Роботизированная лазерная сварка: как внедрить технологию на предприятии и выбрать оборудование

Когда ручная лазерная сварка может быть рациональнее

Автоматизация не может полностью заменить ручной труд, а в ряде случаев робот становится экономически невыгодным решением. Это касается следующих ситуаций:

• Небольшие серии. В таком случае затраты на программирование и рабочие инструменты не окупаются.
• Часто меняющаяся номенклатура. Перенастройка занимает время, проще задействовать ручную сварку.
• Единичные изделия. При разработке программы стоимость производства повышается, ручная сварка дешевле.
• Нестабильная геометрия. Подгонку проще осуществить вручную.
• Сложная ручная подгонка. С рядом операций машина справляется лучше.
• Отсутствие подготовленной оснастки. Без дополнительных устройств робот не сможет обеспечить качественную работу.

Где применяется роботизированная линия сварки

Когда речь идёт про цикличность и серийность, экономически выгодным оказывается робот. Основная статья затрат: программирование и пусконаладка. В дальнейшем выпуск стандартной продукции приводит к снижению вложений.

Применение:

• Серийная сварка одинаковых деталей, создание повторяющихся сварочных швов.
• Работа с тонколистовыми и толстолистовыми изделиями.
• Работа с нержавеющей и углеродистой сталью, алюминием.
• Сварка листов, профильных труб, обечаек и цилиндрических деталей.

Основная сфера применения: судостроение, автомобильная промышленность, авиация, строительство, создание трубопроводов, выпуск электроники.

Из чего состоит роботизированный комплекс сварки

Аппарат автоматической лазерной сварки — это целая система, где от правильной работы каждого элемента зависит исходный результат.

Лазерный источник

Генератор излучения отвечает за мощность лазера. Именно от его возможностей зависит, с какими материалами и толщинами может работать установка.

Лазерная сварочная головка

Основной рабочий узел, который формирует и направляет луч на поверхность будущей детали. Может оснащаться механизмом для автоматической подачи присадочной проволоки.

Промышленный робот или кобот

Перемещает головку по заданной траектории, то есть заменяет сварщика на производственном цикле. Робот не устаёт, не нуждается в отдыхе, в отличие от человека, может работать в токсичной среде.

Позиционер

Механизм для поворота и наклона детали, что особенно важно при работе с тяжёлыми изделиями. Позиционер помогает осуществлять сварку в труднодоступных местах.

Сварочная оснастка

Комплекс приспособлений позволяет осуществлять надежную фиксацию, точное позиционирование и удержание в заданном направлении. Без оснастки осуществить качественную сварку невозможно.

Система управления

Для координации всех элементов системы необходимо программное обеспечение, которое переводит цифровые чертежи в точные движения лазерной головки и позиционера. Код считывает контролёр, который в дальнейшем передаёт команды на узлы.

Система подачи присадочной проволоки

Ряд операций требует использования присадочного материала. Автоматизированный процесс обеспечивает синхронизированную подачу в зону сварки.

Защитный газ

Использование газа создаёт защиту от окисления шва. Комплексы обеспечивают точную настройку при подаче газа, что позволяет контролировать расход и избегать ошибок при формировании шва.

Система вытяжки и удаления сварочных аэрозолей

Обязательное условие, позволяющее работать в безопасных условиях. Вытяжка устраняет из рабочей зоны мелкую пыль и токсичные газы, что снижает воздействие на организмы сотрудников.

Защитное ограждение и средства безопасности

Комплексы работают на высоких мощностях и с большой скоростью. Поэтому наличие ограждений обязательно для безопасности людей.

Как выбрать робота лазерной сварки для предприятия

При выборе робота необходимо учитывать перечень решаемых задач. Основные характеристики:

• Грузоподъёмность. Необходимо учитывать вес головки, кабелей, шлангов и подающих устройств.
• Рабочая зона и досягаемость. При работе со сложными деталями важно обеспечить попадание луча в труднодоступные места.
• Количество осей. Большое количество осей позволяет более гибко подходить к производству, но программирование становится сложнее.
• Повторяемость позиционирования. Это важный параметр для стабильного результата.
• Совместимость с лазерной системой. Робот должен поддерживать работу с лазерным источником.
• Возможности программирования. Чем больше возможностей, тем проще программировать робота. Используются такие методы, как офлайн-программирование (3D-модели), онлайн через пульт (обучение), адаптивное программирование (сканирование).

Как выбрать лазерный источник для роботизированной сварки

Источник подбирают под конкретные производственные задачи:

• Мощность лазера: не менее 500 Вт для тонких металлов.
• Материал изделия. Необходимо учитывать состав и отражающие свойства.
• Толщина металла. При работе с толстыми металлами требуется большая мощность.
• Требуемая скорость сварки. Для повышения производительности необходимы более мощные источники.
• Тип соединения. Влияет на фокусировку луча.
• Работа с присадочной проволокой. Требуется синхронизация с системой подачи.
• Совместимость с лазерной головкой и роботом. Это параметр следует уточнять у производителя/поставщика.

Как подобрать сварочную оснастку для робота

В отличие от человека, робот не может поправить деталь, если она сместилась, поскольку все процессы строго запрограммированы. От качества оснастки зависит, какой результат будет на выходе.

Почему оснастка так важна и что должна обеспечивать

• Доступ к зоне создания шва: оснастка не должна перекрывать доступ.
• Точное позиционирование: деталь должна занимать определённое положение.
• Фиксация: при смещении понижается качество сварки.
• Быстрая переналадка, чтобы без задержек переходить к другим процессам.

Сколько стоит внедрение роботизированной лазерной сварки

Стоимость процесса складывается с учётом сразу нескольких параметров. В таблице ниже представлены траты, которые нужно учитывать перед внедрением.

Из чего складывается стоимость

Какие специалисты нужны после внедрения

• Оператор роботизированной сварки. Запускает процесс и даёт визуальную оценку после исполнения.
• Технолог. Отвечает за разработку режимов и подбор оснастки.
• Наладчик/программист. Пишет и настраивает программы.
• Сервисный специалист. Проводит модернизацию и ремонт.

Почему робот не заменяет квалификацию

Машина не может обучить себя сама, написать код, запустить производство и оценить шов. Все эти задачи выполняют специалисты. Хотя робот берёт на себя ручной труд, он не способен полностью заменить квалификацию.

Как обслуживать роботизированный лазерный сварочный комплекс

Даже если робот работает без сбоев, важно периодически проводить проверку механизмов и электроники.

Плановое обслуживание

Этот вид работ проводится по запланированному графику с учётом рекомендаций изготовителя. Регламентные работы позволяют снизить риск поломки благодаря грамотной настройке и калибровке.

Диагностика неисправностей

Проводится при снижении качества шва, уменьшении скорости, проблемах с подачей газа или проволоки. Ошибки могут быть связаны с программными сбоями или с износом деталей.

Ремонт и модернизация

При выходе компонентов из строя проводится их замена. Для выполнения более сложных задач возможна модернизация — замена источника излучения на более мощный.

Как «ИТЦ ЛазерТех» может сопровождать подбор роботизированного лазерного сварочного оборудования и его внедрение

Компания «ИТЦ ЛазерТех» предлагает готовые решения для средних и крупных производств. Наши специалисты готовы подобрать оборудование под индивидуальные задачи.

Мы проводим:

• Подбор оборудования.
• Пусконаладку.
• Обучение сотрудников.
• Обслуживание и ремонт.

Свяжитесь с компанией для подбора оборудования и проектирования системы под собственное производство. Работаем с заказчиками из Москвы, осуществляем доставку в регионы. Свяжитесь с нами через раздел контактов.