Βασικοί Παράγοντες στο Σχεδιασμό και την Ενσωμάτωση Ρομποτικής Κυψέλης Συγκόλλησης

Η ρομποτική συγκόλληση μπορεί να βελτιώσει την συνέπεια της παραγωγής και να μειώσει την επαναλαμβανόμενη χειροκίνητη εργασία, αλλά η επιτυχής αυτοματοποίηση εξαρτάται από πολλά περισσότερα από το ίδιο το ρομπότ συγκόλλησης.

Ένα ολοκληρωμένο ρομποτικό κύτταρο συγκόλλησης συνδυάζει ένα ρομπότ, εξοπλισμό συγκόλλησης, εξαρτήματα, τοποθέτηση του εργασιακού τμήματος, συστήματα ελέγχου και μέτρα ασφαλείας.το σύστημα μπορεί να παρουσιάσει μεγάλες περιόδους κύκλου, δύσκολος προγραμματισμός, ασυνεπής ποιότητα συγκόλλησης ή συχνές διακοπές παραγωγής.

Για τους κατασκευαστές που σχεδιάζουν μια νέα γραμμή συγκόλλησης ή αναβαθμίζουν μια υπάρχουσα διαδικασία, η κατανόηση των βασικών παραγόντων σχεδιασμού και ολοκλήρωσης είναι απαραίτητη.

Το ρομπότ πρέπει να ταιριάζει με τις διαστάσεις του εργασιακού υλικού, τις θέσεις συγκόλλησης, τη διαμόρφωση του φακού και τον απαιτούμενο κύκλο παραγωγής.

Σημαντικοί παράγοντες επιλογής περιλαμβάνουν:

• Δυνατότητα ωφέλιμου φορτίου, συμπεριλαμβανομένου του φακού συγκόλλησης και του εγκατεστημένου εξοπλισμού

• Πεδίο εμβέλειας και εργασιακό φάκελο

• Απαιτούμενος προσανατολισμός εργαλείου

• Επαναληψιμότητα και απόδοση κίνησης

• Θέση τοποθέτησης

• Απαιτήσεις διαδικασίας συγκόλλησης και παραγωγής

Ένα βιομηχανικό ρομπότ με έξι άξονες θεωρείται συνήθως για εφαρμογές συγκόλλησης επειδή παρέχει ευελιξία στην τοποθέτηση του φακού γύρω από σύνθετα εργασιακά κομμάτια.

Μοντέλα ρομπότ από κατασκευαστές όπως:FANUC και KUKAΤο κατάλληλο μοντέλο εξαρτάται από την απαιτούμενη εμβέλεια, το ωφέλιμο φορτίο, τις απαιτήσεις εφαρμογής και τη συμβατότητα με τον προτεινόμενο εξοπλισμό συγκόλλησης.

Η επιλογή ενός ρομπότ βάσει μόνο της ονομαστικής εμβέλειας ή του ωφέλιμου φορτίου του μπορεί να οδηγήσει σε δυσκολίες όταν ο πυρσός πρέπει να έχει πρόσβαση σε περιορισμένες θέσεις συγκόλλησης.

Το κορμί κρατά το εργασιακό κομμάτι στην απαιτούμενη θέση κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης.

Ο κακός σχεδιασμός των συσσωρευτών μπορεί να προκαλέσει ασυνεπή τοποθέτηση των τμημάτων, δύσκολη πρόσβαση στον φακό και επαναλαμβανόμενες ρυθμίσεις κατά τη διάρκεια της παραγωγής.

Ένα κατάλληλο μαξιλάρι θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη:

• Διάμετροι και ανοχές του εργαστηρίου

• Μέθοδος συμπίεσης

• Πρόσβαση στις συγκόλλησεις συγκόλλησης

• Έκθεση σε θερμότητα και ψεκασμούς

• Χώρος φόρτωσης και εκφόρτωσης

• Επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση

• Απαιτήσεις για τη μετάβαση των εγκαταστάσεων

Για την επαναλαμβανόμενη παραγωγή, η συνεπής τοποθέτηση του εργασιακού τμήματος είναι ιδιαίτερα σημαντική.Ακόμη και ένα καλά προγραμματισμένο ρομπότ μπορεί να παράγει μη ικανοποιητικά αποτελέσματα αν το εργαλείο κινείται ή ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των κύκλων.

Σε περίπτωση που υπάρχουν πολλαπλές παραλλαγές εξαρτημάτων, ο σχεδιασμός του φωτιστικού θα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τις αλλαγές προϊόντος.

Το ρομπότ συγκόλλησης και ο εξοπλισμός συγκόλλησης πρέπει να λειτουργούν από κοινού ως ένα ολοκληρωμένο σύστημα.

Ανάλογα με τη διαδικασία, ο εξοπλισμός μπορεί να περιλαμβάνει πηγή ισχύος συγκόλλησης, φακό, τροφοδοτικό καλωδίου, σταθμό καθαρισμού φακού, συσκευή καλωδίων και συσκευές παρακολούθησης της διαδικασίας.

Η επιλογή θα πρέπει να αντικατοπτρίζει το υλικό, το πάχος του εργασιακού υλικού, τον σχεδιασμό των αρθρώσεων, τη μέθοδο συγκόλλησης και τις απαιτούμενες συνθήκες παραγωγής.

Το ρομπότ πρέπει να είναι σε θέση να διατηρήσει την απαιτούμενη γωνία του φακού και να έχει πρόσβαση στη συγκόλληση χωρίς υπερβολική παρέμβαση από το εργασιακό κομμάτι ή το κορμί.

Πριν αγοράσετε εξοπλισμό, επιβεβαιώστε τις απαιτούμενες ηλεκτρικές διεπαφές, τη μέθοδο επικοινωνίας και τις λειτουργίες ελέγχου με τους προμηθευτές ρομπότ και εξοπλισμού συγκόλλησης.

Ο ετοιμοδιάθετος μηχανισμός συγκόλλησης περιστρέφει ή επαναπροσανατολίζει το εργασιακό κομμάτι για να παρέχει πιο κατάλληλη πρόσβαση στη συγκόλληση.

Οι τοποθετητές μπορούν να είναι χρήσιμοι όταν το ρομπότ πρέπει να συγκολλήσει διαφορετικές πλευρές ενός εξαρτήματος ή όταν ένας σταθερός προσανατολισμός του εργαστηρίου θα δημιουργούσε δύσκολες γωνίες πυρσίου.

Κατά την ενσωμάτωση ενός εντοπιστή, λαμβάνεται υπόψη:

• Βάρος και διαστάσεις του εργαστηρίου

• Απαιτούμενο εύρος περιστροφής

• Ακριβότητα θέσης

• Συντονισμός με την κίνηση του ρομπότ

• Εγκατάσταση των στερεών στοιχείων

• Διαδρομή καλωδίων και υπηρεσιών κοινής ωφέλειας

• Απαιτούμενος χρόνος κύκλου

Για τα πιο απλά εργαστηριακά κομμάτια, μπορεί να είναι αρκετό ένα σταθερό κορμί.Η συντονισμένη κίνηση του ρομπότ και του εντοπιστή μπορεί να βελτιώσει την προσβασιμότητα και τη συνέπεια της διαδικασίας.

Η διαδρομή συγκόλλησης πρέπει να αντιστοιχεί στη γεωμετρία της άρθρωσης και στην απαιτούμενη διαδικασία συγκόλλησης.

Οι μηχανικοί πρέπει να εξετάσουν τον προσανατολισμό του φακού, τις θέσεις προσέγγισης και αναχώρησης, την απόσταση από την σύγκρουση, τη διαδρομή των καλωδίων και την σειρά με την οποία ολοκληρώνονται οι συγκόλλησεις.

Για ορισμένα μέρη, η σειρά συγκόλλησης και η κατανομή της θερμότητας μπορεί να χρειαστεί να ληφθούν υπόψη παράλληλα με την κίνηση του ρομπότ.

Ο προγραμματισμός και η προσομοίωση εκτός σύνδεσης μπορούν να βοηθήσουν στην αξιολόγηση της προσβασιμότητας, τον εντοπισμό πιθανών συγκρούσεων και την αναθεώρηση της προτεινόμενης διάταξης κυττάρου πριν από τη φυσική θέση σε λειτουργία.

Ωστόσο, τα αποτελέσματα της προσομοίωσης θα πρέπει να επικυρώνονται κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης και της δοκιμής με τον πραγματικό εξοπλισμό και τα αντικείμενα εργασίας.

Ένα ρομποτικό κύτταρο συγκόλλησης περιλαμβάνει συχνά πολλαπλές συσκευές που πρέπει να λειτουργούν στη σωστή ακολουθία.

Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Ελεγκτής ρομπότ

• Πηγή ισχύος συγκόλλησης

• Σφραγίδες στερέωσης

• Διορθωτής θέσης

• Αισθητήρες

• Εξοπλισμός φόρτωσης μερών

• ΠΛΚ

• Εξοπλισμός ασφαλείας

Για παράδειγμα, το ρομπότ δεν πρέπει να αρχίζει έναν κύκλο συγκόλλησης μέχρι το εργασιακό κομμάτι να τοποθετηθεί σωστά και να επιβεβαιωθούν οι απαραίτητες συνθήκες συμπίεσης.

Η ακολουθία ελέγχου θα πρέπει επίσης να καλύπτει τη διαχείριση σφαλμάτων, την ολοκλήρωση του κύκλου, την παρέμβαση του χειριστή και την ανάκαμψη μετά από διακοπές.

Η αξιόπιστη επικοινωνία μεταξύ του ρομπότ και του περιφερειακού εξοπλισμού είναι σημαντική για σταθερή παραγωγή.

Η ρομποτική συγκόλληση περιλαμβάνει αρκετούς κινδύνους, όπως ακτινοβολία τόξου συγκόλλησης, καυτές επιφάνειες, καπνούς, σπίθες και κινούμενα μηχανήματα.

Ο κατάλληλος σχεδιασμός ασφάλειας μπορεί να περιλαμβάνει προστατευτική προστασία, κλειδαριά στις πόρτες πρόσβασης, λειτουργίες στάθμευσης με χαρακτηριστικό ασφάλειας και κατάλληλα μέτρα για τους καπνούς συγκόλλησης και τους ηλεκτρικούς κινδύνους.

Οι απαιτούμενες εγγυήσεις εξαρτώνται από την πλήρη εφαρμογή, τον εξοπλισμό, τον χώρο εργασίας και τους ισχύοντες κανονισμούς.

Η ασφάλεια θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την αρχική διάταξη και το σχεδιασμό του συστήματος και όχι να προστίθεται μόνο μετά την εγκατάσταση του ρομπότ.

Η ταχύτητα κίνησης του ρομπότ δεν καθορίζει το συνολικό ρυθμό παραγωγής.

Ο πλήρης κύκλος μπορεί να περιλαμβάνει το φόρτωμα, τη σύσφιξη, τη συγκόλληση, την κίνηση του μηχανισμού θέσης, την επιθεώρηση και την εκφόρτωση του εργασιακού μεριδίου.

Για την αξιολόγηση του στόχου χρόνου κύκλου, οι κατασκευαστές θα πρέπει να προσδιορίζουν κάθε στάδιο και να καθορίζουν πού μπορεί να προκύψουν καθυστερήσεις.

Οι πιθανές βελτιώσεις περιλαμβάνουν:

• Μείωση των περιττών ταξιδιών των ρομπότ

• Βελτίωση της φόρτωσης και της εκφόρτωσης των συσκευών

• Βελτιστοποίηση της ακολουθίας συγκόλλησης

• Συντονισμός των κινήσεων του ρομπότ και του εντοπιστή

• Μείωση του χρόνου αναμονής που μπορεί να αποφευχθεί

• Σχεδιασμός κατάλληλων διαδικασιών μετάβασης

Στόχος είναι η βελτίωση της συνολικής διαδικασίας συγκόλλησης και όχι η βελτιστοποίηση του ρομπότ μεμονωμένα.

Η παροχή σαφών λεπτομερειών εφαρμογής βοηθά τους προμηθευτές να αξιολογούν τις απαιτήσεις εξοπλισμού και την πολυπλοκότητα της ολοκλήρωσης.

Προετοιμάστε τις ακόλουθες πληροφορίες, εφόσον υπάρχουν:

• Σχέδια και διαστάσεις του εργασιακού υλικού

• Τύπος υλικού και πάχος

• Τοποθεσίες συγκόλλησης και λεπτομέρειες αρθρώσεων

• Όγκος παραγωγής

• Απαιτούμενος χρόνος κύκλου

• Απαιτήσεις για τη διαδικασία συγκόλλησης

• Απαιτήσεις για τοποθέτηση και τοποθέτηση

• Διαθέσιμο έδαφος

• Υφιστάμενος εξοπλισμός συγκόλλησης

• Απαιτούμενες διεπαφές ασφάλειας και ελέγχου

Επίσης, τα δείγματα εργαστηρίων, τα βίντεο παραγωγής και τα σχέδια διάταξης μπορούν να βοηθήσουν κατά την τεχνική αξιολόγηση.

Η επιτυχής ρομποτική συγκόλληση εξαρτάται από την ενσωμάτωση του ρομπότ, του εξοπλισμού συγκόλλησης, των εξαρτημάτων, των συσκευών τοποθέτησης, των ελέγχων και των συστημάτων ασφαλείας.

Η επιλογή ενός κατάλληλου ρομπότ είναι μόνο το πρώτο βήμα.

Για τους κατασκευαστές που εξετάζουν την αυτοματοποίηση της συγκόλλησης,Η αξιολόγηση του πλήρους κυψελού συγκόλλησης πριν από την αγορά εξοπλισμού μπορεί να συμβάλει στη μείωση των δυσκολιών ενσωμάτωσης και στη δημιουργία πιο αξιόπιστης διαδικασίας παραγωγής.