Un saldatore laser portatile può diventare uno strumento di saldatura guidato da robot e di taglio leggero? In questo progetto fai-da-te, abbiamo usato il saldatore laser portatile WeldAir come sistema base, montato la testa di saldatura portatile su un robot collaborativo e collegato i segnali di processo di base in modo che il robot potesse ripetere un percorso insegnato.
Demo: il cobot guida la testa laser portatile WeldAir attraverso semplici test di taglio e saldatura.
Perché provare una conversione con cobot?
La saldatura laser portatile è flessibile, ma il risultato finale dipende ancora molto dall'operatore. Angolo di saldatura, velocità di avanzamento, stabilità della mano, postura e affaticamento influenzano tutti la corda di saldatura. Per saldature ripetute su un singolo prodotto, l'operazione manuale può diventare faticosa e la coerenza difficile da mantenere su lunghi cicli.
Bruce, l'ingegnere dietro questa conversione fai-da-te, è partito da questo problema pratico. Se un robot collaborativo può sostituire il movimento del braccio dell'operatore, il processo diventa più facile da ripetere. Il sistema laser portatile fornisce ancora il laser, la testa di saldatura, il gas e la capacità di alimentazione del filo, mentre il cobot fornisce il movimento controllato.
L'idea è semplice: mantenere l'hardware laser portatile WeldAir familiare, ma usare un robot collaborativo come piattaforma di movimento per percorsi di saldatura ripetibili e test di taglio leggero.
Perché non montare semplicemente la testa portatile su un modulo CNC?
Molti utenti chiedono se una testa di saldatura laser portatile possa essere fissata a un piccolo tavolo CNC o a un modulo di movimento XY per il taglio. Questo approccio può avere senso per lamiere piatte, profili semplici e lavori planari ripetuti. Ma non è sempre la soluzione migliore per il modo in cui gli utenti di laser portatili lavorano realmente.
In molte officine, la necessità di taglio è occasionale, il materiale non è molto spesso e il vero valore è ancora nella saldatura flessibile. Un tavolo fisso può essere utile, ma limita anche il pezzo alle dimensioni del tavolo e a geometrie per lo più piatte. Un cobot può raggiungere un pezzo da più lati, approcciare da angolazioni diverse e passare più naturalmente tra saldatura e dimostrazioni di taglio leggero.
| Argomento | Piccolo CNC o modulo XY | Conversione WeldAir + Cobot |
|---|---|---|
| Piattaforma di movimento | La testa laser è fissata a un tavolo di movimento piatto. | La testa portatile WeldAir è fissata all'estremità di un robot collaborativo. |
| Adattamento del pezzo | Il pezzo di solito deve adattarsi all'area del piano o del dispositivo di fissaggio. | Il robot può avvicinarsi al pezzo e approcciare da più direzioni. |
| Impostazione del percorso | Solitamente più vicino alla programmazione CNC o ai profili piatti importati. | Può utilizzare l'insegnamento guidato a mano per punti e traiettorie semplici. |
| Uso migliore | Taglio piatto, ripetuto, basato su tavolo. | Saldatura ripetuta, accesso tridimensionale, dimostrazioni e test di taglio leggeri. |
| Principale limitazione | Meno flessibile per pezzi di forma irregolare o tridimensionali. | Non è un sostituto per un tagliatore laser dedicato ad alta velocità per lamiera. |
Il processo base fai-da-te
La conversione in sé non è complicata nel concetto. Il lavoro principale è il montaggio meccanico, l'abbinamento dei segnali, l'insegnamento del percorso e la regolazione del processo.
- Progetta il supporto: crea una staffa metallica di montaggio che fissi la testa di saldatura laser portatile WeldAir alla flangia finale del cobot.
- Abbina i segnali: collega i segnali chiave di processo tra il saldatore laser portatile e il sistema di controllo del robot.
- Insegna il percorso: usa l'insegnamento guidato a mano del cobot per costruire una traiettoria di taglio o saldatura ripetibile.
- Regola i parametri: regola altezza di messa a fuoco, pressione del gas, velocità, potenza del laser e comportamento dell'alimentazione del filo secondo necessità.
Passo 1: Costruisci una staffa di montaggio stabile
Il primo passo è progettare una parte strutturale metallica che fissi saldamente la testa di saldatura portatile WeldAir sul robot collaborativo. Questa staffa può sembrare un piccolo dettaglio, ma influisce direttamente su stabilità, sicurezza e ripetibilità.
La staffa deve mantenere la testa rigida durante il movimento, lasciare spazio sufficiente per la manutenzione dell'ugello e della lente, ed evitare di sovraccaricare il polso del robot. Anche il percorso dei cavi è importante. Il cavo in fibra, il cavo di controllo, il tubo del gas e il percorso di alimentazione del filo non devono essere tirati o schiacciati durante il movimento del robot.
Passo 2: Collega i segnali di processo
Dopo il montaggio della testa di saldatura, il saldatore laser portatile e il robot devono comunicare. In questo progetto, i segnali chiave includevano emissione laser, controllo della saldatura, alimentazione del filo e soffiaggio di gas di protezione o gas di assistenza.
L'obiettivo non è rendere il sistema inutilmente complesso. L'obiettivo è la sincronizzazione. Quando il robot raggiunge il punto di partenza, il processo dovrebbe iniziare nella giusta sequenza. Quando il robot termina il percorso, il laser e le uscite correlate dovrebbero fermarsi in modo affidabile.
Passo 3: Insegna un percorso di taglio o saldatura
Qui il robot collaborativo diventa utile per i lavori fai-da-te. Invece di scrivere un programma robot complesso dall'inizio, l'operatore può muovere il cobot a mano, registrare i punti e creare un percorso ripetibile.
Per un test di taglio, l'attenzione è solitamente sulla traiettoria, altezza di taglio, pressione del gas, potenza del laser e velocità di movimento del robot. Per un test di saldatura, l'operatore deve considerare anche l'angolo della torcia, la posizione della corda di saldatura, l'alimentazione del filo e la velocità di saldatura.
Passo 4: Regola messa a fuoco, gas e velocità
Il primo taglio o saldatura raramente è il risultato finale. Il processo necessita di messa a punto. I principali punti di regolazione di Bruce erano la posizione del fuoco, la distanza tra la testa di saldatura e il materiale, la pressione del gas e la velocità di movimento del robot.
Se il bordo del taglio non è pulito, il team può regolare l'altezza del fuoco, la forza del gas e la velocità. Se il risultato della saldatura è incoerente, il team può controllare l'angolo della torcia, la precisione del percorso, l'alimentazione del filo e i parametri del laser.
Dove ha senso questa configurazione
Questa conversione WeldAir + cobot è meglio intesa come un concetto di automazione flessibile, non come sostituto di un tagliatore laser dedicato per lamiera. È utile quando il lavoro richiede ripetibilità, ma non giustifica la costruzione di una piattaforma di taglio CNC completa.
- Saldatura ripetuta su un singolo prodotto dove l'affaticamento manuale influisce sulla coerenza.
- Pezzi tridimensionali o inclinati che non si adattano naturalmente a un tavolo piatto.
- Prove in piccoli lotti, validazione da parte di integratori o dimostrazioni in officina.
- Test di taglio leggero dove il volume e lo spessore del taglio sono limitati.
- Clienti che vogliono esplorare l'automazione utilizzando un saldatore laser portatile esistente.
Note di ingegneria prima di provare
- Controllare il carico utile: confermare il carico utile del robot, la coppia del polso, il peso della staffa, il peso della testa e il carico dei cavi prima di eseguire i percorsi.
- Proteggere i cavi: pianificare i percorsi di fibra, gas, elettricità e alimentazione del filo in modo che il movimento del robot non crei tensioni o piegature brusche.
- Usare una sequenza sicura: l'uscita del laser, il gas, l'alimentazione del filo e il movimento del robot devono essere avviati e fermati in una sequenza controllata.
- Priorità alla sicurezza: utilizzare adeguate protezioni laser, interblocchi, DPI, estrazione dei fumi, arresto di emergenza e procedure di sicurezza locali.
Conclusione
Questo progetto fai-da-te mostra un modo pratico per trasformare un saldatore laser portatile WeldAir in uno strumento di processo guidato da robot. La conversione inizia con una staffa di montaggio, continua con l'adattamento dei segnali e poi utilizza l'insegnamento del cobot per ripetere i percorsi di taglio o saldatura.
Non è pensato per sostituire un tagliatore laser CNC professionale. Invece, offre agli utenti di laser portatili un'altra opzione: mantenere la flessibilità di un sistema laser portatile, ma lasciare che un robot collaborativo gestisca il movimento ripetitivo.
Per una revisione reale del progetto, preparare il tipo di materiale, lo spessore, le foto delle parti, la qualità desiderata di saldatura o taglio, la forma del percorso, i vincoli della staffa, la portata del robot e i requisiti di sicurezza. Questi dettagli determinano se una macchina CNC fissa, una conversione cobot o una macchina dedicata sia la soluzione migliore.
