Hoe kies je een lasrobot? Acht soorten behoeften in één keer uitgelegd.

Verschillende materialen, plaatdiktes, batchgroottes en werkstukstructuren stellen totaal verschillende eisen aan een robotlasoplossing. In dit artikel worden typische scenario's besproken, zoals lassen van dunne-platen met lage- warmte-input, lassen van aluminiumlegeringen, meer-laags meer-passagelassen van middel- dikke platen, naadvolging, multi-ascoördinatie, collaboratief lassen en op visie-gebaseerd lesgeven-vrij lassen. Het beoordeelt lasrobotproducten en procesmogelijkheden om fabrikanten te helpen bij de overstap van 'de lasuitdaging' naar een beter-automatiseringsoplossing. Vergelijk bij het kopen van een lasrobot niet alleen de robotspecificaties. Evalueer de volledige lascapaciteit, bestaande uit de robot, lasstroombron, proces, naaddetectie, externe assen en expertdatabase.

"Welke lasrobot past bij ons werkstuk?" Dit is een van de vragen die fabrikanten het vaakst stellen bij de voorbereiding op lasautomatisering.

Maar iedereen die daadwerkelijk een robotlasproject heeft uitgevoerd, weet dat het antwoord niet kan worden gevonden door alleen te kijken naar "hoeveel laadvermogen de robot heeft of hoe lang zijn arm is."

Zelfs bij lasrobots vereisen 0,5 mm plaat en 50 mm plaat twee totaal verschillende technische benaderingen. Gestandaardiseerde werkstukken en kleine-niet-{4}}batchstructuren stellen verschillende eisen aan een automatiseringssysteem. Koolstofstaal, roestvrij staal, gegalvaniseerde platen en aluminiumlegeringen verschillen ook aanzienlijk wat betreft warmte-inbreng, druppeloverdracht, spatten, penetratiediepte en vervormingsbeheersing.

Wanneer een bedrijf dus een lasrobot koopt, moet het eigenlijk niet kiezen voor één enkele robot, maar voor een complete lasoplossing die bestaat uit de robot zelf, de lasstroombron, het lasproces, naaddetectie, externe assen en het softwaresysteem.

Dus hoe moet u kiezen voor verschillende productiescenario's?

Dit is een van de meest voorkomende problemen bij de productie van hardware, auto-onderdelen, plaatwerk en roestvrij staal.

Het kernconflict bij het lassen van dunne-platen is dat u ervoor moet zorgen dat de lasverbindingen goed smelten, zonder dat overmatige warmte-inbreng doorbranden-, doorzakken, vervorming of zware spatten veroorzaakt.

De traditionele aanpak is het verminderen van de stroom en de voortbewegingssnelheid, maar dit kan leiden tot een lagere lasefficiëntie, onstabiele boogstarts of slechte lasrupsvorming.

Voor deze scenario's biedt CRP momenteel twee hoofdtypen oplossingen.

Het eerste type is de Pro- en Nynhan-serie, die gebruik maken van geïntegreerde besturing tussen de robot en de lasstroombron om het lasvermogen met weinig-spatten en dunne- platen te verbeteren.

De nieuwe-generatie Pro-serie is bijvoorbeeld geüpgraded voor dunne-plaatprocessen en biedt een 0,6 mm ultra-dunne plaat met rechte-polariteit.

De Nynhan-serie richt zich op ultra-spattenarm, snelle programmering, geïntegreerd ontwerp en hoge- bewegingssnelheden. De bijpassende lasstroombron maakt gebruik van 100 kHz hoog-frequentieregeling en handhaaft een goede spatbeheersing, zelfs bij 200 A. Hij ondersteunt ook dunne-plaatprocessen, korte-boogpuls- en flux-gevulde draadlassen.

Het tweede type is koudbooglassen/CMT-type oplossingen met lage-warmte-input, voor toepassingen met hogere eisen aan dunne platen.

Bij het koudbooglassen van CRP wordt gebruik gemaakt van een servodraad-aanvoertoorts om het terugtrekken van de draad met hoge frequentie te regelen. Door de combinatie van fysieke en elektromagnetische controle wordt een zachtere druppeloverdracht bereikt en daardoor de algehele warmte-inbreng verlaagd. De technologie beschikt over vrijwel-geen spatten, lage warmte-inbreng, stabiele booglengte, sterke spleetoverbrugging- en lassen op hoge- snelheid.

Ja, maar de proceslimieten verschillen van materiaal tot materiaal.

De koudbooglasrobots van CRP dekken nukoolstofstaal, roestvrij staal, gegalvaniseerde plaat, aluminium en koper, onder andere materialen. Typische toepasbare bereiken zijn: koolstofstaal ongeveer 0,5–5 mm, roestvrij staal ongeveer 1,0–5 mm, gegalvaniseerde plaat ongeveer 0,5–5 mm, koper 1–5 mm en aluminium ongeveer 1 mm en meer.

Bij procestests is met koudbooglassen het stomplassen van 0,5 mm ultra-dunne koolstofstaalplaat bereikt. In speciale gevallen is men nog verder gegaan door 0,4 mm ultra-dunne koolstofstaalplaten te lassen, en is de las geverifieerd onder twee beschermgassen: 80% Ar + 20% CO₂ en 100% CO₂. Vergeleken met gewoon gas-afgeschermd lassen vermindert koudbooglassen de warmte-inbreng met ongeveer 20%, waardoor de lasvervorming effectief wordt verminderd.

Voor gegalvaniseerde platen is een lage warmte-inbreng net zo belangrijk.De zinklaag brandt gemakkelijk af bij hoge temperaturen, wat ook de porositeit en spatten kan vergroten. Bij de koude boogtests van CRP bleek, vergeleken met conventionele processen met weinig- spatten, dat bij sommige testscenario's voor gegalvaniseerde platen de porositeit met meer dan 20% was afgenomen, de spatten met meer dan 10% waren afgenomen en de penetratiediepte met meer dan 30% was toegenomen.

Aluminiumlassen is altijd een scenario geweest waarbij de procescapaciteiten van een lasrobot op de proef werden gesteld.

De redenen gaan verder dan de snelle warmtegeleiding van aluminiumlegeringen. Ze omvatten ook draadaanvoerstabiliteit, het starten van de boog, druppelcontrole, kraalvorming en de oxidefilm. Aluminiumlassen kan dus niet worden opgevat als simpelweg 'het verwisselen van een spoel aluminiumdraad'.

De oplossing voor koudbooglassen van CRP maakt gebruik van een servo-push-pull-draadaanvoer met booglengteregeling, zodat de draadbeweging en de boogstatus nauwkeuriger worden gecoördineerd. Het bedrijf heeft diverse lasprocessen voor aluminium ontwikkeld en kan lasrupsen op vis-schaal produceren.

Voor klanten zijn twee vragen het belangrijkst: of het draadaanvoersysteem-de draad stabiel kan verwerken, en of er volwassen procesparameters zijn die rechtstreeks kunnen worden opgeroepen voor verschillende plaatdiktes, verbindingstypen en vereisten voor het uiterlijk van de las.

Als de warmte-inbreng het grootste probleem is bij het lassen van dunne- platen, dan zijn de moeilijkste problemen voor medium- dikke platen penetratie, versmelting, stabiliteit en consistentie over meerdere lagen en doorgangen.

Hierbij zijn vaak bouwmachines, landbouwmachines, staalconstructies en groot materieel betrokkenV-, K- en J--groefgewrichten. Hoe dikker de plaat, hoe meer laspassages er moeten worden gevuld en hoe hoger de eisen aan robotpadplanning, lasvolgorde en parameterbeheer.

Een van de positioneringsdoelen van de RH-serie van CRP zijn toepassingen met medium{0}}dikke platen en meer- assen, met ondersteuning voor het vinden van naden, boogvolgen, meer-laags meer- lassen en externe- ascoördinatie.

Wat nog belangrijker is,CRP lost niet alleen de vraag op: "Kan een robot dikke platen lassen?" Het bedrijf bouwt een database van deskundigen voor middel-dikke platen.

Bij daadwerkelijk gebruik kunnen operators informatie invoeren zoals plaatdikte, draad, beschermgas, groeftype en pootgrootte, en het systeem de bijbehorende meer-laagse multi-parameterset laten genereren. Na het genereren kan het worden bekeken, aangepast en weer opgeslagen, zodat hetzelfde type las herhaaldelijk kan worden opgeroepen.

Hierdoor verandert het lasproces geleidelijk van 'afhankelijk van persoonlijke ervaring' in 'een repliceerbaar gegevensmiddel'.

Op het gebied van de ultra-dikke platen heeft CRP ook tamelijk systematische procesverkenning gedaan. Onder CO₂- en gemengd-gas-lasomstandigheden heeft het onderzoek gedaan naar automatisch meer-laags meer-passagelassen van 10-100 mm ultra-dikke plaat met een verscheidenheid aan groefvormen, die V--, K-- en J--groeven bedekken.

Dit is een probleem dat moet worden opgelost zodra robotlassen van het laboratorium naar een echte fabriek gaat.

Hoe hoog de nauwkeurigheid van de herhaalde positionering van een robot ook is, deze garandeert alleen dat "de robot het aangeleerde pad herhaalt". Maar de eigenlijke las bevindt zich niet altijd in dezelfde positie.

Plaatsnijfouten, opspanfouten, groefafwijkingen, cumulatieve fouten van stroomopwaartse processen en thermische vervorming kunnen er allemaal voor zorgen dat de daadwerkelijke las afwijkt van het theoretische pad.

De robot moet dus ook ‘voelen’. De huidige lasoplossingen van CRP vormen al een combinatie van technologieën:aanraakdetectie, boogtracking, lasertracking, visie en coördinatie met meerdere- assen.

Aanraakgevoelige pakken die de werkelijke laspositie vinden vóór het lassen; Arc Tracking corrigeert dynamisch het pad tijdens het lassen op basis van het boogsignaal.

Het boogvolgsysteem van CRP kan stabiel volgen bij een stroomsterkte van ongeveer 120 A en een weefbreedte van ongeveer 1 mm, en corrigeert automatisch het laspad.

Lasertracking scant het groefprofiel in realtime met een lasersensor en corrigeert dynamisch de toortspositie en het pad, waardoor een beter aanpassingsvermogen aan openingen en verkeerde uitlijning wordt geboden.

CRP kan ook een digitaal werkstation bouwen op basis van een 3D-model, de expertdatabase gebruiken om het proces te matchen en het pad in realtime corrigeren via process arc tracking.

Bij bouwmachines, staalconstructies, landbouwmachines en de productie van grote apparatuur is een robot met zes- alleen vaak niet genoeg.

Een groot werkstuk kan meerdere meters overspannen, dus de robot moet een groter werkgebied bestrijken en tegelijkertijd de las in een gunstige laspositie houden. Dit vereist dat de robot samenwerkt met externe assen zoals een grondtrack en een positioner.

Eén enkele robot ondersteunt maximaal6+6, in totaal 12-assige uitbreiding, en ondersteunt combinaties zoals lineaire rails en twee-aspositioneerders.

Bij één landbouwmachineproject is bijvoorbeeld al gebruik gemaakt van 11-ascoördinatie: een 6--assige robot + 3 externe--asmechanismen + een 2--assige positioner, gecombineerd met aanraakdetectie, boogvolging en meerlaagse multi-pass-functies om het complexe lassen van middeldikke platen te voltooien.

De waarde van een dergelijk systeem is niet alleen dat 'de robot verder kan reiken'. De positioner verandert actief de houding van het werkstuk, waardoor sommige verticale en bovenhandse lasposities in gunstiger lasposities worden omgezet, wat de kwaliteitsstabiliteit helpt verbeteren.

In het verleden geloofden veel bedrijven dat robotlassen geschikt is voor standaardonderdelen in grote- volumes, zoals die in autofabrieken, terwijl handmatig lassen flexibeler is voor kleine-niet- batchonderdelen.

Dat oordeel is aan het veranderen. CRP heeft momenteel twee technische routes om dit aan te pakken.

Eén route is de collaboratieve lasrobot.De collaboratieve lasmodellen van CRP omvatten momenteel deRC09-05-W, RC13-10-W en RC18-05-W.

De grootste waarde van samenwerkend lassen is niet alleen dat de robot lichter en flexibeler is. Het maakt het programmeren en omschakelen van laswerkzaamheden eenvoudiger, waardoor bedrijven minder afhankelijk worden van gespecialiseerde robotprogrammeurs.

Operators kunnen de robot rechtstreeks naar het doelpunt slepen, vervolgens fijn-afstemmen in zes richtingen (omhoog/omlaag, links/rechts, vooruit/achteruit) met behulp van een joystick op de eindeffector, en punten, lijnen, bogen, las- en weefopdrachten rechtstreeks op de eindeffector opnemen.

CRP collaboratief lassen ondersteunt ook lassoftwarefuncties zoals weven, multi{0}}layer multi-passing, naaddetectie en boogtracking, en biedt botsingsdetectie, UPS en zwaartekrachtcompensatie.

Voor implementatie ondersteunen CRP-samenwerkingslasrobots verschillende vormen, waaronder een mobiel wagentje, een magnetische basis en een externe- asverlenging. De mobiele kar is vernieuwd naar de tweede generatie en is beter geschikt voor echte productievloeren; de standaard magnetische basis past op de CRP-RC09-05-W en CRP-RC13-10-W. Voor projecten die een groter werkbereik of een extra positioner nodig hebben, kunnen collaboratieve robots eveneens tot 5 externe assen uitbreiden.

Dit wordt nu al een belangrijke richting voor de volgende fase van de lasautomatisering.

CRP heeft inmiddels diverse intelligente lasoplossingen ontwikkeld, gedreven door visie en modellen.

Voor kleine-batch- en multi-structurele onderdelen kan het systeem bijvoorbeeld het werkstuk scannen en omgekeerd-modelleren, zonder dat er vooraf tekeningen nodig zijn. Het ondersteunt meer dan 10 structurele vormen, zoals H-liggers, en genereert automatisch de bijbehorende laspaden.

Voor binnen- en buitenringnaden op buisfittingen,een vision-teach-free-systeem kan de las scannen,-omkeren, modelleren en automatisch het lasprogramma genereren, terwijl het coördineert met externe assen en de hoeken van de positioner plant.

In scenario's met stalen torens voor krachtoverbrenging kan de CRP-oplossing ook een lijnlaserpuntwolk gebruiken om de las te identificeren, automatisch stalen buistorens met een diameter van 600-2000 mm lassen en automatisch de lasprocessen afstemmen op de meer-laagse multi-pass-expertparameterdatabase.

Bovendien kan in standaardscenario's met roestvrijstalen buizen-, zoals ketels en warmtewisselaars, geautomatiseerd lassen worden voltooid door een combinatie van CAD-tekeningen, 3D-visie, een speciale TIG-toorts en boogtracking.

Niet noodzakelijkerwijs. De lassnelheid moet gebaseerd zijn op een stabiele laskwaliteit.

Vooral bij het lassen van dunne-platen kunnen de herbewerkingskosten hoger uitvallen als je snelheid najaagt en boogbreuken, ondersnijding, porositeit of slechte lasrupsvorming krijgt.

Een kenmerk van de koudeboogtechnologie van CRP is dathet corrigeert de booglengte door middel van continue gesloten-luscontrole, waardoor de boog stabiel blijft, zelfs als de lassnelheid en draadaansteek- veranderen.

In sommige procestests, vergeleken met laag-spatlassen, werd de snelheid van koudbooglassen bereiktverhoogd met 10%-20% of meer, Enmet meer dan 50%onder lasomstandigheden met hoge-stroom en hoge- snelheid.

Omdat de robot alleen 'hoe te bewegen' oplost. Wat de laskwaliteit echt bepaalt, omvat ookde lasstroombron, het draadaanvoersysteem-, het besturingsalgoritme en het lasproces.

Neem Nynhan als voorbeeld: de robot en de lasser gebruiken geïntegreerde besturing, zodat lasparameters rechtstreeks op de leerhanger van de robot kunnen worden ingesteld en opgeslagen, en vereenvoudigde parameters verminderen de moeilijkheid voor operators bij het aanpassen van het proces.

De koude boogoplossing gaat nog een stap verder en ontwerpt de robot, de servodraad-aanvoertoorts, de lasser en het besturingsalgoritme als één compleet systeem.

Bij booglengteregeling bewaakt het systeem bijvoorbeeld de draadterugtreklengte in realtime en past de draadaanvoersnelheid aan via gesloten-lusregeling. Hierdoor blijven de stroomsterkte en de booglengte stabiel wanneer de uitsteek- verandert, waardoor een consistente penetratiediepte en lasvorming ontstaat.

Dit wijst ook op een kritisch selectieprincipe: een industriële robot kan een apparaat voor algemene- doeleinden zijn, maar een lasrobot kan niet alleen bewegingsmogelijkheden voor algemene- doeleinden hebben. Voor lasklanten is het belangrijker hoeveel echte lasproceservaring de fabrikant heeft opgebouwd.

"Onze plaat is te dun, handmatig lassen brandt gemakkelijk door en daarna moeten we zwaar slijpen en vormcorrectie ondergaan." Voor dit soort klanten is het eerste waar ze naar moeten kijken de mogelijkheid om de warmte-inbreng en druppeloverdracht te regelen, en niet alleen de precisie van de robot.

Als je eenmaal over deze voorwaarden hebt nagedacht, zul je merken dat het tegenwoordig niet langer het moeilijkste probleem is om de robot langs een geleerd pad te laten bewegen. De echte moeilijkheden zijn: hoe de warmte-inbreng op dunne platen te beheersen; hoe je een stabiele penetratie bereikt op middel-dikke plaat; hoe je meer-laags meer-passages kunt voltooien op een plaat van 50 mm of 100 mm dik; hoe de las te vinden als het werkstuk afwijkt; hoe je multi-ascoördinatie kunt bereiken op grote constructies; hoe u de programmeerkosten voor kleine batches en vele varianten kunt verlagen; hoe u de laskwaliteit kunt garanderen op speciale materialen zoals aluminiumlegeringen en gegalvaniseerde platen; en hoe de jarenlange opgebouwde ervaring van uitstekende lassers kan worden omgezet in repliceerbare procesparameters en expertdatabases.

Van het -spattende, hoge- laswerk van Pro en Nynhan tot de middel- dikke plaat en multi- assencoördinatie van de RH-serie; van de lage warmte-inbreng van koudbooglassen/CMT tot de flexibele inzet van collaboratief lassen; en wat betreft visie-gebaseerd les-vrij werken, externe-ascoördinatie en expertdatabases, integreert CRP geleidelijk robotbesturing, lasstroombronnen, lasprocessen en intelligente detectie in één compleet lastechnologiesysteem.

Fabrikanten kunnen bij het kiezen van een lasrobot beter niet alleen maar vragen: "Hoeveel kost deze robot?", maar beter eerst vragen: "Waar is mijn werkstuk precies moeilijk te lassen?" Wat uiteindelijk de kwaliteit, kosten en efficiëntie bepaalt, is niet de robot alleen, maar het hele technologiesysteem erachter: de lasstroombron, het proces, de sensoren en de intelligente software. En dit is de sleutel om de lasautomatisering te verplaatsen van ‘robots die arbeid vervangen’ naar ‘procesintelligentie’.