Poate un sudor laser portabil să devină un instrument de sudură și tăiere ușoară ghidat de robot? În acest proiect DIY, am folosit sudorul laser portabil WeldAir ca sistem de bază, am montat capul de sudură portabil pe un robot colaborativ și am conectat semnalele de proces de bază pentru ca robotul să poată repeta un traseu învățat.
Demonstrație: cobotul ghidează capul portabil WeldAir prin teste simple de tăiere și sudură.
De ce să încerci o conversie cu cobot?
Sudura cu laser portabil este flexibilă, dar rezultatul final depinde încă mult de operator. Unghiul de sudură, viteza de deplasare, stabilitatea mâinii, postura și oboseala influențează toate cordonul de sudură. Pentru sudură repetată pe un singur produs, operarea manuală poate deveni obositoare, iar consistența poate fi dificil de menținut pe perioade lungi.
Bruce, inginerul din spatele acestei conversii DIY, a pornit de la această problemă practică. Dacă un robot colaborativ poate înlocui mișcarea brațului operatorului, procesul devine mai ușor de repetat. Sistemul laser portabil oferă în continuare laserul, capul de sudură, gazul și alimentarea cu sârmă, în timp ce cobotul oferă mișcare controlată.
Ideea este simplă: păstrează hardware-ul familiar al laserului portabil WeldAir, dar folosește un robot colaborativ ca platformă de mișcare pentru trasee de sudură repetabile și teste ușoare de tăiere.
De ce să nu montezi pur și simplu capul portabil pe un modul CNC?
Mulți utilizatori întreabă dacă un cap de sudură laser portabil poate fi fixat pe o masă mică CNC sau pe un modul de mișcare XY pentru tăiere. Această abordare poate avea sens pentru foi plate, profile simple și lucrări plane repetate. Dar nu este întotdeauna cea mai bună potrivire pentru modul în care utilizatorii de lasere portabile lucrează efectiv.
În multe ateliere, cerința de tăiere este ocazională, materialul nu este foarte gros, iar valoarea reală este încă în sudura flexibilă. O masă fixă poate fi utilă, dar limitează piesa la dimensiunea mesei și, în general, la geometria plată. Un cobot poate ajunge în jurul unei piese, poate aborda din unghiuri diferite și poate comuta mai natural între sudură și demonstrații ușoare de tăiere.
| Subiect | Mic CNC sau modul XY | Conversia WeldAir + Cobot |
|---|---|---|
| Platforma de mișcare | Capul laser este fixat pe o masă de mișcare plată. | Capul portabil WeldAir este fixat la capătul unui robot colaborativ. |
| Potrivirea piesei | Piesa trebuie de obicei să se potrivească pe pat sau în zona dispozitivului de fixare. | Robotul se poate apropia mai mult de piesă și poate aborda din mai multe direcții. |
| Configurarea traseului | De obicei, este mai aproape de programarea CNC sau de profilele plate importate. | Se poate folosi învățarea ghidată manual pentru puncte și traiectorii simple. |
| Cea mai bună utilizare | Tăiere plată, repetitivă, bazată pe masă. | Sudură repetată, acces tridimensional, demonstrații și teste ușoare de tăiere. |
| Limitarea principală | Mai puțin flexibil pentru piese de lucru incomode sau tridimensionale. | Nu este un înlocuitor pentru un tăietor laser dedicat de tablă de mare viteză. |
Procesul de bază DIY
Conversia în sine nu este complicată ca și concept. Munca principală constă în montaj mecanic, potrivirea semnalelor, învățarea traiectoriei și reglarea procesului.
- Proiectați suportul: creați un suport metalic de montare care fixează capul de sudură laser portabil WeldAir pe flanșa finală a cobotului.
- Potriviți semnalele: conectați semnalele cheie ale procesului între sudorul laser portabil și sistemul de control al robotului.
- Învățați traiectoria: folosiți învățarea ghidată manual a cobotului pentru a construi o traiectorie repetabilă de tăiere sau sudură.
- Reglați parametrii: ajustați înălțimea focalizării, presiunea gazului, viteza, puterea laserului și comportamentul alimentării cu sârmă după necesitate.
Pasul 1: Construiți un suport de montare stabil
Primul pas este să proiectați o piesă structurală metalică care să fixeze ferm capul de sudură portabil WeldAir pe robotul colaborativ. Acest suport poate părea un detaliu mic, dar afectează direct stabilitatea, siguranța și repetabilitatea.
Suportul trebuie să mențină capul rigid în timpul mișcării, să lase suficient spațiu pentru întreținerea duzei și a lentilei și să evite supraîncărcarea încheieturii robotului. De asemenea, este importantă rutarea cablurilor. Cablu de fibră, cablu de control, tubul de gaz și traseul de alimentare cu sârmă nu trebuie să fie întinși sau ciupiți în timpul mișcării robotului.
Pasul 2: Conectați semnalele procesului
După montarea capului de sudură, sudorul laser portabil și robotul trebuie să comunice. În acest proiect, semnalele cheie au inclus emisia laser, controlul sudurii, alimentarea cu sârmă și suflarea gazului de protecție sau gazului de asistență.
Scopul nu este să se complice inutil sistemul. Scopul este sincronizarea. Când robotul ajunge la punctul de start, procesul trebuie să înceapă în ordinea corectă. Când robotul termină traiectoria, laserul și ieșirile aferente trebuie să se oprească fiabil.
Pasul 3: Învățați o traiectorie de tăiere sau sudură
Aici devine util robotul colaborativ pentru lucrările DIY. În loc să scrie un program complex pentru robot de la început, operatorul poate mișca cobotul manual, înregistra puncte și crea o traiectorie repetabilă.
Pentru un test de tăiere, atenția se concentrează de obicei pe traiectorie, înălțimea de tăiere, presiunea gazului, puterea laserului și viteza de deplasare a robotului. Pentru un test de sudură, operatorul trebuie să ia în considerare și unghiul torței, poziția cordonului, alimentarea cu sârmă și viteza de sudare.
Pasul 4: Ajustați focalizarea, gazul și viteza
Prima tăiere sau sudură rar este rezultatul final. Procesul necesită reglaje. Principalele puncte de ajustare ale lui Bruce au fost poziția focalizării, distanța dintre capul de sudare și material, presiunea gazului și viteza de mișcare a robotului.
Dacă marginea tăierii nu este curată, echipa poate ajusta înălțimea focalizării, intensitatea gazului și viteza. Dacă rezultatul sudurii este inconsistent, echipa poate verifica unghiul torței, acuratețea traseului, alimentarea cu sârmă și parametrii laserului.
Unde are sens această configurație
Această conversie WeldAir + cobot este cel mai bine înțeleasă ca un concept flexibil de automatizare, nu ca o înlocuire pentru un tăietor laser dedicat pentru tablă. Este utilă când lucrarea necesită repetabilitate, dar nu justifică construirea unei platforme CNC complete de tăiere.
- Sudare repetată pe un singur produs unde oboseala manuală afectează consistența.
- Piese tridimensionale sau înclinate care nu se potrivesc natural pe o masă plată.
- Teste în loturi mici, validare de integrator sau demonstrații în atelier.
- Teste ușoare de tăiere unde volumul și grosimea tăierii sunt limitate.
- Clienți care doresc să exploreze automatizarea folosind un sudor laser portabil existent.
Note inginerești înainte de a încerca acest lucru
- Verificați sarcina utilă: confirmați sarcina utilă a robotului, cuplul la încheietură, greutatea suportului, greutatea capului și încărcătura cablurilor înainte de a rula traseele.
- Protejați cablurile: planificați traseele pentru fibră, gaz, electricitate și alimentarea cu sârmă astfel încât mișcarea robotului să nu creeze tensiune sau îndoiri ascuțite.
- Folosiți o secvență sigură: ieșirea laserului, gazul, alimentarea cu sârmă și mișcarea robotului trebuie pornite și oprite într-o secvență controlată.
- Prioritizați siguranța: folosiți protecție adecvată pentru laser, întrerupătoare de siguranță, echipament de protecție personală, extracție de fum, oprire de urgență și proceduri locale de siguranță.
Concluzie
Acest proiect DIY arată o metodă practică de a transforma un sudor laser portabil WeldAir într-un instrument de proces ghidat de robot. Conversia începe cu un suport de montare, continuă cu potrivirea semnalelor și apoi folosește programarea cobotului pentru a repeta traseele de tăiere sau sudare.
Nu este menit să înlocuiască un tăietor laser CNC profesional. În schimb, oferă utilizatorilor de lasere portabile o altă opțiune: păstrarea flexibilității unui sistem laser portabil, dar lăsând un robot colaborativ să gestioneze mișcarea repetabilă.
Pentru o evaluare reală a proiectului, pregătiți tipul materialului, grosimea, fotografiile piesei, calitatea dorită a sudurii sau tăierii, forma traseului, constrângerile dispozitivului de fixare, raza de acțiune a robotului și cerințele de siguranță. Aceste detalii determină dacă o unitate CNC fixă, o conversie cobot sau o mașină dedicată este soluția mai bună.
