Jeśli ostatnio przechodziłeś przez nowoczesny zakład produkcyjny samochodów, zakład produkujący ciężki sprzęt, a nawet warsztat specjalizujący się w produkcji specjalistycznych części metalowych, prawdopodobnie widziałeś roboty spawalnicze wykonujące płynnie, precyzyjnie i konsekwentnie wykonujące spoiny, dzięki którym nawet najbardziej doświadczony spawacz podwoiłby swoją wydajność. Ale oto pytanie, które nurtuje wiele osób, gdy po raz pierwszy zaczynają zajmować się spawaniem zrobotyzowanym: w jaki sposób ten sam robot, który wykonuje doskonałe spoiny w czystej, klimatyzowanej hali produkcyjnej, przystosowuje się, gdy pracuje w zupełnie innej atmosferze? Należę do zespołu dostawców robotów spawalniczych, który cały czas otrzymuje to pytanie, więc spróbujmy je streścić – bez żargonu, tylko spostrzeżenia z rzeczywistego świata, przekazane przez ludzi, którzy każdego dnia budują, testują i wdrażają te systemy.
Na początek wyjaśnijmy sobie jedno: spawanie to nie tylko „stopienie metalu”. Jest to proces wysokotemperaturowy, który opiera się na stabilnej, kontrolowanej osłonie gazowej, która chroni obszar spawania przed zanieczyszczeniem. Po drugie, gdy osłona zostanie uszkodzona – przez wilgoć, kurz, a nawet powietrze zewnętrzne – jakość spoin szybko spada, a w tym przypadku programowanie robota, dodatki sprzętowe, a nawet wybrany model robota mają ogromne znaczenie. Jako dostawca mogę powiedzieć, że nie tylko sprzedajemy jednego robota spawalniczego i nie zamykamy go na jeden dzień; dopasowujemy robota do atmosfery, w której będzie pracował, bo to właśnie ona zapewnia ciągłość produkcji.
Zacznijmy od najczęściej spotykanej atmosfery: standardowego warsztatu produkującego wnętrza. To najlepszy punkt większości naszych systemów spawalniczych — czystość, kontrolowana temperatura, minimalny wiatr i stała wilgotność. W przypadku tych ustawień zwykle polecamy naszego wszechstronnego, przemysłowego robota przegubowego do większości ogólnych zadań spawalniczych, ponieważ doskonale równoważy on precyzję, zasięg i udźwig. Poczekaj, sprawdzając ten link, warto zauważyć, że często łączymy nasze standardowe urządzenie spawalnicze z uniwersalną maszyną do sortowania małych elementów w celu sortowania małych wsporników lub elementów złącznych przed spawaniem, które wchodzą w większe zespoły. To duża oszczędność czasu, bo po co mieć oddzielnego operatora sortującego części, skoro Twoja komórka robota też może to zrobić?
Jednak nawet w kontrolowanej przestrzeni wewnętrznej pojawiają się zmienne. Na przykład wysoka wilgotność jest ukrytym wrogiem spawów. Wilgoć zawarta w powietrzu może podczas spawania przekształcić się w wodór, co może prowadzić do porowatości (drobnych pęcherzyków gazu wewnątrz spoiny) lub nawet pęknięcia linii. Jak radzą sobie z tym roboty spawalnicze? To proste: do palnika spawalniczego robota dodajemy dedykowany system suszenia gazu, który osusza gaz osłonowy zanim dotrze on do strefy spawania. Niektóre z naszych szybkich konfiguracji wykorzystują suszarkę na bazie środka pochłaniającego wilgoć, która przebiega bezpośrednio przez przewód gazowy robota, dzięki czemu nie zajmuje dodatkowej przestrzeni na podłodze celi. W przypadku szybkich linii, które muszą nadążać za produkcją części o dużej objętości, połączymy to z uniwersalnym robotem o dużej prędkości — jego szybsze cykle ruchu oznaczają, że nie przebywa on w jednym miejscu wystarczająco długo, aby nadmierna wilgoć mogła powodować problemy, o ile instalacja gazowa jest podłączona. To połączenie świetnie sprawdza się w przypadku takich elementów, jak części urządzeń lub jednostki HVAC, gdzie za każdym razem setki małych, identycznych spoin muszą być bezbłędne.
Porozmawiajmy teraz o trudniejszej atmosferze: spawaniu na zewnątrz lub w połowie na zewnątrz, jak na placu budowy lub w stoczni. Tam największym problemem jest wiatr. Nawet lekki wietrzyk, osiągający prędkość 5 mil na godzinę, może wydmuchać gaz osłonowy chroniący spoinę. Jeśli tak się stanie, spoina będzie krucha, zanieczyszczona i znacznie bardziej podatna na uszkodzenia. Roboty spawalnicze rozwiązują ten problem dzięki dwóm głównym ulepszeniom: odpornej na wiatr dyszy gazowej na uchwycie oraz specjalistycznemu programowaniu, które dostosowuje natężenie przepływu gazu w czasie rzeczywistym. Poczekaj, a w przypadku większych projektów w stylu outdoorowym, w których potrzebujesz większego zasięgu? Posiadamy robota malarskiego z długim ramieniem, który dostosowujemy również do spawania na zewnątrz — jego zasięg 2,5 metra oznacza, że może spawać duże stalowe belki lub sekcje kadłuba statku bez konieczności częstej zmiany położenia, a uszczelnione złącza długiego ramienia chronią jego wewnętrzne elementy przed wiatrem i kurzem, dzięki czemu nie psuje się w połowie pracy. Widziałem tę pracę na własne oczy na placu budowy mostu na Środkowym Zachodzie; ich stara załoga spawacza ręcznego miała do czynienia z wydmuchiwanym gazem osłonowym i wadliwymi spoinami za każdym razem, gdy wzmagał się wiatr, następnie zastąpiliśmy niestandardową zrobotyzowaną celę spawalniczą w połączeniu z konfiguracją z długim ramieniem, a tempo poprawek spadło o 70% w pierwszym miesiącu. To taki rodzaj zwycięstwa, który wynagradza wszystkie drobne poprawki.
Inną trudną atmosferą, na którą możesz się natknąć, jest zakurzony i brudny warsztat – pomyśl o tłoczni metali, w której unoszą się metalowe wióry, lub o sklepie ze sprzętem rolniczym, który pracuje ze starymi, zardzewiałymi częściami. Kurz i resztki metalu mogą przedostać się do elektroniki robota, zatkać dyszę gazową, a nawet zarysować obrabiane elementy, dlatego roboty spawalnicze wymagają tutaj dodatkowej ochrony. Stosujemy całkowicie zamknięte obudowy o stopniu ochrony IP67 dla złączy robota i paneli sterowania, które chronią przed przedostawaniem się kurzu, a także dodajemy pracujące stale dmuchawy powietrza, które usuwają zanieczyszczenia z obszaru palnika spawalniczego. W takich środowiskach idealnym wyborem będzie nasz robot ogólnego zastosowania o niskiej awaryjności, ponieważ jest zbudowany z nadmiarowych części i łatwych do czyszczenia powierzchni, na których nie zatrzymują się wióry metalowe ani kurz. Zalecamy również cotygodniową szybką kontrolę (do każdego robota wysyłamy ściągawkę do wydrukowania), aby przedmuchać przewody gazowe i sprawdzić dyszę, co pozwala ograniczyć awarie do niemal zerowego czasu przestojów, co jest ogromne w przypadku sklepów działających 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.
Poczekaj i nie zapominajmy o ekstremalnych temperaturach. Jeśli spawasz w pomieszczeniu, w którym panuje temperatura poniżej zera (np. chłodnia z częściami) lub znacznie powyżej 100 stopni (np. pustynna fabryka paneli słonecznych), wydajność robota również się zmienia. Niskie temperatury mogą spowodować, że gaz osłonowy będzie gęstszy, dlatego robot dostosowuje natężenie przepływu, aby upewnić się, że prawidłowo pokrywa spoinę, natomiast wysokie temperatury mogą spowodować wyższą temperaturę silnika robota, dlatego dodajemy dodatkowe wentylatory chłodzące i izolację, aby utrzymać komponenty w ich zakresie roboczym. Skonfigurowaliśmy nawet roboty dla firmy górniczej, która spawa sprzęt w górach, gdzie w nocy temperatury spadają do -20°F; robot po prostu wykonuje cykl wstępnego nagrzania przewodu gazowego przed rozpoczęciem pracy, dzięki czemu jakość spoiny pozostaje niezmienna niezależnie od temperatury zewnętrznej.
Wiele osób pyta mnie, czy roboty spawalnicze są „uniwersalne”, a odpowiedź brzmi zdecydowanie nie. Atmosfera, w której pracujesz, jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na wybór odpowiedniego robota i konfiguracji. Jeśli wykonujesz tylko małe, niewielkie spawy w zakurzonym warsztacie, nie potrzebujesz wymyślnego, szybkiego, uniwersalnego robota – potrzebujesz robota ogólnego, charakteryzującego się niską awaryjnością, zaprojektowanego do usuwania zanieczyszczeń. A jeśli pracujesz nad dużymi projektami na świeżym powietrzu, ten robot malarski z długim ramieniem, przystosowany do spawania, jest znacznie lepszy niż standardowy model o małej obudowie.
Ostatecznie spawanie w różnych atmosferach nie polega na jakiejś magicznej sztuczce w robocie – chodzi o dopasowanie sprzętu i oprogramowania robota do warunków oraz posiadanie dostawcy, który nie tylko sprzedaje sprzęt, ale pomaga dostosować konfigurację do konkretnego warsztatu. Rozmawiałem z wieloma właścicielami, którzy kupili robota spawalniczego w Internecie, nie zadając tych pytań, i w rezultacie otrzymali maszynę, która świetnie sprawdza się w laboratorium, ale rozpada się w prawdziwym warsztacie. Nie bądź tą osobą. Poświęć trochę czasu, aby zapytać o atmosferę, w której pracujesz, i wybierz robota przeznaczonego do tej przestrzeni.
Jeśli masz dość niespójnych spawów, dużej liczby przeróbek lub robotów, które psują się, gdy ich najbardziej potrzebujesz, porozmawiajmy. Możemy zapoznać się z konkretnym warsztatem, typami części i warunkami, w jakich pracujesz, a także pomóc Ci wybrać odpowiednią konfigurację robota spawalniczego, która odpowiada Twoim potrzebom. Żadnych sugestii sprzedażowych, żadnego mylącego żargonu – po prostu prawdziwe rady od ludzi, którzy byli na Twoim miejscu.
Referencje
- Amerykańskie Towarzystwo Spawalnicze. (2021).Wydajność spawania zrobotyzowanego w zmiennych warunkach atmosferycznych. Dziennik spawalniczy AWS.
- Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna. (2020). ISO 10218-1: Roboty do spawania i procesów pokrewnych – Wymagania bezpieczeństwa.
- Robotyka Fanuca. (2022).Adaptacje środowiskowe dla przemysłowych zrobotyzowanych systemów spawalniczych.
- Lincoln Electric. (2021).Skuteczność gazu osłonowego w wietrznych środowiskach przemysłowych.
- Boscha Rexrotha. (2022).Ochrona przed kurzem i zanieczyszczeniami robotów przegubowych w zakładach produkujących metal.