自动化技术的不断进步通过改善质量、提高生产率和降低成本，持续改变着制造业。但是，传统自动化系统的成本、复杂性和庞大的占地面积往往让小型企业难以承受。
现在，协作机器人（简称 cobots）的出现使小批量制造商更容易实现自动化。这些系统与传统自动化系统有许多共同之处，但价格更低，体积更小，与更复杂的解决方案相比，编程和操作更简单。
激光焊接机器人提供了一个特别引人注目的价值主张。通过将激光焊接固有的精度和速度与自动运动相结合，它们可以显著提高焊接生产率。
但是，如何确定激光焊接机器人的正确任务并成功集成？在此，我们将介绍在您的操作中识别、指定和成功部署激光焊接机器人的关键注意事项。
找到合适的应用程序
哪些应用可以受益于 cobot？
Cobot 最适合中等产量的应用，通常为每天 10 到 100 件。这些应用通常包括手工焊接不稳定或耗时较长，但又无法实现完全工业自动化的工作。
与任何形式的自动化一样，当工件与工件之间的工艺变化不大时，cobots 的性能最佳。这意味着部件尺寸一致、夹具可重复、焊接路径可预测。如果您经常焊接相同的组件，并希望提高一致性和生产率，那么 cobot 就是您的最佳选择。
但这并不意味着激光焊接机器人不能用于小批量和一次性作业。激光焊接机器人的编程相对简单，这意味着它可以在小批量生产中实现理想的结果，而传统的焊接机器人则无法做到这一点。
直线焊接、圆形接缝和小半径焊接都在机器人的能力范围之内。事实上，任何人工难以完成的复杂或错综复杂的焊接路径都可以通过机器人更好地完成。
然而，涉及不规则或翘曲部件以及装配不良的工作可能会产生问题。这是因为激光焊接通常比电弧焊接对装配要求更高。送丝应用的容错率较高，但自生激光焊接通常要求间隙小于一毫米。
评估 cobot 的第一步是评估技术适应性和运营投资回报率。工艺重复频率是否足以证明自动化的合理性？焊接质量和一致性是否是一个问题，劳动力供应是否是一个痛点？夹具能否标准化？如果答案是肯定的，那么激光焊接机器人可以简化工作流程，提高产量，而无需传统自动化的开销。
安全考虑因素
由于 cobots 专门用于频繁的人机交互，其安全要求与传统机器人系统有很大不同。在激光焊接应用中尤其如此。
激光焊接机器人有两种基本配置--开放式和封闭式。所选类型直接影响必要的安全措施和防护设备。
在带有集成外壳的封闭式设置中，cobot 和焊接过程完全封闭在一个机柜或单元内。这些外壳通常是互锁的，因此如果门被打开，激光会自动关闭。
这通常被归类为 I 类激光系统，这意味着激光在正常工作条件下是安全的，不需要特殊的个人防护设备。此外，该系统还集成了烟雾抽排装置，有助于控制焊接过程中产生的烟雾或微粒。
开放式 cobot 系统没有内置隔离装置，因此必须安装在激光防护屏障或幕布后面，以保护附近的工人免受直接或反射光束的伤害。这些装置被归类为第四类激光系统。
在开放式激光焊接机器人设置中，操作员通常先装载和定位工件，然后启动焊接循环，然后在激光激活时后退或移至屏障后面。在焊接过程中留在机器人附近是安全的，但必须佩戴正确的个人防护设备--至少要佩戴激光焊接眼镜，还可能要佩戴激光焊接头盔和穿戴阻燃服--但通常情况下，操作员会在机器人运行焊接周期时专注于其他工作。
成本、产量，特别是工作流程效率等多个因素影响着人们在封闭式和开放式 cobot 之间做出选择。
如果空间有限或不确定如何实施适当的安全协议，封闭式 cobot 可大大简化和加快安装。
如果您的操作需要快速更换零件和不间断地接触零件，开放式系统可能比需要打开门接触零件的封闭式系统更受欢迎。开放式系统还能为 cobot 机械臂提供最大的运动范围，这在焊接更大、更复杂的零件时是一个重要的考虑因素。
计划安装 Cobot
为激光焊接机器人选择合适的位置，不仅仅是要找到开阔的地面空间。要想取得成功，就必须将系统无缝集成到生产中。
理想情况下，cobot 应被放置在能支持工件在工艺流程中高效移动的位置，最大限度地减少移动时间，并且不影响现有操作。
激光焊接机器人的结构相对紧凑，而且很多都装在滚轮上，可以灵活部署。不过，在日常使用中，它们通常不会频繁移动，尤其是在与固定的烟尘抽排系统相连接时。最好将设备放置在它能保持原位并高效运行的地方。
电源要求很简单：大多数机器人系统使用标准 120 伏电源，而激光焊接设备本身可能需要 208 伏单相电源。同样，通常需要排烟，这可能意味着需要一个专用的排气系统，以确保工作环境安全、合规。
选择合适尺寸的 Cobot
选择合适的 cobot 系统的部分工作是选择合适尺寸的机械臂。太小的 cobot 可能会限制焊接范围，因为它根本无法触及零件，或者可能需要笨拙的零件定位。太大的机械臂会占用不必要的空间并增加成本。
IPG LightWELD Cobot 系统可配备两种尺寸的 Cobot 机械臂，臂长分别为 1370 毫米或 1620 毫米。
首先进行简单的 "接触研究"。这包括绘制零件几何图形和焊接位置图，以确保 cobot 能够在其运动范围内（包括线性和角度）舒适地接触到每个关节。一些供应商提供虚拟仿真工具，帮助用户在购买或安装系统之前，在数字环境中可视化并验证可达性。
此外，如果将来零件和组件的尺寸或配置发生变化，考虑为未来做准备也是明智之举。
为 Cobot 的成功做好准备
激光焊接机器人的主要优势之一是其易于使用的用户界面。然而，尽管它们相对易于使用，但 cobot 集成并非完全万无一失。
通常，最有效的新型激光焊接机器人部署是从确定系统的内部 "所有者 "开始的。这个人不仅要知道如何使用该系统，还要积极支持这项技术。
技术负责人不一定是机器人专家。但他们应该有技术倾向，愿意承担编程和监督的责任。
装卸零件等基本操作一般可由普通生产人员完成。但 cobot 的编程、参数调整和系统性能管理需要既了解焊接工艺又了解生产环境的人员来完成。因此，由供应商主导的培训往往非常有价值。
IPG 等制造商提供 cobot 系统和激光焊接设备（如 LightWELD）的培训。培训内容包括系统操作的基础知识，以及如何重新校准工具，例如在交换部件或在手动和自动模式之间切换时使用的 "靶心 "夹具。通过适当的培训，操作员可以自信地教授新的焊接路径、优化循环时间并保持稳定的质量。
在培训方面投入时间可确保您所做的不仅仅是自动完成任务。相反，您可以建立支持可扩展性和长期成功的内部专业知识。
供应商支持
选择 cobot 还意味着选择 cobot 供应商。cobot 供应商提供的支持水平和质量，对您快速启动和运行系统，以及系统的长期性能有重大影响。
寻找在安装期间和安装后都能提供快速响应的专家支持的供应商。周到的服务和支持对于内部自动化专业知识有限或生产计划紧张的车间尤为重要。
除了被动支持外，还要考虑供应商帮助您扩展的能力。您能否在多个机器人之间方便地传输程序？是否提供系统和焊接工艺培训？是否提供模拟工具，以便在启用前测试设置？这些功能有助于最大化您的投资并减少停机时间。
优秀的供应商还可以充当战略合作伙伴，在夹具安装、流程优化和持续培训方面提供指导。特别是对于首次使用自动化设备的用户来说，拥有一个知识渊博、积极参与的供应商，可以将一次成功的安装转变为可扩展、可重复的自动化战略。
开始使用 Cobot 解决方案
实施激光焊接机器人解决方案可能会让人望而生畏，尤其是对于那些没有自动化或激光焊接经验的人来说。幸运的是，IPG 的激光焊接专家随时准备提供帮助。入门非常简单--发送样品给我们，访问我们的全球应用实验室，或者直接告诉我们您的应用。
