Може ли ръчен лазерен заварчик да се превърне в роботизирано заваръчно и леко режещо средство? В този проект „направи си сам“ използвахме ръчния лазерен заварчик WeldAir като базова система, монтирахме ръчната заваръчна глава на колаборативен робот и свързахме основните процесни сигнали, за да може роботът да повтаря научен път.
Демонстрация: коботът насочва ръчната лазерна глава WeldAir през прости тестове за рязане и заваряване.
Защо да опитаме преобразуване с кобот?
Ръчното лазерно заваряване е гъвкаво, но крайният резултат все още зависи силно от оператора. Ъгълът на заваряване, скоростта на движение, стабилността на ръката, позата и умората влияят на шева. При повтарящо се заваряване на един продукт, ръчната работа може да стане уморителна и поддържането на постоянство може да бъде трудно при дълги серии.
Брус, инженерът зад този проект „направи си сам“, започна от този практичен проблем. Ако колаборативен робот може да замени движението на ръката на оператора, процесът става по-лесен за повторение. Ръчната лазерна система все още осигурява лазера, заваръчната глава, газта и възможността за подаване на тел, докато коботът осигурява контролирано движение.
Идеята е проста: запазете познатия ръчен лазер WeldAir, но използвайте колаборативен робот като платформа за движение за повтарящи се пътища на заваряване и леки тестове за рязане.
Защо просто да не монтираме ръчната глава на CNC модул?
Много потребители питат дали ръчно лазерно заваръчно устройство може да се фиксира на малка CNC маса или XY модул за рязане. Този подход може да има смисъл за плоски листове, прости профили и повтаряща се плоска работа. Но не винаги е най-доброто съвпадение с начина, по който потребителите на ръчни лазери всъщност работят.
В много работилници изискването за рязане е случайно, материалът не е много дебел, а реалната стойност все още е във флексибилното заваряване. Фиксирана маса може да бъде полезна, но също така ограничава детайла до размера на масата и предимно плоска геометрия. Коботът може да обиколи детайла, да подхожда от различни ъгли и по-естествено да превключва между заваряване и леки демонстрации на рязане.
| Тема | Малък CNC или XY модул | WeldAir + преобразуване на Cobot |
|---|---|---|
| Платформа за движение | Лазерната глава е фиксирана на плоска маса за движение. | Ръчното устройство WeldAir е фиксирано в края на колаборативен робот. |
| Пасване на детайла | Детайлът обикновено трябва да пасне на леглото или зоната на закрепване. | Роботът може да се приближи по-близо до детайла и да подхожда от повече посоки. |
| Настройка на пътя | Обикновено е по-близко до CNC програмиране или импортирани плоски профили. | Може да се използва ръчно насочено обучение за точки и прости траектории. |
| Най-добро приложение | Плоско, повтарящо се рязане на база маса. | Повтарящо се заваряване, триизмерен достъп, демонстрации и леки тестове за рязане. |
| Основно ограничение | По-малко гъвкав за неудобни или триизмерни детайли. | Не е заместител на специализиран високоскоростен лазерен режещ апарат за ламарина. |
Основният процес „направи си сам“
Самата конверсия не е сложна по концепция. Основната работа е механичното монтиране, съгласуване на сигналите, обучение на пътя и настройка на процеса.
- Проектирайте монтажа: създайте метална монтажна конзола, която фиксира ръчната лазерна заваръчна глава WeldAir към крайния фланец на кобота.
- Съгласувайте сигналите: свържете ключовите процесни сигнали между ръчния лазерен заварчик и системата за управление на робота.
- Обучете пътя: използвайте ръчно насочено обучение на кобота, за да създадете повторяема траектория за рязане или заваряване.
- Настройте параметрите: регулирайте височината на фокуса, налягането на газа, скоростта, изходната мощност на лазера и поведението на подаване на телта според нуждите.
Стъпка 1: Изграждане на стабилна монтажна конзола
Първата стъпка е да се проектира метална структурна част, която здраво да държи ръчната заваръчна глава WeldAir на колаборативния робот. Тази конзола може да изглежда като малък детайл, но пряко влияе на стабилността, безопасността и повторяемостта.
Конзолата трябва да държи главата стабилна по време на движение, да осигури достатъчно място за поддръжка на дюзата и лещата и да избегне претоварване на китката на робота. Маршрутирането на кабелите също е важно. Влакнестият кабел, контролният кабел, газовата тръба и пътят за подаване на телта не трябва да се опъват или притискат по време на движение на робота.
Стъпка 2: Свързване на процесните сигнали
След като заваръчната глава е монтирана, ръчният лазерен заварчик и роботът трябва да комуникират. В този проект ключовите сигнали включват излъчване на лазера, контрол на заваряването, подаване на тел и подаване на защитен или помощен газ.
Целта не е да се усложнява системата ненужно. Целта е синхронизация. Когато роботът достигне началната точка, процесът трябва да започне в правилната последователност. Когато роботът завърши пътя, лазерът и свързаните изходи трябва да спрат надеждно.
Стъпка 3: Обучение на път за рязане или заваряване
Тук колаборативният робот става полезен за „направи си сам“ работа. Вместо да се пише сложна програма за робота отначало, операторът може да движи кобота ръчно, да записва точки и да създава повторяем път.
За тест на рязане обикновено се обръща внимание на траекторията, височината на рязане, налягането на газа, мощността на лазера и скоростта на движение на робота. За тест на заваряване операторът трябва да вземе предвид и ъгъла на горелката, позицията на шева, подаването на телта и скоростта на заваряване.
Стъпка 4: Регулиране на фокуса, газа и скоростта
Първото рязане или заварка рядко е крайният резултат. Процесът трябва да се настрои. Основните точки за регулиране на Брус бяха позицията на фокуса, разстоянието между заваръчната глава и материала, налягането на газа и скоростта на движение на робота.
Ако рязането не е чисто, екипът може да регулира височината на фокуса, силата на газа и скоростта. Ако резултатът от заварката е непостоянен, екипът може да провери ъгъла на горелката, точността на пътя, подаването на тел и лазерните параметри.
Къде този комплект има смисъл
Това преобразуване WeldAir + кобот най-добре се разбира като гъвкава концепция за автоматизация, а не като заместител на специализиран лазерен режещ апарат за ламарина. Полезно е, когато работата изисква повторяемост, но не оправдава изграждането на пълна CNC платформа за рязане.
- Повтарящо се заваряване на един продукт, където умората при ръчно изпълнение влияе на постоянството.
- Триизмерни или наклонени детайли, които не пасват естествено на плоска маса.
- Проби с малки серии, валидиране от интегратор или демонстрации в работилница.
- Леки тестове за рязане, където обемът и дебелината на рязане са ограничени.
- Клиенти, които искат да изследват автоматизация с помощта на съществуващ ръчен лазерен заварчик.
Инженерни бележки преди опит
- Проверете натоварването: потвърдете натоварването на робота, въртящия момент на китката, теглото на скобата, теглото на главата и натоварването на кабелите преди изпълнение на пътищата.
- Защитете кабелите: планирайте маршрути за влакна, газ, електричество и подаване на тел така, че движението на робота да не създава напрежение или остри завои.
- Използвайте безопасна последователност: лазерният изход, газът, подаването на тел и движението на робота трябва да се стартират и спират в контролирана последователност.
- Приоритизирайте безопасността: използвайте подходящо лазерно защитно покритие, заключващи устройства, лични предпазни средства, извличане на изпарения, аварийно спиране и местни процедури за безопасност.
Заключение
Този проект „направи си сам“ показва практичен начин да превърнете ръчен лазерен заварчик WeldAir в инструмент за процес, воден от робот. Преобразуването започва с монтажна скоба, продължава със съвпадение на сигналите и след това използва обучение на кобот за повторение на пътища за рязане или заваряване.
Това не е предназначено да замени професионален CNC лазерен режещ апарат. Вместо това, дава на потребителите на ръчни лазери друга възможност: да запазят гъвкавостта на ръчната лазерна система, но да позволят на колаборативен робот да поеме повторяемото движение.
За реален преглед на проект, подгответе типа материал, дебелината, снимки на частите, желаното качество на заварката или рязане, формата на пътя, ограниченията на закрепването, обхвата на робота и изискванията за безопасност. Тези детайли определят дали фиксиран CNC модул, преобразуване в кобот или специализирана машина е по-доброто решение.
