Направи си сам роботизирано лазерно заваряване: Вашето въведение в интелигентното производство

Въведение

С бързото развитие на индустриалната автоматизация и умното производство, технологията за роботизирано заваряване постепенно излиза извън големите фабрики и се превръща в важен метод за създатели, ентусиасти на „направи си сам“ и малки производствени екипи за постигане на прецизна обработка, благодарение на високата си прецизност, висока последователност и силни гъвкави производствени възможности. Независимото изграждане на система за роботизирано заваряване може значително да подобри гъвкавостта и ефективността на производството и да постигне прецизност и надеждност, далеч надвишаващи традиционното ръчно заваряване при обработката на сложни триизмерни заварки. Особено подходящо е за гъвкави производствени модели с множество разновидности и малки серии.

Основни принципи на заваръчната система

Основен работен механизъм на лазерното заваряване

Лазерното заваряване разчита на лазерен лъч с висока плътност на енергия, който е прецизно фокусиран върху повърхността на детайла, причинявайки локално бързо топене на материала и образуване на разтопен басейн. Докато лазерният лъч се движи, разтопеният басейн тече и се втвърдява, постигащ металургично свързване на материалите. Този процес се характеризира с концентриран топлинен вход, малка зона, засегната от топлина, и минимална деформация, което я прави особено подходяща за висококачествено заваряване на тънки плочи, различни материали и силно отразяващи метали (като алуминий, мед, поцинкована стомана, неръждаема стомана и др.), водещо до естетически приятни и здрави заварки.

Интеграция на роботизиран контрол с библиотеката на заваръчни процеси и комбиниране на библиотеката на заваръчни процеси с подаването на тел

Модерните роботизирани заваръчни системи не се ограничават само до контрол на траекторията на роботизираната ръка, а представляват интегрирана интелигентна заваръчна платформа. Системата точно извиква библиотеката с заваръчни процеси и библиотеката с процеси на подаване на тел чрез контролера на робота, постига координиран контрол на множество параметри като заваръчна мощност, скорост на движение и скорост на подаване на тел, като по този начин значително подобряване на леснотата на работа, произвеждане на по-чисти повърхности на заварките, по-пълни точки на заваряване и поддръжка на разнообразни заваръчни материали.

В сравнение с традиционни методи като аргонно дъгово заваряване или двойно защитено дъгово заваряване, тази лазерна заваръчна система преодолява ограниченията на материалите и може да постигне висококачествено заваряване на силно отразяващи или различни материали като алуминий, мед, поцинкована стомана и неръждаема стомана. Системата поддържа извикване с един клик на множество предварително зададени библиотеки с процеси, автоматично съчетавайки оптимални параметри за различни материали и дебелини, което значително намалява времето за повторна валидация и подобрява използваемостта на оборудването и скоростта на производствения отговор, правейки я особено подходяща за изследователска и развойна дейност и малкосерийно производство.

Чрез интеграцията на библиотеката с процеси, роботът може да регулира лазерния изход и действията по подаване на тел в реално време, постига по-прецизен контрол на дълбочината на проникване и подаването на тел, адаптирайки се към сложни триизмерни пътища и разнообразни работни условия. Това подобрява качеството на заваряването, като същевременно намалява зависимостта от опита на оператора (лесен за използване), наистина реализирайки висока гъвкавост на заваряване с "една машина за множество приложения, една библиотека за множество материали."

Основни компоненти на системата и избор

Ако имате нужда от пълен списък с материали за DIY роботизирано лазерно заваряване, моля кликнете тук, за да го получите.

Роботизирана платформа

Индустриално робот тяло:

Поддържа международни марки като FANUC, ABB, YASKAWA, KUKA, както и висококачествени местни роботи. Стандартна 6-осна структура с повторна точност на позициониране до ±0.02mm и товароносимост 20kg, гарантирайки стабилност и повторяемост. под сложни траектории. Примерната система използва робота FANUC M20iA.

Робот контролер:

Притежава високопроизводителни възможности за управление в реално време и координация на многоосни движения, поддържа сложното планиране на траектории и интегрирано извикване на параметри на процеса, и е основната гаранция за постигане на високопрецизно заваряване.

Учебен панел:

Оборудван с интуитивен сензорен интерфейс, поддържа редактиране на заваръчни програми, отстраняване на грешки и наблюдение в реално време, значително намалявайки оперативния праг и времето за отстраняване на грешки.

Трансформатор:

Осигурява стабилна енергийна поддръжка за системата, гарантирайки дългосрочна надеждна работа и намаляване на колебанията в качеството, причинени от вариации в напрежениетоПримерната система използва Интегриран трансформатор на напрежение Xishun.

Лазерна заваръчна система

Помощни системи

Система за визуален мониторинг:

CCD камера наблюдава формирането на заварката в реално време, поддържа откриване на дефекти и обратна връзка за процеса, осигурявайки гаранция за качество на процеса за постигане на висококачествена заварка.

Система за подаване на тел:

Прецизен серво подавател на тел с безстепенно регулиране на скоростта, поддържа различни диаметри и материали на телта и взаимодейства с библиотеката на заваръчния процес за постигане на контрол на разтопената тел, осигурявайки стабилност на подаването и ефективност на отлагането за различни материали.

Газова защитна система:

Многоканален газов контролен блок осигурява защита с инертен газ, предотвратява окисляването и подобрява качеството на заварката. Това е необходимо условие за получаване на чисти, бездефектни заварки (Препоръчва се използването на Газова контролна система NNT).

По избор: Проследяване на заваръчния шев, наблюдение на разтопения басейн (допълнителни функции на разходи)

Стъпка по стъпка обяснение на интеграцията и отстраняването на грешки на DIY заваръчна система

Настройка на механичната система

Безопасно премахнете оригиналната режеща глава, инсталирайте лазерната заваръчна глава и се уверете, че интерфейсът на влакното е правилен. Закрепете заваръчната глава към крайния ефектор на робота и нивелирайте работната маса. Едновременно инсталирайте подавателя на тел и визуалната CCD система, за да осигурите хардуерна координация. Прецизната механична интеграция е основата за постигане на висококачествена заварка.

Тръбопроводи и кабелни връзки

Завършете подредбата и теста за уплътнение на охлаждащия воден кръг, задайте параметрите на охладителя. Стабилното охлаждане е предимство, което осигурява дългосрочна надеждна работа на лазера. За газовия кръг свържете модула за защитен газ, извършете регулиране на налягането и проверка за течове. Надеждната газова защита е важно условие за висококачествени заварки. Електрическата система изисква разумно окабеляване, защита чрез заземяване и свързване на захранванията на основното оборудване. Отличните електрически връзки осигуряват предимство за стабилността на системата.

Установете комуникационни връзки между робота и системата за заваряване, системата за подаване на тел, конфигурирайте I/O и аналогови сигнални интерфейси, задайте комуникационни протоколи и параметри и завършете тестване на сигнални точки и проверка на времето. Стабилната и ефективна комуникация е връзката, която използва предимствата на роботизирано съвместно управление.

Включване на системата и настройка на процеса

Извършете проверки за безопасност преди последователно включване на захранването, след което проведете инициализация на системата и функционално тестване. Проверете защитните механизми като аварийно спиране и безопасно разстояние. Извършете настройка на процеса на заваряване, включително задаване на параметри като лазерна мощност, скорост на заваряване, скорост на подаване на тел и дебит на газ. Оценете качеството чрез пробно заваряване и оптимизирайте и съхранете параметрите с помощта на библиотеката с процеси. Този процес напълно демонстрира как системата превръща техническите предимства в готови за използване производствени ползи чрез цифрово управление на процесите, позволявайки превключване с един клик за различни материали.

Приложения на роботизираното заваряване

Автомобилно производство: Заваряване на каросерия, сглобяване на батерийни пакети, структурни компоненти на шасито. Високата прецизност, краткото време на цикъл и стабилността на роботизираното заваряване перфектно отговарят на строгите изисквания на автомобилната индустрия за ефективност и качество.

Аерокосмическа индустрия: Компоненти на двигатели, горивни системи, връзки на структурни компоненти. Предимствата на нисък топлинен вход, минимална деформация и проследим контрол на процеса го правят подходящ за аерокосмическия сектор, който има изключително високи изисквания за безопасност и надеждност.

Електроника и електроуреди: Запечатване на корпуси, свързващи табове на батерии, заваряване на модули за разсейване на топлина. Високата прецизност и минималната топлинно засегната зона при лазерното заваряване позволяват работа с прецизни електронни компоненти без да се причинява повреда.

Медицински устройства: Хирургически инструменти, сглобяване на импланти, опаковане на високопрецизни сензори. Този метод може да осигури чисти, здрави и биосъвместими заварки, отговарящи на специалните изисквания на медицинската индустрия.

Заключение

Системата за роботизирано заваряване „направи си сам“ предоставя високопрецизно, гъвкаво и ефективно решение за обработка на метали за малки и средни творчески производства и професионално производство. Чрез дълбока интеграция на роботизирано управление, библиотека с процеси на заваряване и система за подаване на тел, системата значително намалява зависимостта от уменията на оператора и значително подобрява производствената ефективност и последователността на процеса. Нейната силна съвместимост с материали и повторяемо цифрово управление на процесите я правят идеален избор за малки серии и многообразно гъвкаво производство. В бъдеще, чрез включване на технологии за машинно зрение и изкуствен интелект, системата ще се развива към адаптивно интелигентно заваряване, което ще позволи по-широки индустриални приложения и възможности за иновации.

Често задавани въпроси

Q1: Защо да изберем роботизирано лазерно заваряване вместо ттрадиционно аргоново дъгово заваряване или двойно защитено дъгово заваряване?

О: Традиционните методи за заваряване имат ограничения по отношение на материалите (например добри за заваряване на желязо, но по-малко ефективни за алуминий, мед, неръждаема стомана, поцинкована стомана и др.), докато роботизираното лазерно заваряване позволява висококачествено свързване на различни материали. Лазерните шевове са естетични, с висока якост и ниска деформация. В комбинация с прецизния контрол на траекторията на робота, може да изпълнява сложни шевове, които са трудни за традиционното ръчно заваряване.

Q2: С какви материали е съвместима системата за роботизирано лазерно заваряване?

О: Системата разполага с множество вградени библиотеки с заваръчни процеси и е съвместима с алуминиеви сплави, мед, неръждаема стомана, поцинкована стомана, обикновена въглеродна стомана и други материали. Потребителите само трябва да извикат съответната библиотека с процеси с едно кликване, без нужда от повторна валидация на параметрите.

Q3: Какви предимства по отношение на ефективността има роботизираното лазерно заваряване в сравнение с традиционното ръчно заваряване?

О: Роботизираното лазерно заваряване предлага бърза скорост на заваряване, висока последователност на шевовете и може да работи непрекъснато за дълги периоди. В сравнение с ръчното заваряване, системата значително съкращава производствените цикли, намалява процента на повторна работа и повишава общата ефективност с 30% до 50%.

Q4: Може ли използването на роботизирано лазерно заваряване да намали разходите?

О: Въпреки че първоначалната инвестиция в оборудване е по-висока, стабилното качество на шевовете намалява повторната работа и отпадъците от консумативи. Освен това, роботите позволяват безнадзорно нощно производство, значително намалявайки общите разходи за труд. Комплексните изчисления показват, че дългосрочната употреба може да намали общите производствени разходи.

Q5: Как се осигурява стабилността на качеството на заваряването?

О: Системата интегрира визуален мониторинг и прецизен контрол на подаването на тел, позволявайки наблюдение в реално време на заваръчния процес за осигуряване на стабилен разтопен басейн и равномерни шевове. Междувременно параметрите в библиотеката с процеси са предварително валидирани, избягвайки човешки грешки и гарантирайки стабилност и последователност на всеки шев.

Q6: Подходящо ли е роботизираното лазерно заваряване за малки производствени екипи или ентусиасти на DIY?

О: Да. Системата за роботизирано заваряване за самодейни (DIY) потребители, чрез модулен дизайн, има сравнително лесен монтаж и настройка, а с едно кликване за извикване на библиотеката с процеси се понижава бариерата за заваряване. Дори малки екипи могат бързо да изградят собствена автоматизирана заваръчна платформа.

Q7: Каква е бъдещата посока на развитие на роботизираното заваряване?

О: В бъдеще ще интегрира изкуствен интелект и големи данни, за да постигне самообучение и самооптимизация на библиотеката с процеси, развивайки се в "адаптивно заваряване". Междувременно ще покаже и по-голям потенциал в зелено производство, гъвкаво производство и приложения в различни индустрии (като нови енергии, медицина и производство на електроника).