Pokračující pokroky v automatizaci nadále transformují výrobu zlepšováním kvality, zvyšováním produktivity a snižováním nákladů. Avšak náklady, složitost a velké rozměry tradičních automatizačních systémů je často činí pro menší provozy neproveditelnými.
Nyní nastoupili kolaborativní roboti, zkráceně coboti, aby zpřístupnili automatizaci i výrobcům menších objemů. Tyto systémy sdílejí mnoho klíčových výhod s tradiční automatizací, ale za nižší cenu a v menším balení, přičemž jejich programování a obsluha jsou jednodušší než u sofistikovanějších řešení.
Laserové svařovací koboty nabízejí obzvláště přesvědčivou nabídku hodnoty. Kombinací přesnosti a rychlosti laserového svařování s automatizovaným pohybem mohou výrazně zvýšit produktivitu svařování.
Jak ale určit správný úkol pro laserového svařovacího kobota a úspěšně ho integrovat? Zde si projdeme klíčové aspekty pro identifikaci, specifikaci a úspěšné nasazení ve vašem provozu.
Hledání správné aplikace
Pro jaké aplikace může být cobot přínosem?
Koboty se nejlépe hodí pro aplikace se středním objemem výroby, a to jak pro větší sestavy, které vyžadují několik svarů, tak pro soustavy menších dílů. Aplikace svařovacích kobotů často zahrnují úlohy s požadkem na opakovatelnost svarů nebo časově náročné svary, ale plné nasazení průmyslové automatizace by nebylo efektivní.
Stejně jako každá jiná forma automatizace, i coboty fungují nejlépe, pokud se proces v jednotlivých částech výrazně neliší. To znamená konzistentní rozměry dílů, opakovatelné upevnění a předvídatelné dráhy svařování. Pokud pravidelně svařujete stejné sestavy a chcete zvýšit konzistenci a produktivitu, cobot by mohl být tím správným nástrojem.
To však neznamená, že laserové svařovací koboty nejsou užitečné pro menší série a jednorázové zakázky. Relativně snadné programování znamená, že laserový svařovací cobot může při malých sériích dosáhnout požadovaných výsledků způsobem, který je pro tradiční svařovací roboty prakticky nemožný.
Přímé svary, kruhové sváry a malé poloměry jsou v rámci možností cobotů. Ve skutečnosti může cobot lépe zvládnout jakýkoli složitý nebo komplikovaný svařovací postup, který je obtížné provést ručně.
Problémy však mohou způsobit práce s nepravidelnými nebo pokřivenými díly se špatným lícováním. Je to proto, že laserové svařování je obecně náročnější než obloukové svařování, pokud jde o lícování. Drátové aplikace jsou poněkud shovívavější, ale autogenní laserové svařování obvykle vyžaduje mezery menší než jeden milimetr.
Prvním krokem při hodnocení cobota je posouzení technické vhodnosti a návratnosti investic do provozu. Opakuje se proces dostatečně často, aby to ospravedlnilo automatizaci? Jsou problémem kvalita a konzistence svařování, nebo je bolestivým bodem dostupnost pracovní síly? Lze standardizovat upevnění? Pokud jsou odpovědi kladné, mohl by laserový svařovací cobot zefektivnit váš pracovní postup a zlepšit produkci bez režijních nákladů tradiční automatizace.
Bezpečnostní aspekty
Vzhledem k tomu, že coboti jsou speciálně určeni pro častou interakci s lidmi, jejich bezpečnostní požadavky se výrazně liší od požadavků na tradiční robotické systémy. To platí zejména pro aplikace laserového svařování.
Laserové svařovací koboty se dodávají ve dvou základních konfiguracích - otevřené a uzavřené. Zvolený typ přímo ovlivňuje potřebná bezpečnostní opatření a ochranné pomůcky.
V uzavřeném uspořádání s integrovaným krytem jsou cobot a proces svařování zcela uzavřeny ve skříni nebo buňce. Tyto skříně jsou obvykle vzájemně blokovány, takže se laser automaticky vypne, pokud se otevřou dveře.
Tento laserový systém je obecně klasifikován jako laserový systém třídy I, což znamená, že laser je za běžných provozních podmínek považován za bezpečný a nejsou vyžadovány žádné zvláštní osobní ochranné prostředky. Součástí je také integrované odsávání dýmu, které pomáhá zvládat kouř nebo částice vznikající při svařování.
Otevřený systém cobotů nemá vestavěnou ochranu, takže musí být umístěn za bariérami nebo závěsy s laserem, které chrání blízké pracovníky před přímými nebo odraženými paprsky. Tyto sestavy jsou klasifikovány jako laserové systémy třídy IV.
U otevřených sestav cobotů pro laserové svařování operátoři obvykle načtou a umístí díl, poté zahájí svařovací cyklus a poté se stáhnou nebo přesunou za bariéru, zatímco je laser aktivní. Pobyt v blízkosti cobotu během svařování je bezpečný za předpokladu, že jsou použity správné osobní ochranné prostředky - minimálně brýle pro laserové svařování a případně helma pro laserové svařování a nehořlavý oděv - ale operátoři obvykle využívají možnosti soustředit se na jinou práci, zatímco cobot provádí cyklus.
Volbu mezi uzavřeným a otevřeným cobotem ovlivňuje několik faktorů, včetně nákladů, objemu výroby a zejména efektivity pracovních postupů.
Pokud máte omezený prostor nebo si nejste jisti, jak zavést správné bezpečnostní protokoly, může uzavřený cobot výrazně zjednodušit a urychlit instalaci.
Pokud je pro váš provoz důležitá rychlá výměna dílů a nepřetržitý přístup, může být otevřený systém vhodnější než uzavřený systém, který vyžaduje otevření dveří pro přístup k dílům. Otevřené systémy také nabízejí maximální rozsah pohybu ramene cobota, což je důležitý faktor při svařování větších a složitějších dílů.
Plánování instalace Cobota
Výběr správného umístění pro váš laserový svařovací cobot není jen o hledání volného prostoru. Úspěch vyžaduje bezproblémovou integraci systému do vaší výroby.
V ideálním případě by měl být cobot umístěn tak, aby podporoval efektivní pohyb dílů v rámci technologického toku, minimalizoval dobu pohybu a nenarušoval stávající operace.
Laserové svařovací koboty jsou poměrně kompaktní a mnohé z nich jsou dodávány na kolečkách, která umožňují flexibilní nasazení. Při každodenním používání se však obvykle často nepřemisťují, zejména pokud jsou napojeny na pevný systém odsávání kouře. Nejlepší je umístit jednotku tam, kde může zůstat na místě a efektivně pracovat.
Požadavky na napájení jsou jednoduché: většina systémů cobotů je napájena standardním napětím 120 V, zatímco samotná laserová svařovací jednotka může vyžadovat jednofázové napájení 208 V. Opět je obvykle nutné odsávání dýmu, což může znamenat speciální odsávací systém pro zajištění bezpečného a vyhovujícího pracovního prostředí.
Výběr správné velikosti Cobota
Součástí výběru správného systému cobot je výběr správné velikosti ramene. Příliš malý cobot může omezit pokrytí svařování, protože jednoduše nedosáhne na díly, nebo může vyžadovat nepohodlné umístění dílů. Příliš velké rameno může zbytečně zabírat místo a zvyšovat náklady.
Systém IPG LightWELD Cobot lze vybavit dvěma velikostmi ramen cobotů s dosahem 1370 mm nebo 1620 mm.
Začněte jednoduchou "studií dosahu". Ta zahrnuje zmapování geometrie dílů a umístění svarů, aby bylo zajištěno, že cobot může pohodlně dosáhnout na každý kloub v rámci svého rozsahu pohybu - lineárního i úhlového. Někteří dodavatelé nabízejí virtuální simulační nástroje, které pomáhají vizualizovat a ověřit dosah v digitálním prostředí ještě před zakoupením nebo instalací systému.
Je také rozumné zvážit možnost budoucí ochrany pro případ, že by se v budoucnu změnila velikost nebo konfigurace vašich dílů a sestav.
Nastavení pro úspěch Cobota
Jednou z klíčových výhod laserových svařovacích cobotů je jejich přístupné uživatelské rozhraní. Navzdory relativně snadnému použití však není integrace cobotů zcela spolehlivá.
Nejúčinnější nasazení nových cobotů pro laserové svařování často začíná určením interního "vlastníka" systému. Jedná se o někoho ve vašem provozu, kdo nejen ví, jak systém používat - je také motivován k tomu, aby tuto technologii prosazoval.
Majitel této technologie nemusí být odborníkem na robotiku. Měl by však mít technické sklony a být ochoten převzít odpovědnost za programování a dohled.
Základní operace, jako je nakládání a vykládání dílů, obvykle zvládne běžný výrobní personál. Programování cobota, nastavování parametrů a řízení výkonu systému však vyžaduje někoho, kdo rozumí jak procesu svařování, tak výrobnímu kontextu. V tomto případě je školení vedené dodavatelem často neocenitelné.
Výrobci, jako je IPG, poskytují školení jak pro systém cobot, tak pro laserovou svařovací jednotku (například LightWELD). Toto školení zahrnuje základy ovládání systému a také způsob rekalibrace nástrojů, jako je například přípravek "bullseye", který se používá při výměně součástí nebo při přechodu mezi ručním a automatickým režimem. Po řádném zaškolení mohou operátoři s jistotou učit nové svařovací dráhy, optimalizovat dobu cyklu a udržovat stálou kvalitu.
Investice do školení vám zajistí víc než jen automatizaci úkolu. Spíše si vybudujete interní odborné znalosti, které podpoří škálovatelnost a dlouhodobý úspěch.
Dodavatelská podpora
Výběr kobota znamená také výběr dodavatele kobota. Úroveň a kvalita podpory nabízené dodavatelem kobotů významně ovlivňuje rychlost zprovoznění a dlouhodobou výkonnost systému.
Hledejte dodavatele, který nabízí pohotovou a odbornou podporu během instalace i po ní. Pozorný servis a podpora jsou zvláště cenné pro firmy s omezenými odbornými znalostmi v oblasti automatizace nebo pro firmy s kritickými výrobními plány.
Kromě reaktivní podpory zvažte i schopnost dodavatele pomoci vám při rozšiřování. Můžete snadno přenášet programy mezi více koboty? Je nabízeno školení jak pro systém, tak pro svařovací proces? Jsou k dispozici simulační nástroje pro testování nastavení před jejich uvedením do provozu? Tyto možnosti pomohou maximalizovat vaši investici a zkrátit prostoje.
Dobrý dodavatel bude také působit jako strategický partner, který nabízí poradenství v oblasti upínání, optimalizace procesů a průběžného školení. Zejména u uživatelů, kteří automatizují poprvé, může znalý a zkušený dodavatel změnit úspěšnou instalaci ve škálovatelné a opakovatelné řešení.
Začínáme s kobotickým řešením
Implementace řešení kobotů pro laserové svařování se může zdát složitá, zejména pro ty, kteří nemají žádné zkušenosti s automatizací nebo laserovým svařováním. Naštěstí jsou odborníci na laserové svařování ve společnosti IPG připraveni pomoci. Začít je snadné - pošlete nám vzorek, navštivte jednu z našich globálních aplikačních laboratoří nebo nám prostě řekněte o své aplikaci.
