Alegerea şi implementarea soluţiilor de sudare robotizată/automatizată (II)

Sudura

de Sorin Udrea

Alegerea şi implementarea soluţiilor de sudare robotizată/automatizată (II)

În prezentul articol voi încerca să realizez o scurtă prezentare a principalelor aspecte care pot influenţa precizia, fiabilitatea, flexibilitatea şi productivitatea unui sistem robotizat de sudare, precum şi costurile de utilizare. 

O firmă care doreşte să aleagă şi să implementeze un sistem robotizat de sudare trebuie să ţină cont de câteva elemente simple, însă extrem de importante, şi anume:

 

Tehnologia de sudarealeasă trebuie să fie adecvată tipului de piese aflate în producţie, preciziei de prelucrare a îmbinărilor şi toleranţelor asigurate. De asemenea, vor trebui analizate foarte atent calitatea pieselor şi productivitatea de care viitorul utilizator are nevoie. În acest scop, înaintea luării unei decizii cu privire la implementarea unui sistem robotizat, sunt absolut necesare participarea la demonstraţii şi realizarea de teste, din care să rezulte capabilităţile şi eficienţa surselor de sudare analizate.

În prezent, datorită dezvoltării accelerate a tehnologiei, există o sumendenie de soluţii tehnice, care acoperă întreaga gamă de necesităţi de producţie:

 

  • Tehnologii care permit sudarea MAG a tablelor subţiri şi a îmbinărilor cu rost mare, reducând substanţial deformaţiile termice şi necesitatea protecţiei la rădăcină, în cazul sudării ţevilor;
  • Tehnologii care permit sudarea MAG a pieselor cu rost îngust, determinând reducerea unghiului de şanfren în cazul tablelor groase şi, în acest fel, creşterea productivităţii şi scăderea deformaţiilor termice;
  • Tehnologii TIG ce permit sudarea cu mare viteză a tablelor şi care reduc costurile mari implicate de prelucrarea muchiilor;
  • Sisteme de sudare multiproces, MIG/MAG şi TIG, care permit trecerea facilă de la procesul de sudare MIG/MAG la cel TIG prin simpla schimbare a capului de sudare, toate celelalte componente ale sistemului rămânând neschimbate. Acest lucru determină o flexibilitate deosebită a sistemului, în condiţii de costuri de implementare şi de utilizare extrem de reduse;
  • Tehnologii de sudare laser;
  • Tehnologii de sudare cu plasmă.

 

Alegerea robotului trebuie făcută ţinând cont de următoarele detalii:

  • Anvelopa de lucru a robotului trebuie să acopere fără probleme piesele care urmează a fi realizate, iar în acest scop există foarte multe soluţii, cum ar fi: roboţi cu alonjă mare, roboţi instalaţi pe coloană tip C, cu sau fără utilizarea unei axe Z, roboţi instalaţi pe cale de rulare, roboţi cu mai mult de 6 axe etc.
  • Robotul trebuie să fie astfel realizat, încât să reducă la minimum costurile de utilizare; din această cauză sunt foarte importante costurile implicate de operaţiile de mentenanţă, tipurile de motoare utilizate, tipurile de angrenaje etc.
  • Programarea robotului trebuie să fie cât mai uşoară, să permită modificări rapide şi controlul unui număr cât mai mare de variabile. Un avantaj destul de mare îl au roboţii al căror teach pendant (panoul de comandă al robotului) este prevăzut cu un joystick sau un mouse 6D, care permite poziţionarea rapidă a robotului în punctul dorit, reducând astfel semnificativ timpul de programare.
  • Pentru mărirea flexibilităţii sistemului este foarte important ca acesta să poată fi uşor up-gradat (echipat) ulterior, cu diverse axe externe şi, din această cauză, este foarte important să alegem un robot al cărui controler permite acest lucru.
  • Sistemul de operare şi limbajul de progra­mare al robotului joacă şi ele un rol foarte im­­­­portant, asigurând atât reducerea timpilor de programare, cât şi flexibilitatea sistemului şi controlul facil al parametrilor de sudare.

 

În alegerea robotului şi a tehnologiei, respectiv a echipamentului de sudare, trebuie să luăm în calcul faptul că riscurile în implementarea şi utilizarea unui sistem robotizat se împart după cum urmează: circa 5% sunt riscuri care pot să apară datorită robotului (partea mecanică, acţionări, precizie de lucru etc.), iar un procent de circa 15% sunt riscuri care se datorează echipamentului ales şi sistemului de progra­mare al robotului şi, respectiv, al echipamentului de sudare. 

 

Accesoriile pentru sudarejoacă şi ele un rol extrem de important în cadrul unui sistem robotizat, având o directă influenţă asupra flexibilităţii şi fiabilităţii sistemului, calităţii cordoanelor de sudură şi costurilor de producţie.

Exemplele de mai jos sunt menite a prezenta importanţa alegerii accesoriilor de sudare:

  • Este foarte importantă alegerea modului de răcire a sistemului de sudare, deoarece acest lucru are un impact direct atât asupra costurilor de utilizare, cât şi a calităţii pieselor sudate. De exemplu, în cazul sudării aluminiului, este foarte importantă răcirea cu lichid a torţelor pentru sudarea MIG/MAG, respectiv a celor pentru sudarea TIG, pentru a evita încălzirea excesivă a torţei şi a zonei de lucru, fapt ce va genera ridicarea gazului de protecţie şi, implicit, o slabă calitate a îmbinărilor sudate. Trebuie ţinut cont de faptul că, începând de la o temperatură de 280 - 300oC, duzele de contact din cupru şi, respectiv, cele din CuCrZr îşi schimbă culoarea şi, bineînţeles, încep să-şi piardă rapid proprietăţile. În plus, o bună răcire determină şi reducerea deformaţiilor termice ale torţei de sudare şi, implicit, creşterea preciziei de sudare şi reducerea timpilor morţi datoraţi recalibrării torţelor.
  • De asemenea, este foarte important ca torţa de sudare utilizată să nu aibă pierderi de gaz şi să aibă cablurile bine protejate pentru o lungă durată de viaţă.
  • Pentru a asigura permanent un capăt liber al sârmei constant, indiferent de mişcările pe care le are de efectuat robotul şi de distanţele pe care sârma trebuie transportată, au fost dezvoltate soluţii precum: sisteme de blocare a sârmei între operaţiile de sudare, sisteme de avans Push-Pull, sisteme de avans Push-Push. Utilizarea de astfel de soluţii atrage după sine o mult mai bună precizie de sudare şi permite reducerea substanţială a problemelor întâlnite în cazul utilizării accesoriilor clasice.
  • O bună practică, care atrage după sine reducerea substanţială a stocurilor de consumabile, este să se aleagă atât pentru echipamentele manuale de sudare, cât şi pentru cele robotizate, torţe care utilizează aceleaşi consumabile.
  • Un alt accesoriu important în cazul aplica­ţiilor de sudare MIG/MAG este dispozitivul pentru curăţarea calotei de gaz şi tăierea capătului liber al sârmei. Un astfel de dispozitiv este foarte util atât pentru mărirea duratei de viaţă a consumabilelor, cât şi pentru o mai bună calitate a sudurilor.
  • Alte dispozitive importante în cadrul unui sistem robotizat de sudare sunt: dispozitivele laser de recalibrare a torţelor, camerele laser pentru urmărirea rostului şi ajustarea în timp real a parametrilor de sudare etc.

 

Poziţionerele care intră în componenţa sistemelor robotizate de sudare sunt un punct foarte sensibil, cu implicaţii deosebite atât asupra costurilor iniţiale de implemantare, cât şi asupra flexibilităţii şi productivităţii sistemului.

Din păcate, de multe ori am întâlnit poziţionere inadecvat alese sau la dimensionarea cărora nu s-a ţinut cont de greutatea cumulată a pieselor de sudat şi a sistemului de fixare. De cele mai multe ori se ia în calcul doar greutatea pieselor, uitându-se faptul că, uneori, un sistem de fixare poate ajunge chiar şi la 20% din greutatea pieselor. Un alt punct foarte important în calcularea corectă a meselor rotative şi a poziţionerelor tip L este centrul de greutate al sistemului format din piesă şi dispozitivul de fixare.

 

Dispozitivele de fixare a pieselor,deşi sunt neglijate în majoritatea cazurilor, considerându-se că se pot realiza de către utilizatorul final sau se pot cumpăra ulterior, sunt de foarte mare importanţă în cadrul unui sistem robotizat de sudare, iar discutarea şi alegerea lor ar trebui făcută încă din faza de studiu a sistemului, deoa­rece acest lucru permite atât reducerea costurilor totale de investiţie, cât şi o mult mai rapidă şi mai ieftină pornire a producţiei. Dispozitivele de fixare a pieselor atrag după sine circa 80% din problemele pe care le poate întâmpina utilizatorul în cadrul implementării şi utilizării unui sistem robotizat de sudare. În ceea ce priveşte aceste dispozitive, o atenţie deosebită trebuie acordată următoarelor caracteristici extrem de importante:

  • Rigiditatea dispozitivului de fixare;
  • Precizia de poziţionare a sistemului de fixa­re pe poziţioner;
  • Precizia de fixare a pieselor în dispozitiv;
  • Calitatea şi repetabilitatea pieselor;
  • Toleranţele de îmbinare a pieselor.

 

Din aceste motive vă recomand ca la studierea unui sistem robotizat de sudare să luaţi în calcul următoarele aspecte minime care pot determina o alegere optimă şi un sistem cu un grad ridicat de flexibilitate:

 

  • Determinarea productivităţii de care aveţi nevoie;
  • Alegerea tehnologiei de sudare în funcţie de aplicaţie, de infrastructura existentă pentru pregătirea componentelor în vederea realizării îmbinării sudate şi de gradul de flexibilitate dorit;
  • Efectuarea unui calcul cât mai exact privitor la ciclul de producţie pentru o piesă;
  • Determinarea tipului de poziţionere, al numărului de roboţi şi al staţiilor de lucru şi proiectarea dispozitivelor de fixare a pieselor, ţinându-se cont de productivitatea necesară şi de ciclul de producţie pentru o piesă.

 

În speranţa că aceste informaţii vor face cât de cât puţină lumină în domeniul amplu şi delicat al alegerii şi implementării soluţiilor de sudare robotizate, vă mulţumesc pentru atenţia acordată şi vă asigur că în ediţiile viitoare voi încerca să vă prezint şi alte aspecte importante din domeniu. 


Sorin Udrea este General Manager Laser Technology Soluții Globale SRL



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord