som er montert på et hovedverktøy, og kraften til den overføres hovedsakelig fra arbeidsmekanismen. De viktigste egenskapene er nøyaktig og pålitelig bevegelse samt høy handlingshyppighet, men den har en større konstruksjon og en fastlagt bevegelsesprogram. Den brukes ofte til lasting og lossing av materialer på hovedverktøyet.

Fordeler:

Høy nøyaktighet og nøyaktig overføringsforhold: Mekanisk overføring bygger på stiv innkrevning eller kontakt uten glidning (for eksempel tannhjul eller kuleganger), noe som muliggjør nøyaktige overføringsforhold og høy gjentagelighet. Den unngår lekkasjeproblemer og hystereseforhold som er vanlige i hydrauliske systemer.

Rask responstid:  Mekaniske komponenter har høy stivhet og mangler komprimerbarheten til hydraulisk olje eller gass, noe som resulterer i direkte bevegelsesoverføring og rask respons ved start, stopp og reversering, og er derfor egnet for høyhastighetsdrift.

Sterk belastningskapasitet: Gjennom en godt utformet girboks eller lenkemekanisme kan den tåle store statiske og dynamiske laster, og har høy overføringsvirkningsgrad (spesielt ved tannhjulsoverføring, der virkningsgraden kan nå over 90 %).

Høy pålitelighet og lang levetid:  Under god smøring og normale driftsforhold har mekaniske komponenter en lang utmattningslevetid, tydelige sviktmønstre og er enkle å forutsi og vedlikeholde.

Fordeler:  Sterk miljøtilpasningsevne: I motsetning til elektriske drivsystemer, som er følsomme for elektromagnetisk interferens, og i motsetning til hydrauliske drivsystemer, som er sårbare for oljeforurensning, har rene mekaniske overføringer en viss toleranse for harde miljøer som høye temperaturer, støv og stråling.

Begrensninger:  

Komples struktur og stor størrelse/vekt:  Å oppnå bevegelser med flere frihetsgrader krever kompliserte kombinasjoner av ledd, sylindere og gir, noe som resulterer i en kraftig robot med et stort treghetsmoment, som begrenser den dynamiske ytelsen ved høy hastighet.

Dårlig fleksibilitet: Når design og produksjon av ren mekanisk overføring (for eksempel kammer og lenkemekanismer) er fullført, er bevegelsesbanen og slaglengden faste, noe som gjør det vanskelig å tilpasse seg de fleksible produksjonsbehovene ved produksjon av mange varianter i små serier. Å endre bevegelsen krever vanligvis utskifting av kammen eller justering av lenken, noe som er tidkrevende og arbeidskrevende.

Spill finnes:  Girinngrep og hengsleforbindelser har uunngåelig spill. Langvarig slitasje forverrer spillutviklingen, noe som fører til redusert overføringsstrekning og posisjonsnøyaktighet, og påvirker kvaliteten på sveisebaner.

Høye produksjonskostnader og vedlikeholdsbehov:  Presisjonsgeer, høypresisjonsføringsskruer og andre deler er vanskelige og kostbare å produsere. Samtidig krever mekaniske ledd regelmessig smøring, støvbeskyttelse og slitasjeovervåking, noe som fører til et stort vedlikeholdsarbeid.

Fordeler:  Støy og vibrasjon: Under høyhastighetsdrift vil innvirkning fra geartenningskontakt og treghet i lenkesystemet generere betydelig støy og mekanisk vibrasjon, noe som potensielt kan påvirke stabiliteten til sveisebuen.

4. Elektrisk drevet robotarm: Denne typen robotarm bruker en spesielt konstruert induksjonsmotor, et lineært elektromekanisk system eller en kraftig trinnmotor for å drive aktuatoren direkte. Ettersom ingen mellomliggende omformingsmekanisme er nødvendig, er den mekaniske strukturen relativt enkel. Spesielt lineære motorrobotarmer tilbyr høy hastighet og lang stroke, og er svært praktiske å vedlikeholde og bruke.

Fordeler:

Høyeste presisjon: I stand til å sveise komplekse romlige kurver (for eksempel sirkelbuer og splinekurver).

Fleksibel styring:  Enkel å digitalisere, koble til nettverk og implementere undervisningsprogrammering.

Høg energiinntøyking: Energiomformingsvirkningsgraden kan nå over 90 %, med lav standby-strømforbruk.

Lavt vedlikehald:  Ingen hydraulisk olje eller luftslanger kreves, noe som sikrer renhold.

Begrensninger:

Høy kostnad: Servomotorer og presisjonsreduktorer er dyre.

Beskyttelse mot overoppheting: Motorkjøling må overvåkes under lengrevarig sveising med høy hastighet og full last.

Følsom for elektromagnetisk forstyrrelse:  Krever riktig skjerming og jording.

I allminnelighet utvikler moderne sveiseroboter seg mot full elektrifisering, høy nøyaktighet, nettverkskobling og samarbeid. Dyp integrasjon av driv- og overføringssystemer (for eksempel ved å fjerne reduksjonsgearet i direktdrevne dreiemomentmotorer og integrere drivmoduler innenfor leddene) forbedrer ytterligere påliteligheten og banefølgeytelsen. I fremtiden vil sveiseroboter, gjennom kombinasjonen av servostyringsalgoritmer (som kraftstyring og visuell servostyring) og kunstig intelligens-teknologi, utvikle seg mot større intelligens og fleksibilitet for å håndtere stadig mer komplekse sveiprosesser og krav til produksjonsmiljøet.