Tehnologia Laser

Roboții de sudură sunt unitățile centrale de execuție ale liniilor moderne de producție automatizate de sudură. Precizia mișcării, viteza de răspuns și capacitatea de încărcare depind în mare măsură de performanța sistemului de acționare. Sistemul de acționare are rolul de a transforma comenzile de comandă în mișcările articulațiilor robotului.

Metodele de acționare ale roboților de sudură se clasifică în principal în următoarele tipuri de bază:

1.Robot cu transmisie hidraulică:  După cum sugerează și denumirea, acest tip de robot utilizează puterea hidraulică pentru a efectua mișcări mecanice. Caracteristicile sale includ: o capacitate de prindere de peste 100 kg, o transmisie lină, o structură compactă și o mișcare sensibilă. Totuși, impune cerințe foarte stricte privind dispozitivele de etanșare.

Avantaje:

Raport ridicat putere/greutate:  Forța de ieșire este mult mai mare decât cea a acționărilor pneumatice și electrice, pentru același volum.

Deplasare uniformă: Uleiul hidraulic are caracteristici de amortizare și o rezistență ridicată la șocuri.

Autolubrifiere:  Uleiul hidraulic lubrifiază piesele în mișcare și asigură o durată lungă de funcționare.

Limitări:

Tendință de scurgere:  Uzurarea etanșărilor poate duce ușor la scurgeri de ulei, contaminând piesa sudată.

Sensibilitate la creșterea temperaturii: Modificările temperaturii uleiului provoacă modificări ale vâscozității, afectând precizia controlului.

メンテナンス complicat:  Necesită o stație hidraulică, un sistem de răcire și filtrare și ocupă o suprafață mare.

2.Manipulatoare pneumatice  sunt cele care folosesc aer comprimat pentru a acționa actuatorii lor. Principalele lor avantaje sunt: sursa de aer ușor disponibilă, forță de ieșire redusă, acțiune pneumatică rapidă, structură relativ simplă și cost scăzut. Dezavantajele lor includ, totuși, o stabilitate slabă a vitezei de funcționare datorită compresibilității aerului, impact semnificativ și o greutate maximă de prindere limitată în general la aproximativ 30 kg, datorită presiunii relativ scăzute a aerului. Comparativ cu manipulatoarele hidraulice, manipulatoarele pneumatice sunt mai potrivite pentru medii cu viteză ridicată, sarcină ușoară, temperatură ridicată și praf.

Avantaje:

Costuri reduse:  Sursă de aer și actuatori ieftini, întreținere simplă.

Fără supraîncălzire: Dissipare bună a căldurii, potrivită pentru acțiuni auxiliare în medii de sudură cu temperatură ridicată.

Curat:  Evacuare fără poluare.

Limitări:

Capacitate redusă de poziționare:  Este dificil de realizat poziționarea în orice punct intermediar; sunt potrivite doar pentru poziționarea în puncte finale.

Mers în târâș la viteză scăzută:  Mișcare instabilă la viteze scăzute.

Zgomot ridicat:  Zgomotul de evacuare depășește în mod tipic 75 dB.

3. Braț robotic cu transmisie mecanică: Acest tip de braț robotic este acționat de un mecanism de transmisie mecanică. Este un braț robotic specializat atașat unei mașini-unelte principale, puterea sa fiind transmisă în principal de la mecanismul de lucru. Caracteristicile sale principale sunt mișcarea precisă și fiabilă, frecvența ridicată a acțiunilor, dar are o structură mai mare și programul său de mișcare este fix. Este utilizat frecvent pentru încărcarea și descărcarea materialelor pe mașina-unelte principală.

Avantaje:

Precizie ridicată și raport de transmitere exact: Transmisia mecanică se bazează pe angrenare rigidă sau contact, fără alunecare (de exemplu, roți dințate sau șuruburi conducătoare), permițând rapoarte de transmitere precise și o repetabilitate ridicată. Evită problemele de scurgere sau histerezis specifice sistemelor hidraulice.

Viteză ridicată de răspuns:  Componentele mecanice au o rigiditate ridicată și nu prezintă compresibilitatea uleiului hidraulic sau a gazelor, ceea ce determină o transmitere directă a mișcării și o răspuns rapid la pornire, oprire și inversare, fiind potrivite pentru funcționarea la viteză ridicată.

Capacitate de încărcare ridicată: Prin intermediul unei cutii de viteze sau al unui mecanism de articulație bine proiectat, acestea pot suporta sarcini statice și dinamice mari și au un randament ridicat de transmisie (în special în cazul transmisiei prin roți dințate, unde randamentul poate depăși 90%).

Fiabilitate ridicată și durată lungă de funcționare:  În condiții de ungere adecvată și de funcționare normală, componentele mecanice au o durată lungă de viață la oboseală, moduri clare de cedare și sunt ușor de previzionat și întreținut.

Avantaje:  Adaptabilitate ridicată la mediu: Spre deosebire de acționările electrice, care sunt sensibile la interferențele electromagnetice, și de cele hidraulice, care sunt vulnerabile la contaminarea cu ulei, transmisiile pur mecanice prezintă o anumită toleranță față de medii agresive, cum ar fi cele cu temperaturi ridicate, praf și radiații.

Limitări:  

Structură complexă și dimensiune/greutate mare:  Realizarea mișcărilor cu mai multe grade de libertate necesită combinații complexe de elemente de legătură, articulații și roți dințate, ceea ce duce la un robot voluminos, cu un moment de inerție mare, limitând performanța dinamică la viteze ridicate.

Flexibilitate scăzută: Odată finalizate proiectarea și fabricarea transmisiilor pur mecanice (cum ar fi camele și mecanismele cu bare articulate), traiectoria și cursa mișcării sunt fixe, fapt ce face dificilă adaptarea la necesitățile flexibile ale producției variate în loturi mici. Modificarea mișcării necesită, de obicei, înlocuirea camei sau reglarea mecanismului cu bare articulate, ceea ce este o operațiune laborioasă și consumatoare de timp.

Există joc:  Angrenarea roților dințate și conexiunile articulate implică inevitabil apariția unui joc. Uzura pe termen lung agravează acest joc, determinând o scădere a preciziei de deplasare și de poziționare a transmisiei, afectând calitatea traiectoriilor de sudură.

Costuri ridicate de fabricație și cerințe mari de întreținere:  Roțile dințate de precizie, șuruburile conducătoare de înaltă precizie și alte piese sunt dificil de fabricat și costisitoare. În același timp, articulațiile mecanice necesită ungere regulată, protecție împotriva prafului și monitorizare a uzurii, ceea ce duce la o sarcină mare de întreținere.

Avantaje:  Zgomot și vibrații: În timpul funcționării la viteză ridicată, impactul datorat angrenării roților dințate și inerția elementelor articulate vor genera zgomot semnificativ și vibrații mecanice, care pot afecta stabilitatea arcului de sudură.

4. Braț robotic cu acționare electrică: Acest tip de braț robotic folosește un motor de inducție special conceput, un sistem electromecanic liniar sau un motor pas cu pas alimentat electric pentru a antrena direct actuatorul. Deoarece nu este necesar niciun mecanism intermediar de conversie, structura mecanică este relativ simplă. În special, brațele robotice cu motor liniar oferă viteză ridicată și cursă lungă, fiind foarte ușor de întreținut și de utilizat.

Avantaje:

Precizia cea mai ridicată: Capabil să execute suduri pe curbe spațiale complexe (cum ar fi arcele circulare și curbele spline).

Comandă flexibilă:  Ușor de digitalizat, conectat în rețea și de implementat programarea prin învățare.

Eficiență Energetică Înaltă: Eficiența conversiei energetice poate atinge peste 90 %, cu o consum redus de putere în regim de așteptare.

Cu o întreținere redusă:  Nu sunt necesare ulei hidraulic sau furtunuri de aer, asigurându-se astfel curățenia.

Limitări:

Cost ridicat: Motoarele servo și reductoarele de precizie sunt scumpe.

Protecție împotriva suprăîncălzirii: Răcirea motorului trebuie monitorizată în timpul sudării prelungite la viteză ridicată, în regim de sarcină maximă.

Sensibil la interferențe electromagnetice:  Necesită ecranare și legare la pământ corespunzătoare.

În general, roboții moderni de sudură evoluează spre electrificare completă, înaltă precizie, conectare în rețea și colaborare. Integrarea profundă a sistemelor de acționare și transmisie (de exemplu, eliminarea reductorului în motoarele cuplu cu acționare directă și integrarea modulelor de acționare în interiorul articulațiilor) îmbunătățește în continuare fiabilitatea și performanța de urmărire a traiectoriei. În viitor, prin combinarea algoritmilor de comandă servo (cum ar fi comanda forței și servocomanda vizuală) cu tehnologia inteligenței artificiale, roboții de sudură vor evolua către un grad mai mare de inteligență și flexibilitate, pentru a face față proceselor de sudură din ce în ce mai complexe și cerințelor mediilor de producție.