Kako odabrati robote za lasersko zavarivanje
Šta je robotsko lasersko zavarivanje i njegov princip rada?
Lasersko robotsko zavarivanjekombinuje fokusirani izvor laserske svetlosti sa programabilnim industrijskim robotima ili kolaborativnim robotima. Zamenjuje ručne ručne operacije stabilnim i kontrolisanim mehaničkim pokretima kako bi se postigao visok stepen ponovljivosti u procesima zavarivanja.
Laserski snop visoke{0}}energetske{1}}gustine precizno je fokusiran na spoj radnih komada, trenutno topi metal na lokalnom nivou kako bi se formirao mali rastopljeni bazen. Vođena robotom, laserska glava se kreće konstantnom brzinom. Rastopljeni metal se kontinuirano širi, a zatim se brzo hladi i stvrdnjava, formirajući zavar sa gustim metalurškim vezama.
Osnovne karakteristike: Laser isporučuje visoko koncentriranu energiju s ekstremno malim unosom topline i uskom{0}}zonom pogođenom toplinom (HAZ), što rezultira minimalnom deformacijom obradaka pri zavarivanju. Pogodan je za zavarivanje tankih ploča, preciznih dijelova i različitih metala.
Rječnik stručnih termina
| Professional Term | Definicija |
|---|---|
| Zona{0}}zahvaćena toplinom (HAZ) | Područje u blizini zavarenog šava koje se zagrijava, ali nije otopljeno. Manja zona{1}}zahvaćena toplinom dovodi do manje deformacije radnog komada pri zavarivanju. |
| Molten Pool | Lokalno područje tekućeg metala formirano nakon što laser otopi zavareni spoj. |
| Heat Input | Energija koja se apsorbuje po jedinici dužine zavarenog šava. Osnovna prednost laserskog zavarivanja leži u koncentrisanoj energiji i malom ukupnom unosu toplote. |
Osnovne prednosti robotskog laserskog zavarivanja
Ultra-visoka tačnost pozicioniranja ponavljanja
Preciznost ponavljanja pozicioniranja 6-osnog industrijskog robota dostiže 0,02~0,05 mm. Za masovnu proizvodnju hiljada radnih komada, pozicija zavara, dubina prodiranja i formiranje zavara ostaju potpuno konzistentni, eliminišući greške pri rukovanju i značajno smanjujući stope prerade.
Niska deformacija i vrhunski kvalitet površine
Sa malim unosom toplote, tanke ploče ne pokazuju očito savijanje nakon zavarivanja. Zavari su uski i glatki, što omogućava da se proces brušenja izostavi ili uveliko pojednostavi, što značajno smanjuje brzinu popravke.
Značajno poboljšana efikasnost obrade
Za šavove iste dužine, brzina zavarivanja laserskog robotskog sistema za zavarivanje je 3 do 8 puta veća od TIG zavarivanja i 2 do 5 puta veća od MIG zavarivanja. Povećanje efikasnosti je najznačajnije za duge ravne zavarene šavove i masovne{5}}proizvedene standardne dijelove. Poboljšanje je ograničeno za kratke, složene i šavove specijalnog-oblikovanog oblika, tako da se desetostruko povećanje efikasnosti ne smije slijepo očekivati.
Automatska proizvodnja{0}}ušteda radne snage
Rad u noćnoj{0}}smjeni bez nadzora je dostupan kada se puštanje u rad završi. Ljudski resursi su prebačeni sa ručnog zavarivanja na programiranje, puštanje u rad alata i inspekciju opreme, što olakšava poteškoće u zapošljavanju profesionalnih zavarivača.
Poboljšana operativna sigurnost
Operateri su smješteni izvan laserskog sigurnosnog kućišta, izbjegavajući direktne ozljede uzrokovane jakim svjetlosnim opekotinama, prskanjem na visokim{0}}temperaturama, isparenjem od zavarivanja i izlaganjem parama cinka.
Kompatibilan sa zavarivanjem specijalnih materijala
Podržava zavarivanje u preklopu ugljičnog čelika, nehrđajućeg čelika, pocinčanog lima, legure aluminija, bakra, legura titana i različitih metala. Stabilno formiranje zavara može se postići za visoko reflektirajuće materijale kada se upari sa-laserskim generatorima velike snage.
Kako odabrati robota za lasersko zavarivanje
Sekvencijalna ograničenja u odabiru opreme: Snaga lasera → Tip tijela robota → Pomoćni pribor. Opseg odabira sljedeće stavke će se suziti tek nakon što se potvrdi prethodni parametar.
Korak 1: Odredite snagu lasera na osnovu materijala radnog komada i debljine ploče
Dostupna su dva tipa lasera sa vlaknima: laseri sa kontinuiranim-talasnim vlaknima (idealni za zavarivanje sa dubokim prodiranjem i debelim pločama) i laseri sa impulsnim vlaknima (za ultra-tanke precizne komponente). Tabela u nastavku služi kao referenca za odabir lasera sa kontinuiranim-talasnim vlaknima. Na stvarnu penetraciju zavarivanja utječu količina defokusiranja, brzina zavarivanja, način dodavanja žice, vrsta zaštitnog plina i montažni razmak. Probna verifikacija procesa je obavezna prije formalne masovne proizvodnje.
Referentna tabela odabira za kontinualne-talasne optičke lasere
| Materijal | 1–1,5 kW kontinuirani-talasni fiber laser | 2–3 kW kontinuirani-talasni fiber laser | 6kW i više Kontinualni-talasni fiber laser | Posebne napomene |
|---|---|---|---|---|
| Carbon Steel | Autogeno zavarivanje za tanke ploče Manje ili jednako 2 mm | Dodatna žica za zavarivanje ploča 2–5 mm | Više-zavarivanje dubokog prodora za ploče 5–10 mm | Modeli od 2kW i 3kW su glavne opcije za opće strukturne dijelove |
| nerđajući čelik | Precizne komponente za zaptivanje Manje ili jednako 2 mm | Ormari od lima debljine 2-4 mm | Debele konstrukcijske komponente od 4–8 mm | Poželjna je zaštita od argona kako bi se izbjegla oksidacija i žuta promjena boje |
| Galvanized Steel | Tanke ploče Manje ili jednake 1,2 mm; Unaprijed je potrebno uklanjanje sloja cinka | Ormari od 2–4 mm; oscilirajuće zavarivanje je obavezno | Debele pocinčane konstrukcijske komponente | Isparavanje cinka lako uzrokuje gustu poroznost; zabranjeno je direktno autogeno zavarivanje |
| Aluminijumska legura | Primjenjivo samo za ultra{0}}tanke obratke do 0,8 mm | Dodatna žica za zavarivanje za tanke ploče od 1-3 mm | Aluminijske ploče srednje{0}}e debljine 3–6 mm | Visoka laserska refleksivnost; usvojiti proces negativnog defokusiranja i povećati brzinu protoka zaštitnog plina |
| Bakar / mesing i drugi visokoreflektivni materijali | Teško za formiranje efektivnih zavara; ne preporučuje se | Zavarivanje tankih ploča sa strogom kontrolom procesa i žicom za punjenje | Potreban je{0}}laser velike snage iznad 6kW plus impulsni talasni oblik | Potrebna je predtretman poliranja površine i zaštita od čistog argona |
Dvije uobičajene zablude u odabiru snage lasera
Slijepa nabavka ultra-modela-visoke snage: To će dovesti do većih troškova kupovine opreme, vodenog hlađenja i sigurnosne zaštite. Tanke ploče su vrlo sklone izgaranju-. Potrebno je rezervisati samo 10%–20% margine snage; vrhunski{7}}specifični modeli-modeli velike snage su nepotrebni.
Zanemarivanje zahtjeva za snagom za visoko reflektirajuće materijale: Aluminij i bakar reflektiraju većinu laserske energije. Za istu debljinu ploče, potrebna snaga lasera je više nego dvostruko veća od ugljičnog čelika. Odabir parametara snage na temelju ugljičnog čelika rezultirat će nepotpunim spajanjem i hladnim zavarenim spojevima.
Korak 2: Odabir tijela robota (poređenje dvije vrste robota, isključeno ručno lasersko zavarivanje)
Ovaj izbor se odnosi samo na 6-osnu opremu za automatizovane radne stanice, utvrđenu na osnovu proizvodnje, učestalosti promene proizvoda, fabričkog prostora i budžeta:
1. Fiksna 6-osna industrijska robotska rukaScenariji primjene: masovna proizvodnja jednog proizvoda, proizvodne linije visokog-ciklusa i teški obradak od debelih{1}} ploča. Prednosti: Velika nosivost, širok opcioni domet, velika brzina kretanja i odlična stabilnost za dugotrajan-kontinuirani rad. Nedostaci: Velika zauzetost prostora, veće investicije za odgovarajuću zatvorenu lasersku sigurnosnu kabinu i duže vrijeme puštanja u rad za zamjenu proizvoda.
2. Kolaborativni robot (Cobot)Scenariji primjene: srednja i mala{0}}serijska proizvodnja, česte promjene proizvoda za više vrsta proizvoda, ograničeni fabrički prostor i ograničeni budžeti. Prednosti: Nije potrebna-izdržljiva sigurnosna kabina, visoka fleksibilnost, brzo premještanje i zamjena alata, kao i jednostavan rad i puštanje u rad. Nedostaci: Relativno mala nosivost, niža brzina kretanja od industrijskih robotskih ruku i ograničen proizvodni kapacitet u radnim uvjetima koji zahtijevaju zavarivanje s dubokim prodorom za deblje ploče.
Sažetak odabira
Odaberite industrijskog robota sa 6-osi ako su potrebni visoki proizvodni kapaciteti i jedno{3}}serijske proizvodnje. Odlučite se za kolaborativnog robota za više-proizvodnju, ograničen prostor u radionici i jeftinu-početnu automatizaciju implementacije.
Korak 3: Kontrolna lista za izbor osnovnih pomoćnih komponenti
Glava za lasersko zavarivanje
Poželjne su glave za zavarivanje s oscilirajućom funkcijom zavarivanja, koje mogu kompenzirati montažne praznine u rasponu od 0,2 mm do 0,8 mm i proširiti zavarene šavove. Žižna daljina mora odgovarati radnom prostoru radnih komada. Oscilirajuće glave za zavarivanje su obavezne za galvanizirane čelične limove i aluminijske obratke.
Laser Generator
Snaga mora odgovarati parametru utvrđenom u prvom koraku odabira opreme. Preporučuju se brendovi s lokalnom-uslugom nakon prodaje i niskom stopom kvarova. Laseri sa kontinuiranim-talasnim vlaknima su usvojeni za kontinuirano zavarivanje dubokog prodora, dok se pulsni laseri koriste za ultra{4}}tanke precizne dijelove.
Servo dodavač žice
Potreban je servo{0}}ulagač žice kako bi se osiguralo stabilno dovođenje žice bez zastoja. Podržava uobičajene prečnike žice od 0,8 mm, 1,0 mm i 1,2 mm. Dovođenje žice se može izostaviti da bi se usvojilo autogeno zavarivanje samo za precizne preklopne spojeve sa tankim{6}}pločama sa montažnim prazninama manjim od 0,1 mm. Zavarivanje žicom za punjenje je obavezno za debele ploče, velike zazore i spojeve sa visokim naprezanjem.
Sistem za praćenje zavarenog šava
2D Vizija: Niska cijena, pogodna za jednostavne ravne zavare.
3D Laser Vision: Mogućnost detekcije zazora, mjerenja visinske razlike i automatske korekcije odstupanja, što je neophodno za više-raznovrsne i visoko{2}}precizne radove. Sistem vizije se može ukloniti kako bi se smanjili troškovi za masovne-proizvodnje jednostrukih-jednostavnih radnih komada.
Industrial Chiller
Rashladni uređaj mora biti usklađen sa nazivnom snagom lasera. Dvostruki-dualni-temperaturni rashladni uređaji su potrebni za modele velike snage-za odvojeno hlađenje laserskog generatora i glave za zavarivanje. Manji rashladni uređaji će izazvati smanjenje snage opreme i direktno smanjiti efikasnost ciklusa proizvodne linije. Dodatni kapacitet hlađenja za rashladne uređaje treba rezervisati za radionice sa visokim temperaturama okoline.
Ključne tačke procesa za robotsko lasersko zavarivanje
Kontrola pokretanja luka / kraja luka
Dodajte funkcije postepenog{0}}povećanja i smanjivanja snage{1}}u programu robota kako biste izbjegli poroznost pri pokretanju luka i pukotine na kraterima na kraju luka. Produžite trajanje zaštitnog plina nakon -toka za tanke ploče kako biste spriječili oksidaciju zavara.
Oscilacijski parametri zavarivanja
Standardna širina oscilovanja kreće se od 0,6 mm do 1,5 mm sa frekvencijom oscilovanja od 10-30 Hz. Veća amplituda oscilovanja se usvaja za veće montažne praznine.
Referentna brzina putovanja za robote (kontinuirani-laser s talasnim vlaknima)
Tanki{0}}autogeni zavareni zavari: 800–2000 mm/min
Strukturalni zavari od žice za punjenje srednje i debele ploče: 300–800 mm/min
Radni komadi od legure aluminijuma visoke refleksije: 200–500 mm/min
Više-slojno i više-prolazno zavarivanje
Za ploče deblje od 6 mm potrebno je slojevito zavarivanje. Koristite veliku snagu za prolaz korijena kako biste osigurali prodor zavarivanja i smanjite snagu za prolaz za zatvaranje kako biste optimizirali izgled zavara. Površinski oksidni sloj se mora očistiti nakon svakog sloja zavarivanja.
Da vidimo da li se uklapamo, stavite stvarni zahtjev ispred inženjera. Pošaljite svoj crtež dijela, vrijeme ciklusa i ograničenja ćelije, a mi ćemo se vratiti s konfiguracijom i vremenom isporuke.
