Знаете ли вы, что самые первые промышленные роботы были разработаны для сварки? Благодаря массовому распространению робототехники в промышленности, они уже получили довольно большее распространение, особенно для нетрадиционных видов деятельности и приложений. Благодаря безопасности и эффективности коллаборативных роботов автоматизация сварочных процессов быстро становится неотъемлемой частью компаний и производственных предприятий.
Сварочные роботы - это механизированные (роботизированные) программируемые машины, которые полностью автоматизируют процесс сварки, как путем манипулирования деталью, так и путем выполнения сварного шва, т. е. робот обеспечивает перемещение свариваемых деталей и управляет процессом сварки.
Хотя сварка в защитной атмосфере плавящимся электродом часто автоматизирована, иногда (обычно) оператору необходимо подготовить свариваемые материалы. Сварочные роботы чаще всего используется для дуговой сварки и контактной точечной сварки в автомобильной промышленности.
История роботизированной сварки
Первый промышленный робот был представлен миру в 1962 году. Unimation 001 - это робот, созданный Джорджем Деволом и Джозефом Энгельбергером, который был установлен в General Motors (GM) для точечной сварки на сборочной линии. На этой работе он заменил сотрудников, которые часто получали производственные травмы во время сварки. Смотрите: Краткая история робототехники
Другие мировые автопроизводители также увидели неоспоримые преимущества автоматизации сварки GM и постепенно начали внедрять роботизированную сварку на своих заводах, следуя примеру General Motors.
Благодаря этой конкуренции между компаниями роботы стали более сложными, чем когда-либо прежде, благодаря недавно введенным улучшениям, таким как расширенное управление движением и трехмерное лазерное зрение.
С момента появления первого робота для точечной сварки в 1962 году роботизированная сварка прошла долгий путь развития.
Роботизированная сварка не стала широко распространенной до 1980-х годов, когда другие автомобильные компании последовали за GM и начали использовать роботов для точечной сварки. Тогда же отрасль стала расти и осознавать преимущества роботизированной сварки.
Роботизированные системы начали проникать в другие отрасли в 1990-х годах, поскольку автоматизация с использованием роботов стала намного более доступной. Вскоре после этого произошел резкий рост интереса к робототехнике и различные компании-производители начали создавать сварочных роботов для решения все более сложных задач.
К 2005 году в Северной Америке работало более 60 000 роботизированных сварочных установок.
С тех пор роботизированная сварка значительно эволюционировала благодаря постоянным усовершенствованиям в технологии роботов. Современные роботы способны выполнять различные виды сварки, такие как дуговая, лучевая, лазерная и т.д., с высокой точностью, качеством и производительностью.
Роботизированная сварка применяется не только в автомобильной промышленности, но и в других отраслях, таких как металлообработка, судостроение, аэрокосмическая и т.д. Роботизированная сварка помогает производителям снизить затраты, повысить безопасность и конкурентоспособность на глобальном рынке.
В настоящее время промышленные сварочные роботы чаще всего применяются для автоматизаций процессов контактной и дуговой сварки. Все более популярной становится также ультразвуковая роботизированная сварка.
Сложнее для роботизации дуговая сварка, у которой движение электрода должно регулироваться достаточно точно и непрерывно по всей длине сварного соединения, а также должны строго регулироваться параметры режима сварки - сварочный ток, напряжение дуги, приток газа и др.
Кроме машиностроения, роботизация сварочных процессов используется в стройиндустрии.
Считается, что в настоящее время более 20% промышленных роботов от общего их количества являются роботами-сварщиками. По другим источникам в промышленности Северной Америки используется более 120000 роботов, из которых около половины задействовано в сварке.
Производители признают преимущества роботизированной сварки во многих отраслях промышленности (чаще всего в машиностроении), чтобы оставаться конкурентоспособными на постоянно расширяющемся и высококонкурентном мировом рынке. Благодаря роботам компании могут эффективно решать долгосрочную нехватку квалифицированных сварщиков на рынке труда.
В будущем системы технического зрения станут еще большей частью мировой робототехники. По мнению экспертов Международной федерации робототехники (International Federation of Robotics, IFR), быстрое развитие трехмерных оптических систем и программных алгоритмов очень скоро значительно расширит комплекс действий, которые роботы могут выполнять полностью независимо, без участия человека.
Одним из таких действий является адаптивная сварка, которая позволяет роботам автоматически корректировать свои параметры в зависимости от состояния и положения свариваемых деталей. Это повышает гибкость и точность процесса сварки, а также снижает количество дефектов и отходов.
Адаптивная сварка уже используется в некоторых отраслях, таких как аэрокосмическая и энергетическая, где требуются высокие стандарты качества и надежности.
Другим примером является кооперативная сварка, которая подразумевает совместную работу нескольких роботов над одним изделием. Это позволяет увеличить скорость и производительность сварки, а также расширить область применения роботов для сварки сложных и крупногабаритных конструкций.
Кооперативная сварка требует высокого уровня координации и синхронизации между роботами, а также специальных алгоритмов планирования и распределения задач.
Роботизированная сварка продолжает развиваться и открывать новые возможности для промышленности. С помощью систем технического зрения, адаптивной и кооперативной сварки роботы становятся более умными, автономными и эффективными. Роботизированная сварка является одним из ключевых факторов, определяющих будущее машиностроения и других отраслей.
Основные преимущества роботизированной сварки
Качество, точность: робот может выполнять качественные и точные сварные швы. Они также могут повторять сварные швы того же качества. Например, UR10e от Universal Robots обеспечивает точность повторяемости +/- 0,1 мм, что пригодится производителям, которые хотят повысить качество продукции. Результат - точная и надежная сварка.
Производительность: Доказано, что роботы повышают производительность производства. Они могут легко выполнять сразу несколько сварных швов, работать быстро без ущерба для качества сварки и работать без устали в течение всей смены. Роботизированная сварка ускоряет производственные процессы для компаний и, в конечном итоге, обеспечивает быструю окупаемость инвестиций.
Безопасность: До середины двадцатого века все сварочные работы выполняли сотрудники компании. Они подверглись воздействию опасной окружающей среды и токсичных паров. Роботизированная сварка снижает риски для безопасности сотрудников. Компании, использующие коллаборативных роботов для сварки, идут еще дальше с точки зрения безопасности. После анализа рисков эти роботы могут работать вместе с сотрудниками, и нет необходимости организовывать огражденные рабочие зоны безопасности.
Роботизированные системы помогают всем компаниям и производителям идти в ногу с конкурентами. Благодаря тому, что теперь есть возможность оставить на роботах потенциально опасную и сложную сварку, компании также сокращают производственные затраты. Разработка сварочных роботов постоянно развивается, постоянно появляются интересные высокотехнологичные модели, что открывают новые перспективы в этой области.
Смотрите также: Промышленные роботы и выгоды их внедрения на производстве, актуальность робототехники
Андрей Повный