«Panta rhei» — все течет, все меняется, — провозгласил греческий философ Гераклит, попав в самую точку. Потому что это относится к бизнесу сегодня больше, чем когда-либо. Стремление к инновациям, оцифровке, постоянному повышению требований к качеству и демографическим изменениям, которые сопровождаются растущей потерей квалифицированных рабочих в области сварочных технологий, требуют новых концепций и автоматизации. Однако инвестиции в робототехнику обычно обходятся дорого. Окупается ли это также для малых и средних предприятий (МСП), где различные компоненты обычно свариваются вручную небольшими партиями? Интеллектуальные программные решения, взаимодействующие роботы и дуговое аддитивное производство (WAAM) открывают совершенно новые возможности.
Растущие требования к качеству, непрерывное документирование данных сварки
Высокотехнологичные продукты повсюду, аспекты устойчивого развития и стандарты безопасности повышают требования компаний к качеству. Сварные швы должны быть воспроизведены в любое время с одинаковым качеством, а полная документация сварочных данных для отслеживания всех сварочных работ на всех компонентах уже является современным уровнем техники во многих отраслях.Если сварка выполняется вручную, эти требования не могут быть выполнены. . Решение — автоматизация. Это также относится к малым и средним компаниям. Малым и средним предприятиям часто все еще сложно перейти на автоматизированные процессы сварки, даже если они достигают значительно более стабильных результатов сварки. Высокие затраты на приобретение сварочных роботов и связанные с этим необходимые знания в области программирования компенсируются небольшими размерами партий.
Коботы – идеально подходят для небольших и средних партий
Высокая безопасность, компактная конструкция, гибкость при сварке различных компонентов и выгодное соотношение цены и качества обеспечивают идеальные условия для использования в специализированных сварочных компаниях и небольших мастерских. Благодаря точному движению горелки коботы в сочетании с интеллектуальным сварочным оборудованием, таким как сварочные аппараты Fronius последнего поколения, обеспечивают идеальные сварные швы, которые можно повторить в любое время. При необходимости также последовательно.
«Гибкость, необходимая при сварке разнородных компонентов небольшими партиями, является одной из самых сильных сторон сварочных модулей коботов», — подчеркивает Антон Лейтенмайр, глава Fronius Welding Automation.
Высокооплачиваемые программисты? Не для коботов!
«Программирование интуитивно понятно, и любой сварщик может освоить его за несколько часов», — объясняет Бернд Хьюмер, руководитель группы управления продуктами Fronius Welding Automation. «Для коботов не требуются специальные знания в области программирования для программирования сварочных процессов».
На первом этапе горелка, установленная на манипуляторе робота, вручную перемещается в нужные точки. Нажатием кнопки начальные и конечные точки, а также отдельные точки положения процесса сварки сохраняются и переносятся в программу сварки. Это также называется «обучением кобота». Для выбора требуемых параметров сварки часто доступны предопределенные задания. Сварочные модули Cobot, такие как новый CWC-S* от Fronius, позволяют программировать перетаскиванием продольные и окружные швы, а также параметры маятника. Еще до того, как начнется реальный процесс сварки, оператор может смоделировать процесс сварки и, при необходимости, отреагировать на мешающие контуры и скорректировать траекторию. После того, как кобот запрограммирован, он сваривает компонент за компонентом с тем же качеством и с той же скоростью. Целый рабочий день. Это не под силу даже самому лучшему сварщику. Оснащение компонентами и запуск программ сварки могут выполняться рабочими средней квалификации. Это экономит расходы на персонал и освобождает специалистов по сварке для выполнения сложных сварочных задач.
Параметры сварки одним нажатием кнопки
Благодаря приложению WeldConnect компания Fronius предлагает интуитивно понятный инструмент для быстрого поиска параметров сварки. Шаг за шагом приложение запрашивает информацию о процессе сварки, основном материале, форме шва и защитном газе. Если они введены, мастер точно рассчитывает оптимальные параметры сварки для соответствующего задания.
«WeldConnect превращает определение параметров сварки в детскую забаву для многих», — вставляет Бернд Хьюмер. "В сочетании с опытом опытных специалистов по сварке, которые поддерживают стажеров своими специальными знаниями, ничто не может помешать получению высококачественных результатов сварки!"
Быстрое преобразование без проблем!
Быстрое и интуитивно понятное программирование облегчает переход к новым задачам сварки. Даже если геометрия компонента меняется от компонента к компоненту. Таким образом, сварочные модули Cobot предназначены не только для сварки небольших серий, но и для небольших партий, начиная с размера одной партии. CWC-D от Fronius позволяет работать на двух станциях и, таким образом, быстрее позиционировать и фиксировать новые компоненты: новый компонент может быть подготовлен, пока кобот все еще выполняет сварочную задачу.
Программное обеспечение для управления данными помогает оптимизировать процессы сварки
В области сварочных технологий теперь необходимо беспрепятственно записывать, документировать и анализировать сварочные данные. Для этой цели доступны инновационные программные пакеты, которые позволяют точно регистрировать и анализировать все данные сварки — компонент за компонентом. Для этого Fronius использует программное обеспечение для управления данными WeldCube. WeldCube предлагает непрерывный мониторинг сварного шва и помогает специалистам по сварке определить потенциал оптимизации.
Промышленные роботы для небольших партий также представляют проблему.
Для сварки небольших партий подходят не только коботы. Особенно там, где МСП осуществляют управление качеством (QM) в соответствии с ISO 9001, в настоящее время используются классические роботизированные сварочные модули. С одной стороны, потому что они обеспечивают более широкий диапазон и, таким образом, позволяют сваривать более крупные детали, с другой стороны, потому что высокие требования к управлению качеством - например, в автомобильной промышленности - требуют постоянного качества сварки на протяжении всего производственного цикла.
Точность и повторяемость являются типичными преимуществами роботизированных сварочных модулей. Цифровая сеть всех модулей с высокоуровневым интуитивно понятным управлением системой обеспечивает точность, полностью автоматические процессы и, в дополнение к идеальным сварным швам, обеспечивает высокую степень автономности рабочего процесса, как при перемещении компонентов, так и при сварке. Сохраняются ручные работы, сварочные работы более экономичны.
«Еще одним преимуществом автономности системы является повышенная безопасность оператора. Системы дымоудаления, защитный кожух, световые барьеры и кнопки аварийной остановки предотвращают причинение вреда здоровью и травмы», — говорит Лейтенмайр.
Сенсорная оптика и инструменты для неизменно безупречного качества сварки
Теперь доступна обширная сенсорная технология для беспрепятственного контроля качества. Примерами этого являются оптические системы контроля сварных швов или системы контроля сварных швов с лазерной оптикой. Благодаря WireSense и SeamTracking у Fronius Welding Automation есть собственные системы проверки сварных швов. WireSense использует сварочную проволоку в качестве датчика, а SeamTracking использует маятниковые движения горелки для надежного контроля и, при необходимости, корректировки хода сварного шва — в режиме реального времени и без остановки процесса сварки.
Меньше времени простоя благодаря автономному программированию
Эффективность и производительность являются ключевыми показателями рентабельности сварочных модулей с вращающимся верхом. Если пути сварки запрограммированы в автономном режиме, т. е. отдельно от роботизированной сварочной ячейки, сварочные последовательности могут быть оптимизированы до мельчайших деталей вне системы. Нет необходимости ждать окончания текущих сварочных работ. Вместо этого робота можно запрограммировать с ПК или ноутбука, а затем весь процесс сварки можно смоделировать в автономном режиме. Сварка за сваркой.
«Мы в Fronius используем для этого мощное программное обеспечение Pathfinder для автономного программирования и моделирования. Он распознает пределы осей, вычисляет начальные и конечные точки и маршруты движения, а также независимо устанавливает точки положения. Визуализируются мешающие контуры и корректируются положения горелок. Все это заранее, а не только во время сварочных работ», — подробно рассказывает Лейтенмайр. «Робототехника делает сварочную работу намного интереснее. В будущем специалисты по сварке будут все чаще и чаще программировать последовательности сварки вместо того, чтобы просто тянуться к горелке. Таким образом, обучение сварке значительно улучшается, особенно для молодых цифровых аборигенов. Потому что робототехника просто увлекает молодежь! Преимущество для многих компаний, которым снова будет легче находить учеников-сварщиков», — добавляет Хьюмер на встрече.
Большой потенциал для WAAM
Проволочно-дуговое аддитивное производство, производство металлических компонентов с использованием послойной конструкции на основе дуги, обеспечивает большую гибкость с различными формами компонентов. Специально для создания прототипов, когда недавно разработанные металлические корпуса часто свариваются в небольших количествах, а также для небольших серий, WAAM — это производственный процесс, к которому следует относиться серьезно.
WAAM строит металлические детали слой за слоем с помощью плавящегося проволочного электрода. Этот процесс особенно выгоден, когда должны быть изготовлены сложные компоненты. Практически нет никаких ограничений для конструкции, и каждый компонент может быть изготовлен экономично в короткие сроки. Процессы механической обработки, с другой стороны, требуют больше времени и вызывают относительно большие потери материала и износ инструмента из-за фрезерных работ.
Процесс холодной сварки для создания стабильного слоя
Стабильность используемого процесса сварки и рассеивание тепла имеют решающее значение для производства компонентов с WAAM. Процесс сварки должен быть максимально малоэнергетическим, т.е. максимально «холодным», чтобы нижние слои не расплавились повторно. Кроме того, наплавленный слой должен быть равномерным и без брызг. Ошибки будут продолжаться в следующих слоях. Сварочный процесс CMT MSG от Fronius отвечает этим требованиям. Он характеризуется стабильной дугой и контролируемым коротким замыканием с длительным временем короткого замыкания. Подводимая теплота ниже, а переход материала практически без разбрызгивания.
Применение WAAM на практике
Многочисленные компоненты WAAM уже были изготовлены в различных отраслях промышленности с использованием технологии сварки Fronius. Вентиляторные колеса, например, используемые в электронной промышленности, изготовлены из высококачественных материалов. Фрезерование заготовок было бы дорогим из-за большого расхода материала, а литье с тонкими стенками около 1,5 мм обычно было бы критическим. С помощью WAAM на основе CMT лопасти вентилятора из сплава на основе никеля можно было производить аддитивным способом с требуемым качеством. Ремонтные работы также можно было без проблем выполнять с помощью WAAM на различных компонентах.
«WAAM представляет собой экономичную и универсальную альтернативу в производстве. Благодаря технологии Fronius аддитивный процесс может быть идеально реализован благодаря процессу CMT», — резюмирует Лейтенмайр.
