Sleutelfactoren bij het ontwerp en de integratie van robotlascellen

Robotscheiding kan de consistentie van de productie verbeteren en herhalend handmatig werk verminderen, maar een succesvolle automatisering hangt veel meer af dan de lasrobot zelf.

Een complete robot lassencel combineert een robot, lasapparatuur, armaturen, plaatsing van het werkstuk, besturingssystemen en veiligheidsmaatregelen.het systeem kan langere cyclustijden hebben, moeilijke programmering, inconsistente laskwaliteit of frequente productieonderbrekingen.

Voor fabrikanten die een nieuwe laslijn willen opzetten of een bestaand proces willen verbeteren, is het essentieel om de belangrijkste factoren voor ontwerp en integratie te begrijpen.

De robot moet overeenkomen met de afmetingen van het werkstuk, de lasposities, de configuratie van de fakkel en de vereiste productiecyclus.

Belangrijke selectiefactoren zijn:

• Hulplastcapaciteit, met inbegrip van de laslampen en de gemonteerde apparatuur

• Bereik en werkomvang

• Vereiste oriëntatie van het gereedschap

• Herhaalbaarheid en bewegingsprestaties

• Montagepositie

• Weldproces en productievereisten

Een zesassige industriële robot wordt vaak gebruikt bij het lassen, omdat deze flexibiliteit biedt bij het plaatsen van de vlam rond complexe werkstukken.

Robotmodellen van fabrikanten zoals:FANUC en KUKAHet geschikte model is afhankelijk van het gewenste bereik, de nuttige belasting, de toepassingsvereisten en de compatibiliteit met de voorgestelde lasapparatuur.

Het kiezen van een robot op basis van alleen zijn nominale bereik of nuttige lading kan leiden tot moeilijkheden wanneer de vlam toegang moet hebben tot beperkte laslocaties.

Het bevestigingsapparaat houdt het werkstuk tijdens het lassen in de vereiste positie.

Slecht ontworpen armaturen kunnen leiden tot inconsistente onderdelenpositie, moeilijke toegang tot de fakkel en herhaalde aanpassingen tijdens de productie.

Bij een geschikt armature moet rekening worden gehouden met:

• Afmetingen en toleranties van het werkstuk

• Klemmethode

• Toegankelijkheid van lassen

• Blootstelling aan hitte en spat

• Laad- en losruimte

• Herhaalbare positionering

• Verplichtingen voor de overstap van de installatie

Voor herhalende productie is een consistente plaatsing van het werkstuk bijzonder belangrijk.Zelfs een goed geprogrammeerde robot kan onbevredigende resultaten opleveren als het werkstuk beweegt of aanzienlijk verschilt tussen cycli.

Wanneer er meerdere onderdeelvarianten betrokken zijn, moet bij het ontwerp van de armaturen ook rekening worden gehouden met productwisselingen.

De lasrobot en de lasapparatuur moeten samenwerken als een geïntegreerd systeem.

Afhankelijk van het proces kan de apparatuur bestaan uit een laskrachtbron, een fakkel, een draadvoerder, een fakkelreinigingsstation, een kabelpakket en een procesbewakingsapparaat.

Bij de keuze moet rekening worden gehouden met het materiaal, de dikte van het werkstuk, het ontwerp van het gewricht, de lasmethode en de vereiste productieomstandigheden.

De robot moet in staat zijn de vereiste vlamhoek te behouden en zonder overmatige inmenging van het werkstuk of de armaturen toegang te krijgen tot de lasnaad.

Voordat u apparatuur koopt, moet u de vereiste elektrische interfaces, communicatiemethode en besturingsfuncties bevestigen bij de leveranciers van de robot en de lasapparatuur.

Een laspositionair draait of oriënteert een werkstuk om een betere toegang tot de las te bieden.

Positionairs kunnen nuttig zijn wanneer de robot verschillende zijden van een onderdeel moet lassen of wanneer een vaste oriëntatie van het werkstuk moeilijke vlamhoeken zou veroorzaken.

Bij het integreren van een positioner dient rekening te worden gehouden met:

• Gewicht en afmetingen van werkstuk

• Verplichte rotatiebereik

• Positioneringsnauwkeurigheid

• Coördinatie met robotbewegingen

• Montage van de armaturen

• Routing van kabels en nutsbedrijven

• Vereiste cyclustijd

Voor eenvoudige werkstukken kan een vaste bevestiging voldoende zijn.gecoördineerde bewegingen van de robot en de positioner kunnen de toegankelijkheid en consistentie van het proces verbeteren.

Het laspad moet overeenkomen met de gewrichtsgeometrie en het vereiste lasproces.

Ingenieurs moeten rekening houden met de oriëntatie van de fakkel, de aan- en vertrekposities, de botsingsafstand, de route van de kabels en de volgorde waarin de lassen worden voltooid.

Voor bepaalde onderdelen kunnen de lasvolgorde en de warmteverdeling naast de bewegingen van de robot in aanmerking moeten worden genomen.

Offline programmering en simulatie kunnen helpen bij het evalueren van de bereikbaarheid, het identificeren van potentiële botsingen en het herzien van de voorgestelde celopstelling voordat deze in gebruik wordt genomen.

De resultaten van de simulatie moeten echter worden gevalideerd tijdens de installatie en het testen met de werkelijke apparatuur en werkstukken.

Een robot-lassencel bestaat vaak uit meerdere apparaten die in de juiste volgorde moeten werken.

Deze kunnen onder meer zijn:

• Robotcontroller

• Verwarmingsenergiebron

• Klemmen voor bevestiging

• Positioneringsapparaat

• Sensoren

• Onderdeelbelasting

• PLC's

• Veiligheidsvoorzieningen

De robot mag bijvoorbeeld niet beginnen met een lascyclus voordat het werkstuk correct is geplaatst en de nodige klemvoorwaarden zijn bevestigd.

De besturingssequentie moet ook betrekking hebben op het afhandelen van storingen, het voltooien van de cyclus, de interventie van de bediener en het herstel na onderbrekingen.

Betrouwbare communicatie tussen de robot en de randapparatuur is belangrijk voor een stabiele productie.

Robotschweiwen brengt verschillende gevaren met zich mee, waaronder zwavelboogstraling, hete oppervlakken, dampen, vonken en bewegende machines.

Een geschikt veiligheidsontwerp kan beschermende beveiliging, toegangsdeursluitingen, veiligheidsgerichte stopfuncties en passende maatregelen voor lasdampen en elektrische gevaren omvatten.

De vereiste beschermingsmaatregelen zijn afhankelijk van de volledige toepassing, de uitrusting, de werkplek en de toepasselijke voorschriften.

Veiligheid moet worden overwogen tijdens de eerste lay-out en het systeemontwerp in plaats van pas na de installatie van de robot.

De snelheid waarmee de robot beweegt bepaalt niet de totale productiesnelheid.

De volledige cyclus kan het laden, vastklampen, lassen, bewegen van de positioner, inspecteren en lossen van het werkstuk omvatten.

Om de doelcyclustijd te evalueren, moeten fabrikanten elke fase identificeren en bepalen waar vertragingen kunnen optreden.

Tot de mogelijke verbeteringen behoren:

• Vermindering van onnodige robotreizen

• Verbetering van het laden en lossen van armaturen

• Optimalisatie van de lassequentie

• Coördinatie van de bewegingen van de robot en de positioner

• Vermindering van de te vermijden wachttijden

• Planering van geschikte overgangsprocedures

Het doel is om het hele lasproces te verbeteren in plaats van de robot afzonderlijk te optimaliseren.

Het verstrekken van duidelijke toepassingsdetails helpt leveranciers de apparatuurvereisten en de integratiecomplexiteit te beoordelen.

Voorbereid de volgende informatie indien beschikbaar:

• Tekeningen en afmetingen van het werkstuk

• Materiaaltype en dikte

• Plaats van het lassen en details van de gewrichten

• Productievolume

• Vereiste cyclustijd

• Voorschriften voor het lasproces

• Bevestigings- en positioneringsvereisten

• Beschikbare vloeroppervlak

• Bestaande lasapparatuur

• Vereiste veiligheids- en besturingsinterfaces

Voorbeelden van werkstukken, productievideo's en indelingsschetsen kunnen ook helpen bij de technische evaluatie.

Een succesvol robotlassen hangt af van de integratie van de robot, de lasapparatuur, de armaturen, de positioneringsapparatuur, de besturing en de veiligheidssystemen.

Het selecteren van een geschikte robot is slechts de eerste stap: de positie van het werkstuk, de toegang tot de fakkel, de lasvolgorde, de communicatie en de planning van de cyclustijd hebben allemaal invloed op de prestaties van het uiteindelijke systeem.

Voor fabrikanten die de automatisering van het lassen overwegen,Het evalueren van de volledige lascel voor de aankoop van apparatuur kan helpen bij het verminderen van integratieproblemen en het creëren van een betrouwbaarder productieproces.