Úvod
S rychlým rozvojem průmyslové automatizace a chytré výroby se technologie robotického svařování postupně přesunula za hranice velkých továren a stala se důležitým prostředkem pro tvůrce, nadšence do DIY a malé výrobní týmy k dosažení přesného zpracování, díky svým vysoké přesnosti, vysoké konzistenci a silným flexibilním výrobním schopnostem. Samostatná výstavba systému robotického svařování může výrazně zvýšit výrobní flexibilitu a efektivitu a dosáhnout přesnosti a spolehlivosti daleko přesahující tradiční ruční svařování při zpracování složitých trojrozměrných svarů. Je zvláště vhodná pro agilní výrobní modely s více druhy a malými sériemi.
Základní principy svařovacího systému
Základní pracovní mechanismus laserového svařování
Laserové svařování spoléhá na laserový paprsek s vysokou hustotou energie, který je přesně zaostřen na povrch obrobku, což způsobuje rychlé roztavení místního materiálu a vytvoření tavné lázně. Jak se laserový paprsek pohybuje, tavná lázeň teče a tuhne, čímž dochází k metalurgickému spojení materiálů. Tento proces se vyznačuje koncentrovaný přívod tepla, malá tepelně ovlivněná oblast a minimální deformace, což je zvláště vhodné pro vysoce kvalitní svařování tenkých plechů, různorodých materiálů a vysoce reflexních kovů (jako je hliník, měď, pozinkovaná ocel, nerezová ocel atd.), což vede k esteticky příjemným a vysoce pevnostním svarům.
Integrace robotického řízení s knihovnou svařovacích procesů a kombinace knihovny svařovacích procesů s podavačem drátu
Moderní robotické svařovací systémy nejsou jen o řízení trajektorie robotické paže, ale představují integrovanou inteligentní svařovací platformu. Systém přesně volá knihovnu svařovacích procesů a knihovnu procesů podávání drátu prostřednictvím řídicí jednotky robota, čímž dosahuje koordinovaného řízení více parametrů, jako je svařovací výkon, rychlost pohybu a rychlost podávání drátu, a tím výrazné zlepšení snadnosti obsluhy, vytváření čistších svarových ploch, plnějších svarových bodů a podpora různorodých svařovacích materiálů.
Ve srovnání s tradičními metodami, jako jsou argonové obloukové svařování nebo dvojitě stíněné obloukové svařování, tento laserový svařovací systém překonává omezení materiálů a dokáže dosáhnout vysoce kvalitního svařování vysoce reflexních nebo odlišných materiálů, jako je hliník, měď, pozinkovaná ocel a nerezová ocel. Systém podporuje jedním kliknutím volání více přednastavených knihoven procesů, automaticky přiřazujících optimální parametry pro různé materiály a tloušťky, což výrazně snižuje čas opakovaného ověřování a zlepšuje využití zařízení a rychlost reakce výroby, což jej činí zvláště vhodným pro scénáře výzkumu a vývoje a malovýroby.
Díky integraci knihovny procesů může robot v reálném čase upravovat výstup laseru a podávání drátu, dosahovat přesnější hloubky průniku a kontroly podávání drátu, přizpůsobovat se složitým trojrozměrným cestám a různorodým pracovním podmínkám. To zvyšuje kvalitu svařování a zároveň snižuje závislost na zkušenostech operátora (snadné použití), skutečně realizuje vysoce flexibilní svařování s „jedním strojem pro více použití, jednou knihovnou pro více materiálů.“
Jádrové komponenty systému a výběr
Pokud potřebujete kompletní kusovník pro DIY robotické laserové svařování, prosím klikněte zde pro jeho získání.
Robotická platforma
Tělo průmyslového robota:
Podporuje mezinárodní značky jako FANUC, ABB, YASKAWA, KUKA, stejně jako kvalitní domácí roboty. Standardní 6osá konstrukce s opakovací přesností polohování až ±0,02 mm a nosností 20 kg, zajišťující stabilita a opakovatelnost. pod složitými trajektoriemi. Ukázkový systém používá robot FANUC M20iA.
Řadič robota:
Disponuje vysoce výkonnou řízením v reálném čase a schopnostmi koordinace více os, podporuje složité plánování trajektorií a integrované volání parametrů procesu, a je jádro záruky pro dosažení vysoce přesného svařování.
Výukový panel:
Vybaven intuitivním dotykovým rozhraním, podporuje úpravu svařovacích programů, ladění a monitorování v reálném čase, výrazně snižuje provozní práh a dobu ladění.
Transformátor:
Poskytuje stabilní napájení systému, zajišťující dlouhodobý spolehlivý provoz a snižování kolísání kvality způsobeného změnami napětíPříkladový systém používá Integrovaný napěťový transformátor Xishun.
Laserový svařovací systém
|
Jádrové komponenty laserového svařovacího systému |
Funkce |
Doporučené produkty nebo značky |
|
Laserová svařovací hlava |
Zaostřuje laserový paprsek pro dosažení tavení a spojení materiálu, podporuje různé ohniskové vzdálenosti a nastavení ohniska, přímo ovlivňuje přesnost a kvalitu svařování |
Raytools, Precitec, WSX |
|
Robotický svařovací systém |
Řadič speciálně navržený pro robotické a vícoosé platformy laserového svařování, integrující více funkcí jako řízení laseru, řízení oscilující hlavy, řízení podávání drátu a řízení foukání plynu |
Raytools, Aosendike, WSX |
|
Laserový zdroj |
Zajišťuje stabilní vysokovýkonný laserový výstup, podporuje nastavení výkonu v reálném čase a jeho stabilita je klíčová pro rovnoměrné a konzistentní svary |
|
|
Chladič |
Zajišťuje chlazení laseru a svařovací hlavy při konstantní teplotě, což zaručuje dlouhodobý nepřetržitý provoz, zabraňuje poklesu výkonu a poškození zařízení způsobenému přehřátím |
3000W chladič (Hanli, Tongfei, Teyu)
|
Pomocné systémy
Systém vizuálního monitorování:
CCD kamera sleduje tvorbu svaru v reálném čase, podporuje detekci vad a zpětnou vazbu procesu, poskytuje zajištění kvality procesu pro dosažení vysoce kvalitního svařování.
Přesný servo podavač drátu s plynulou regulací rychlosti, podporuje různé průměry a materiály drátu a spolupracuje s knihovnou svařovacích procesů pro řízení tavného drátu, zajišťující stabilitu podávání drátu a efektivitu nanášení pro různé materiály.
Plynový ochranný systém:
Vícekanálová plynová řídicí jednotka poskytuje ochranu inertním plynem, zabraňuje oxidaci a zlepšuje kvalitu svaru. Je nezbytnou podmínkou pro získání čistých, bezvadných svarů (Doporučuje se používat NNT plynový řídicí systém).
Volitelné: Sledování svarového švu, monitorování tavné lázně (další funkce dostupné za příplatek)
Krok za krokem vysvětlení integrace a ladění DIY svařovacího systému
Nastavení mechanického systému
Bezpečně odstraňte původní řezací hlavu, nainstalujte laserovou svářecí hlavu a zajistěte správné rozhraní vlákna. Připevněte svářecí hlavu k koncovému efektoru robota a vyrovnejte pracovní stůl. Současně nainstalujte podavač drátu a vizuální CCD systém, aby byla zajištěna koordinace hardwaru. Přesná mechanická integrace je základem pro dosažení vysoce kvalitního svařování.
Potrubí a připojení kabelů
Dokončete rozvržení a test těsnosti chladicího okruhu, nastavte parametry chladiče. Stabilní chlazení je výhodou, která zajišťuje dlouhodobě spolehlivý provoz laseru. U plynového okruhu připojte modul ochranného plynu, proveďte nastavení tlaku a detekci úniků. Spolehlivá plynová ochrana je výhodnou předpoklad pro vysoce kvalitní svary. Elektrický systém vyžaduje rozumné zapojení, ochranu uzemnění a připojení napájení hlavního zařízení. Vynikající elektrická spojení poskytují výhodu pro stabilitu systému.
Navázání komunikačního spojení mezi robotem a svařovacím systémem, systémem podávání drátu, konfigurace I/O a analogových signálových rozhraní, nastavení komunikačních protokolů a parametrů a dokončení testování signálních bodů a ověření časování. Stabilní a efektivní komunikace je spojnicí, která využívá výhody robotická kolaborativní kontrola.
Zapnutí systému a ladění procesu
Proveďte bezpečnostní kontroly před postupným zapnutím napájení, poté proveďte inicializaci systému a funkční testování. Ověřte ochranné mechanismy, jako je nouzové zastavení a bezpečná vzdálenost. Proveďte ladění svařovacího procesu, včetně nastavení parametrů jako je výkon laseru, rychlost svařování, rychlost podávání drátu a průtok plynu. Kvalitu vyhodnoťte zkušebním svařováním a optimalizujte a uložte parametry pomocí knihovny procesů. Tento proces plně ukazuje, jak systém přeměňuje technické výhody na plug-and-play výrobní přínosy prostřednictvím digitální správy procesů, umožňující přepínání jedním kliknutím pro různé materiály.
Aplikace robotického svařování
Automobilová výroba: Svařování karoserií, montáž bateriových bloků, konstrukční díly podvozku. Vysoká přesnost, vysoká rychlost cyklu a stabilita robotického svařování dokonale splňují přísné požadavky automobilového průmyslu na efektivitu a kvalitu.
Letecký průmysl: Komponenty motorů, palivové systémy, spoje konstrukčních dílů. Jeho výhody nízkého tepelného vstupu, minimální deformace a sledovatelné kontroly procesu jej činí vhodným pro letecký sektor, který má extrémně vysoké požadavky na bezpečnost a spolehlivost.
Elektronika a elektrické spotřebiče: Těsnění krytů, připojovací pásky baterií, svařování modulů pro odvod tepla. Vysoká přesnost a minimální tepelně ovlivněná oblast laserového svařování umožňují zpracování přesných elektronických komponent bez poškození.
Lékařské přístroje: Chirurgické nástroje, montáž implantátů, vysoce přesné balení senzorů. Tato metoda může poskytnout čisté, pevné a biokompatibilní svary, které splňují speciální požadavky lékařského průmyslu.
Závěr
DIY robotický svařovací systém poskytuje vysoce přesné, vysoce flexibilní a vysoce efektivní řešení zpracování kovů pro malé a střední kreativní výroby a profesionální produkci. Díky hluboké integraci robotického řízení, knihovny svařovacích procesů a systému podávání drátu systém výrazně snižuje závislost na dovednostech operátora a výrazně zlepšuje výrobní efektivitu a konzistenci procesu. Jeho silná kompatibilita s materiály a opakovatelná digitální správa procesů z něj činí ideální volbu pro malovýrobu s více druhy produktů a agilní výrobu. V budoucnu, díky začlenění technologií strojového vidění a umělé inteligence, se systém dále vyvine směrem k adaptivnímu inteligentnímu svařování, což umožní širší průmyslové aplikace a inovační možnosti.
Často kladené otázky
Q1: Proč zvolit robotické laserové svařování místo tTradiční argonové obloukové svařování nebo dvojitě stíněné obloukové svařování?
A: Tradiční metody svařování mají materiálová omezení (např. jsou vhodné pro svařování železa, ale méně účinné pro hliník, měď, nerezovou ocel, pozinkovanou ocel atd.), zatímco robotické laserové svařování umožňuje vysoce kvalitní spojování různých materiálů. Laserové svary jsou esteticky příjemné, vysoce pevné a s nízkou deformací. V kombinaci s přesnou kontrolou trajektorie robota dokáže provádět složité svary, které jsou pro tradiční ruční svařování obtížné.
Q2: S jakými materiály je kompatibilní systém robotického laserového svařování?
A: Systém má několik vestavěných knihoven svařovacích procesů a je kompatibilní s hliníkovou slitinou, mědí, nerezovou ocelí, pozinkovanou ocelí, běžnou uhlíkovou ocelí a dalšími materiály. Uživatelé pouze jedním kliknutím vyvolají odpovídající knihovnu procesů pro přepnutí, bez nutnosti opakovaného ověřování parametrů.
Q3: Jaké efektivní výhody má robotické laserové svařování oproti tradičnímu ručnímu svařování?
A: Robotické laserové svařování nabízí rychlou rychlost svařování, vysokou konzistenci svarů a může pracovat nepřetržitě dlouhé období. Ve srovnání s ručním svařováním systém výrazně zkracuje výrobní cykly, snižuje míru přepracování a zvyšuje celkovou efektivitu o 30 % až 50 %.
Q4: Může použití robotického laserového svařování snížit náklady?
A: Ačkoliv je počáteční investice do zařízení vyšší, stabilní kvalita svarů snižuje přepracování a plýtvání spotřebním materiálem. Navíc roboti umožňují bezobslužnou noční výrobu, což výrazně snižuje celkové náklady na práci. Komplexní výpočty ukazují, že dlouhodobé používání může snížit celkové výrobní náklady.
Q5: Jak je zajištěna stabilita kvality svařování?
A: Systém integruje vizuální monitorování a přesnou kontrolu podávání drátu, což umožňuje sledování svařovacího procesu v reálném čase pro zajištění stabilní tavné lázně a rovnoměrných svarů. Parametry v knihovně procesů jsou předem ověřené, čímž se vyhýbá lidským chybám a zajišťuje stabilitu a konzistenci každého svaru.
Q6: Je robotické laserové svařování vhodné pro malé výrobní týmy nebo nadšence DIY?
A: Ano. DIY systém robotického svařování díky modulárnímu designu umožňuje relativně jednoduchou instalaci a ladění a jedním kliknutím vyvolání knihovny procesů snižuje bariéru svařování. I malé týmy tak mohou rychle vybudovat vlastní automatizovanou svařovací platformu.
Q7: Jaký je budoucí směr vývoje robotického svařování?
A: V budoucnu bude integrovat umělou inteligenci a velká data, aby dosáhl samo-učení a samo-optimalizace knihovny procesů, vyvíjející se do „adaptivního svařování.“ Mezitím také ukáže větší potenciál v zelené výrobě, flexibilní produkci a průmyslových aplikacích napříč odvětvími (například nová energie, medicína a výroba elektroniky).
