Stratený čas a strata produktivity sú nepriateľmi pri akejkoľvek výrobnej činnosti a platí to aj pri zváraní. Dodávatelia, výrobcovia aj spracovatelia hľadajú preto spôsoby, ako znížiť náklady, zlepšiť kvalitu a rýchlejšie dokončiť projekty. Aké nové spôsoby a metódy môžu  využiť, ak chcú celé procesy zvárania zefektívniť?

 

Aké metódy zvárania sú dostupné?

Metód zvárania je viacero, no podľa spôsobu práce s materiálom sa rozdeľujú na dve hlavné skupiny:

  • tavné zváranie,
  • tlakové zváranie.

Aj v týchto skupinách je ich niekoľko a každé z nich má svoje špecifiká. Práve od nich závisia aj možnosti zefektívnenia, napríklad prostredníctvom robotizácie

V snahe po zefektívnení výrobných činností sa po robotoch v podnikoch siaha pri rôznych činnostiach. Najčastejšie ide o manipuláciu s materiálom, ale aj o zváracie aplikácie

Dôvodom je najmä dosiahnutie požadovanej a očakávanej produktivity, presnosti, stabilného výkonu, kvality procesov a vyrábaného produktu, a manažérov presviedčajú samozrejme aj ďalšie atribúty hovoriace v prospech človeka. Hoci úspora sa niekedy nedá technologicky dosiahnuť jednoduchým zrýchlením postupu. Tak ako pri zváraní, kedy robot často skrátka musí dodržiavať technologické časy, ktoré daný proces vyžaduje, podobne ako zvárač, keď má mať výstup požadované vlastnosti.

 

Najčastejšie robotické aplikácie zvárania

Zvyšovanie produktivity prostredníctvom robotov sa najčastejšie realizuje pri bodovom zváraní zo skupiny tlakových zváraní a z tavných spôsobov najmä pri oblúkovom zváraní.  To je typické tavením či už pridaného materiálu v ochrannej atmosfére plynu, tzv.  MIG-MAG (z anglického Metal Inert Gas, Metal Active Gas), alebo bez pridaného materiálu, laserovým tavením samotných zvarovaných dielcov.

Možné úspory času treba hľadať v použití samotnej technológie, ale predovšetkým v príprave a postprocesoch. Nie vždy je totiž smerodajný cyklový čas jedného zvaru. Pri úmysle zapojiť robota vstupujú do procesu rozhodovania a navrhovania pracoviska však aspekty – napríklad dĺžka a počet zvarov, hrúbka a typ materiálu, vizuálna stránka zvaru. 

 

Rýchle laserové zváranie s estetickým prídavkom

Najmodernejším spôsobom zvárania je laserové zváranie. Vyznačuje sa rýchlosťou a vzhľadom na tavenie zváraných dielov bez pridania ďalšieho materiálu, je výsledný zvar prakticky nerozpoznateľný.

Je to však pomerne nákladný spôsob svojimi bezpečnostnými nárokmi. Vyžaduje totiž špeciálne kabíny a vysoká pozornosť sa musí venovať aj pozíciám zvárania. Cielený lúč totiž nesmie zasiahnuť nič iné v priestore.

Ak ale ide o zvyšovanie produktivity vo vysokých rýchlostiach a dosahovanie pohľadových zvarov, je robotická aplikácia laserového zvárania ideálnym riešením. Potom už závisí len od vhodnosti materiálu.

Využíva sa najmä v automotive firmách, ale v súčasnosti aj v iných odvetviach priemyslu.  

 

Praktické zváranie MIG-MAG

  • Funkčnosť modelu

Pri zváraní MIG-MAG je kľúčová funkčnosť zvaru, ako je jeho pevnosť a celistvosť, a nie tak veľmi jeho vzhľad. Tento typ zvárania je ideálny, keď potrebujete silný zvar bez bublín alebo výčnelkov.

Hlavnou nevýhodou je, že pridaný materiál sa pri zváraní môže rozstrekovať, čo si vyžaduje ďalšie čistenie zvareného dielca. Našťastie, moderné metódy ako ColdMetalTransfer pomáhajú minimalizovať tieto rozstreky.

  • Zvyšovanie produktivty

Pokiaľ ide o zvyšovanie produktivity – tu nie je zaujímavý cyklový čas jedného zvaru. Ten sa technologicky urýchliť nedá voči šikovnému zváračovi, hoci robot sa môže pohybovať veľmi rýchlo. Uplatnenie robota má význam z iného dôvodu. Na rozdiel od zvárača môže robot zvárať bez prestávky, v stabilnej kvalite. Podstatné úspory s dajú docieliť  najmä, vzhľadom na  množstvo zvarov a ich rozmiestnenie na samotnom zvarenci, s presunmi robota od jedného zvaru k druhému, ktorý je veľmi rýchly. 

  • Bezpečnostné opatrenia pri Mig Mag

Pri robotizácii pracoviska MIG-MAG zvárania nevznikajú vysoké náklady na bezpečnostné opatrenia. Postačí bežné oplotenie a ochranné zásteny, ktoré zabezpečujú ochranu očí operátorov pred žiarením zváracieho oblúka. Taktiež sa používajú plechové kabíny s oknami so UV filtrom, aby sa zabezpečila bezpečnosť pri práci.

 

Limitujúce faktory a nové možnosti v robotickom zváraní

1. Dôležitosť predprípravy

Predpríprava zvarovaných dielov je kľúčová pre úspešné robotické zváranie. Diely musia byť presne pripravené, umiestnené a fixované v zváracích prípravkoch. Odchýlka zvarovacej špáry medzi dielmi musí byť v rámci povolených limitov, aby robot mohol diely správne zvariť.

Kľúčové je zladiť ich tak, aby robotické zariadenie mohlo zvárať bez prestávky a prestojov. Najväčší priestor na úsporu času vzniká totiž pri presune zvárača od jedného zvaru k druhému a sekundy sa napočítajú nielen na samotný dielec, na ktorom je zvarov niekoľko, ale aj za smenu. 

2. Vývoj technológií robotov

S pokrokom v technológii sa roboty vybavujú schopnosťami podobnými ľudskému vnímaniu. Využívajú rôzne metódy, ako napríklad:

  • nahmatanie alebo oťukanie aktuálnej pozície zvarenca,
  • laserové navádzanie, ktoré sníma a upravuje pozíciu zvaru podľa potreby.

Najmä pri dlhých zvarencoch, kde je dosiahnutie totožnosti jednotlivých zvarencov pravdupovediac nemožné, sú tieto nové možnosti nespornou výhodou. 

3. Welt guide systém

Tento systém umožňuje robotom sledovať prúdové napätie počas zvárania. Ak sa hodnoty začnú líšiť od normálu, robot sa automaticky prispôsobí, aby sa zvar nachádzal správne v špáre.

 

Príklad efektívneho zváracieho procesu

  1. Operátor nakladá dielce do prípravkov (akýchsi šablón),ktoré robot na druhej strane stola oddeleného stenou zvára. 
  2. Po zafixovaní dielcov operátor stlačí tlačidlo, ktoré signalizuje robotovi, že môže začať zváranie.
  3. Po zváraní robot otočí stôl a pokračuje na ďalších dielcoch, zatiaľ čo operátor odstraňuje hotové dielce.

Inou možnosťou ako zvýšiť produktivitu je, zoradenie viacerých robotov vedľa seba – dvoch, troch, alebo aj štyroch robotov, ktoré zvárajú množstvo zvarov na jednom dielci. Výsledný čas sa výrazne skráti.

 

Kľúč k úspechu v robotickom zváraní

Pri rozhodovaní či a ako implementovať efektívne robotické pracovisko zvárania, je teda potrebné zvážiť viacero aspektov. Mnohé z nich poskytne odborníkom zvárací výkres:

  • materiál a hmotnosť zvarenca,
  • rozmer, hrúbka,
  • popis a vyznačenie zvarov,
  • kvalitatívne požiadavky na zvar.

V prípade, že zákazník vie k návrhu pracoviska dodať tieto informácie v 3D, softvérové riešenia ako napríklad RobotStudio od ABB umožnia pripraviť pracovisko vo virtuálnej realite a upraviť proces absolútne precízne na sekundy.

Implementácia robotického zvárania teda nie je len o technológii, ale aj o predvídavosti a strategickom plánovaní. Správny prístup môže výrazne znížiť celkové náklady, eliminovať chyby a reklamácie a zároveň zvýšiť efektivitu a produktivitu.

 

(Visited 132 times, 1 visits today)