Ali lahko ročni laserski varilec postane orodje za varjenje in lahkotno rezanje, vodeno z robotom? V tem DIY projektu smo uporabili ročni laserski varilec WeldAir kot osnovni sistem, pritrdili ročno varilno glavo na kolaborativnega robota in povezali osnovne procesne signale, da je robot lahko ponovil naučeno pot.
Demo: cobot vodi ročno lasersko glavo WeldAir skozi preproste rezalne in varilne teste.
Zakaj poskusiti pretvorbo s cobotom?
Ročno lasersko varjenje je prilagodljivo, vendar končni rezultat močno vpliva na operaterja. Kot varjenja, hitrost premikanja, stabilnost roke, drža in utrujenost vplivajo na varilni šiv. Pri ponavljajočem se varjenju na enem izdelku je ročno upravljanje lahko naporno, doslednost pa težko ohranjati pri dolgih serijah.
Bruce, inženir za to DIY pretvorbo, je začel s tem praktičnim problemom. Če lahko kolaborativni robot nadomesti gibanje roke operaterja, postane postopek lažje ponovljiv. Ročni laserski sistem še vedno zagotavlja laser, varilno glavo, plin in možnost podajanja žice, medtem ko cobot zagotavlja nadzorovano gibanje.
Ideja je preprosta: ohraniti znano ročno lasersko opremo WeldAir, vendar uporabiti kolaborativnega robota kot gibljivo platformo za ponovljive varilne poti in lahke rezalne teste.
Zakaj ne preprosto namestiti ročne glave na CNC modul?
Mnogi uporabniki sprašujejo, ali je mogoče ročno lasersko varilno glavo pritrditi na majhno CNC mizo ali XY gibljivi modul za rezanje. Ta pristop je smiseln za ravne plošče, preproste profile in ponavljajoče se ravninske naloge. Vendar pa ni vedno najboljša izbira za način dela uporabnikov ročnih laserjev.
V mnogih delavnicah je zahteva po rezanju občasna, material ni zelo debel, prava vrednost pa je še vedno v prilagodljivem varjenju. Fiksna miza je lahko uporabna, vendar omejuje obdelovanec na velikost mize in večinoma ravno geometrijo. Cobot lahko doseže okoli dela, pristopi iz različnih kotov in bolj naravno preklaplja med varjenjem in lahkimi rezalnimi demonstracijami.
| Tema | Majhen CNC ali XY modul | WeldAir + pretvorba Cobot |
|---|---|---|
| Gibljiva platforma | Laserska glava je pritrjena na ravno gibljivo mizo. | Ročna glava WeldAir je pritrjena na konec kolaborativnega robota. |
| Prileganje obdelovanca | Del običajno mora ustrezati postelji ali območju pripomočka. | Robot se lahko premakne bližje obdelovancu in pristopi iz več smeri. |
| Nastavitev poti | Običajno bližje CNC programiranju ali uvoženim ravnim profilom. | Lahko se uporablja ročno vodenje za točke in preproste poti. |
| Najboljša uporaba | Ravno, ponavljajoče se rezanje na osnovi tabele. | Ponovljeno varjenje, tridimenzionalni dostop, demonstracije in lahki preizkusi rezanja. |
| Glavna omejitev | Manj prilagodljivo za nerodne ali tridimenzionalne obdelovance. | Ni nadomestilo za namenski laserski rezalnik pločevine z visoko hitrostjo. |
Osnovni postopek "naredi sam"
Sama pretvorba ni zapletena v konceptu. Glavno delo je mehanska montaža, usklajevanje signalov, učenje poti in prilagajanje procesa.
- Oblikujte nosilec: ustvarite kovinski nosilec, ki pritrdi ročno lasersko varilno glavo WeldAir na končno pritrditveno ploščo cobota.
- Uskladite signale: povežite ključne procesne signale med ročnim laserskim varilcem in krmilnim sistemom robota.
- Naučite pot: uporabite ročno vodenje cobota za učenje ponovljive rezalne ali varilne trajektorije.
- Prilagodite parametre: po potrebi prilagodite višino fokusa, tlak plina, hitrost, izhodno moč laserja in vedenje dovajanja žice.
Korak 1: Izdelajte stabilen nosilec za pritrditev
Prvi korak je zasnova kovinskega strukturnega dela, ki trdno drži ročno varilno glavo WeldAir na sodelovalnem robotu. Ta nosilec se morda zdi majhen detajl, a neposredno vpliva na stabilnost, varnost in ponovljivost.
Nosilec mora med gibanjem glavo držati trdno, pustiti dovolj prostora za vzdrževanje šobe in leče ter preprečiti preobremenitev zapestja robota. Pomembno je tudi usmerjanje kablov. Optični kabel, krmilni kabel, plinska cev in pot dovajanja žice ne smejo biti potegnjeni ali stisnjeni med gibanjem robota.
Korak 2: Povežite procesne signale
Po namestitvi varilne glave morata ročni laserski varilec in robot komunicirati. V tem projektu so ključni signali vključevali emisijo laserja, nadzor varjenja, dovajanje žice in pihanje zaščitnega ali pomožnega plina.
Cilj ni narediti sistem nepotrebno zapleten. Cilj je sinhronizacija. Ko robot doseže začetno točko, se mora proces začeti v pravem zaporedju. Ko robot konča pot, morata laser in povezani izhodi zanesljivo prenehati delovati.
Korak 3: Naučite rezalno ali varilno pot
Tukaj postane sodelovalni robot uporaben za delo "naredi sam". Namesto da bi od začetka pisali zapleten program za robota, lahko operater ročno premika cobota, beleži točke in ustvari ponovljivo pot.
Pri preizkusu rezanja je običajno poudarek na trajektoriji, višini rezanja, tlaku plina, moči laserja in hitrosti gibanja robota. Pri preizkusu varjenja mora operater upoštevati tudi kot gorilnika, položaj zvara, dovajanje žice in hitrost varjenja.
Korak 4: Prilagodite fokus, plin in hitrost
Prvi rez ali varjenje redko predstavlja končni rezultat. Proces je treba nastaviti. Glavne točke prilagoditve Brucea so bile položaj fokusa, razdalja med varilno glavo in materialom, tlak plina in hitrost gibanja robota.
Če rez ni čist, lahko ekipa prilagodi višino fokusa, moč plina in hitrost. Če je rezultat varjenja nedosleden, lahko ekipa preveri kot gorilnika, natančnost poti, dovajanje žice in laserske parametre.
Kje je ta postavitev smiselna
Ta pretvorba WeldAir + cobot je najbolje razumljena kot koncept prilagodljive avtomatizacije, ne kot zamenjava za namenski laserski rezalnik pločevine. Uporabna je, kadar delo zahteva ponovljivost, a ne upravičuje gradnje celotne CNC rezalne platforme.
- Ponavljajoče varjenje na enem izdelku, kjer ročna utrujenost vpliva na doslednost.
- Trodimenzionalni ali poševni deli, ki se naravno ne prilegajo na ravno mizo.
- Poskusi z majhnimi serijami, validacija integratorja ali delavnice za predstavitve.
- Lahki testi rezanja, kjer sta volumen in debelina rezanja omejena.
- Stranke, ki želijo raziskati avtomatizacijo z obstoječim ročnim laserskim varilcem.
Inženirske opombe pred poskusom
- Preverite nosilnost: pred izvajanjem poti potrdite nosilnost robota, navor zapestja, težo nosilca, težo glave in obremenitev kablov.
- Zaščitite kable: načrtujte poti za optična vlakna, plin, elektriko in dovajanje žice tako, da gibanje robota ne povzroča napetosti ali ostrih upogibov.
- Uporabljajte varno zaporedje: laserski izhod, plin, dovajanje žice in gibanje robota naj se začnejo in ustavijo v nadzorovanem zaporedju.
- Prednostno varnost: uporabljajte ustrezno lasersko zaščito, varovalke, osebno zaščitno opremo, odsesavanje hlapov, nujni stop in lokalne varnostne postopke.
Zaključek
Ta DIY projekt prikazuje praktičen način, kako ročni laserski varilec WeldAir spremeniti v orodje za proces, vodeno z robotom. Pretvorba se začne z nosilcem, nadaljuje s prilagoditvijo signalov in nato uporablja učenje cobota za ponavljanje poti rezanja ali varjenja.
Namenjen ni zamenjavi profesionalnega CNC laserskega rezalnika. Namesto tega uporabnikom ročnega laserja ponuja drugo pot: ohraniti prilagodljivost ročnega laserskega sistema, a naj ponavljajoče gibanje opravi sodelujoči robot.
Za resničen pregled projekta pripravite vrsto materiala, debelino, fotografije delov, želeno kakovost varjenja ali rezanja, obliko poti, omejitve pripomočkov, doseg robota in varnostne zahteve. Ti podatki določajo, ali je boljša rešitev fiksni CNC modul, pretvorba v cobota ali namenski stroj.
