Robotické svařování

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. ledna 2019; kontroly vyžadují 10 úprav .

Svařování roboty neboli robotické svařování [1] [2]  - svařování pomocí robotů , které automatizují jak samotný proces svařování , tak práci na pohybu a zpracování dílů a výrobků. Plynové obloukové svařování kovů je často automatizované, ale aby robot mohl pracovat, operátor připravuje materiály a programuje jeho práci. Robotické svařování se běžně používá pro odporové bodové svařování a obloukové svařování v automobilovém průmyslu.

Historie

Robotické svařování je dnes jednou z nejběžnějších aplikací robotiky . První oblastí širokého použití průmyslových robotů bylo přesné bodové svařování (již v roce 1969 General Motors nainstaloval 26 robotů Unimate na automatizovanou linku pro bodové svařování karoserií automobilů ) [3] . Použití svařovacích robotů (především v automobilovém průmyslu ) se od 80. let výrazně rozšířilo; od té doby počet takových robotů používaných v průmyslu a rozsah jejich aplikací exponenciálně vzrostl. V roce 2005 bylo v severoamerickém průmyslu použito více než 120 000 robotů, z toho asi polovina pro svařování [4] . Pokud jde o Rusko, 80 % průmyslových robotů dovážených do země jsou svařovací roboty [5] .

Růst používání robotů byl primárně limitován vysokými náklady na zařízení a jejich omezením na špičkové aplikace; již v roce 2014 však japonská korporace FANUC představila nízkonákladový robot pro obloukové svařování, který malým výrobcům poskytuje cenově výhodné robotické obloukové svařování [6] .

Robotizace svařování se v posledních letech rychle rozvíjí, na svařování se podílí asi 20 % průmyslových robotů.

Zařízení svařovacích robotů

Svou konstrukcí je většina svařovacích robotů manipulačními roboty spadajícími do dvou tříd: 1) roboty sekvenční struktury (s otevřeným kinematickým řetězcem aktuátoru); 2) roboty s paralelní strukturou (druhé mají vyšší strukturální tuhost, ale pracovní objem je menší a náklady jsou mnohem vyšší) [7] [8] . Pro svařování velkých konstrukcí (například při stavbě lodí ) se používají také mobilní svařovací roboty [9] .

V průmyslu jsou stále rozšířenější robotické komplexy zahrnující několik (někdy i stovky) současně pracujících svařovacích robotů [10] [11] , ale i roboty pro provádění pomocných (nakládacích a montážních) operací [12] . Robotický komplex pro svařování zahrnuje manipulační systém, svařovací zařízení, řídicí přístroje a měřicí přístroje [13] .

Robotizace svářečských prací ovlivnila několik typů svařování, včetně:

V nejjednodušších případech svařovací robot svařuje díly podle daného programu; využívají také on-line technologie školení robotů (např. před provedením obloukového svařování je elektroda vedena - bez zapnutí oblouku - podél budoucího svaru a získané informace jsou použity v řídicím systému programu robota) [19 ] . Ve složitějších případech robot bere v úvahu informace přicházející z různých senzorů [20] ; v tomto případě se používají systémy technického vidění a snímání síly-momentu, laserové dálkoměry , sondy s tenzometry a z řídicího systému robota se stává adaptivní řídicí systém [2] [21] .

Výhody robotického svařování

Robotizace svařovacích operací může několikanásobně zvýšit efektivitu výroby. Použití svařovacích robotů, které jsou klíčovým prvkem flexibilní automatizované výroby , umožňuje zajistit vysokou kvalitu svarových spojů, snížit procento vad a ušetřit člověka od monotónní práce [8] . Robotizace svařování umožňuje dosáhnout výrazných úspor svařovacích materiálů a elektřiny, snížit deformace svařování [22] . Otevírá možnost provozovat výrobu na menší ploše, aniž by to vyžadovalo značné náklady (nevyhnutelné při ručním svařování) na opatření na ochranu práce a na odměňování profesionálních svářečů. Přestože jsou náklady na svařovací roboty poměrně vysoké, investice se poměrně rychle vrátí [15] .

Velmi důležité je také zkrácení výrobního času a zajištění identity hotového výrobku, dosažené v podmínkách robotické výroby. Robotizace svařování s sebou zároveň nese náklady na školení personálu, který programuje a udržuje roboty, přičemž klade přísné požadavky na montáž a umístění svařovaných obrobků [11] .


Poznámky

  1. Gladkov, Brodyagin, Perkovsky, 2014 , str. 340, 381.
  2. 1 2 Breido I. V., Zhabelova G. A.  Principy adaptivního řízení elektrických pohonů svařovacího robota-manipulátoru  // Avtomatika. Informatika. - 2007. - T. 1-2 . - S. 38-40 .
  3. 1 2 Romanov R. R.  Počítačová simulace pohybu robota pro odporové bodové svařování  // Postulát. - 2018. - č. 6 . Archivováno z originálu 2. ledna 2019.  - Umění. 119 (9 stran).
  4. Cary H. B., Helzer S. C. . Moderní technologie svařování. 6. vyd. - Upper Saddle River: Pearson/Prentice Hall, 2005. - xiii + 715 s. — ISBN 0-13-113029-3 .  — S. 316.
  5. Lenchik I. V., Rodionova I. N., Gorokhov A. A.  Problémy a perspektivy rozvoje svařovací výroby v Rusku  // Elektrická zařízení: provoz a opravy. - 2016. - č. 11-12 . - S. 69-72 .
  6. Crain's Detroit Business: Subscription Center
  7. Mendes N., Neto P., Loureiro A., Moreira A. P.  Stroje a řídicí systémy pro třecí promíchávání: přehled  // Materials & Design. - 2016. - Sv. 90. - S. 256-265. - doi : 10.1016/j.matdes.2015.10.124 . Archivováno z originálu 3. ledna 2019.
  8. 1 2 3 Komova O. I., Maslov A. N., Osadchenko N. V.  Atomové funkce a konstrukce programového pohybu svařovacího robota  // Bulletin MSTU im. N.E. Bauman. Řada: Přírodní vědy. - 2018. - č. 5 (80) . - S. 15-36 . — doi : 10.18698/1812-3368-2018-5-15-36 . Archivováno z originálu 9. prosince 2018.
  9. Nguyen Doan Cuong, Lubenko V. N.  Zlepšení procesu svařování koutových svarů zakřivených a vlnitých lodních konstrukcí pomocí mobilního svařovacího robota  // Bulletin Astrachanské státní univerzity. tech. univerzita Série: Námořní vybavení a technologie. - 2009. - č. 1 . - S. 66-71 .
  10. Gladkov, Brodyagin, Perkovsky, 2014 , str. 342-343.
  11. 1 2 Koltygin D.S., Romanyuk D.Yu.  Analýza a vlastnosti použití svařovacích robotů  // Sborník Státní univerzity v Bratsku. univerzita Řada: Přírodní a technické vědy. - 2016. - T. 2 . - S. 138-141 .
  12. Ivanov, 2017 , str. 185-187.
  13. Gladkov, Brodyagin, Perkovsky, 2014 , str. 346.
  14. Gladkov, Brodyagin, Perkovsky, 2014 , str. 343-344.
  15. 1 2 Koshcheev A. A.  Konstrukce programového pohybu robota pro obloukové svařování  // Postulát. - 2018. - č. 6 . Archivováno z originálu 2. ledna 2019.  - Umění. 47 (10 str.).
  16. Zenkevič, Juščenko, 2004 , str. 25.
  17. Gladkov, Brodyagin, Perkovsky, 2014 , str. 343.
  18. Ivanov, 2017 , str. 189-193.
  19. Zenkevič, Juščenko, 2004 , str. 29.
  20. Turek F. D.  Machine Vision Fundamentals: How to Make Robots ‚Vidět‘  // NASA Tech Briefs magazine. - 2011. - Sv. 35, č. 6. - S. 60-62. Archivováno z originálu 16. listopadu 2018.
  21. Zenkevič, Juščenko, 2004 , str. 29-30.
  22. Gladkov, Brodyagin, Perkovsky, 2014 , str. 340.

Literatura

Odkazy