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Schweißroboter gehören zu den wichtigsten Industrierobotern im Fertigungsbereich. Sie übernehmen das Schweißen, das im Wesentlichen das Einzige ist, was Maschinen zusammenhält, Autos eingeschlossen. Die Robotik in der Automobilherstellung hängt in hohem Maße vom automatisierten Schweißen ab und ersetzt menschliche Arbeitskraft in fast allen Automobilwerken weltweit. Von allen Industrieroboteranwendungen in der Fertigung ist das Roboterschweißen die jüngste, da es vor weniger als 20 Jahren eingeführt wurde.
Arten von Roboterschweißprozessen
Es gibt etwa sechs automatisierte Schweißverfahren, die weit verbreitet sind in industrielle Fertigung. Jeder Prozess erfüllt eine einzigartige Funktion und verfügt über einen speziellen Roboter, der diese Funktion ausführt.
Widerstandspunktschweißen
Widerstandspunktschweißen ist ein Prozess, bei dem durch elektrischen Widerstand erzeugte Wärme mit Kraft angewendet wird, um metallische Materialien miteinander zu verschweißen. Diese Konzentration von Druck und Elektrizität an einem Punkt führt dazu, dass das Metall im geschmolzenen Zustand schmilzt und verschmilzt. Anschließend lässt man das Metall abkühlen und wird an dieser Stelle dauerhaft verbunden, daher der Name Punktschweißen.
Die Verwendung eines Punktschweißroboters bietet viele Vorteile. Einer davon ist, dass er nahtlos ist und keine Schweißspuren hinterlässt. Ein weiterer Vorteil ist, dass er im Vergleich zu anderen Schweißarten viel stabiler ist. Wenn zwei Teile miteinander verschmelzen, bleiben Schwachstellen zurück. Die Automobilindustrie ist stark auf Punktschweißroboter angewiesen. Ein durchschnittliches Auto hat über 5000 Schweißpunkte.
Laserschweißen
Hierbei handelt es sich um eine weitere fortschrittliche Form der Verbindung von Metallen, bei der die Wärme mithilfe von Laserstrahlen auf einen Punkt fokussiert wird. Die Technologie gibt es schon seit über 30 Jahren. Laserschweißen Dabei werden zwei Metallbleche miteinander in Kontakt gebracht. Anschließend erfolgt die Konzentration des Laserstrahls auf deren Kanten der Bleche. Durch die starke Hitze schmelzen sie gleichzeitig und vermischen sich, wodurch die Verbindung entsteht. Sobald sie abgekühlt sind, werden sie eins.
Zu den Vorteilen des Laserschweißens gehört die hohe Präzision, da ein Laserstrahl leicht kontrolliert werden kann. Auch die Schweißgeschwindigkeit ist sehr hoch; Durch die starke Hitze verschmilzt jede Art von Metall miteinander und bildet sofort eine Verbindung. Auch die Konsistenz ist hoch, was sie zur idealen Methode macht, wenn Sie Gleichmäßigkeit erzeugen möchten.
Gas-Metall-Lichtbogenschweißen
Dies ist eine Art von a Roboterschweißen Prozess, bei dem die Wärmequelle ein Lichtbogen ist, der zwischen einer abschmelzenden Metallelektrode und dem Werkstück mit einem von außen zugeführten gasförmigen Schutzgas, bei dem es sich normalerweise um ein Inertgas handelt, gebildet wird. Dadurch entsteht ein Schweißbad zwischen den beiden Werkstoffen, die sich nun nach dem Abkühlen verbinden.
Es gibt zwei Arten von Metallschutzgasschweißrobotern. Der erste wird Metall-Inertgasschweißen (MIG-Schweißroboter) genannt und verwendet ein Schutzgas wie Argon oder Helium. Dann gibt es das Metall-Aktivgasschweißen (MAG), bei dem ein Aktivgas verwendet wird, das normalerweise eine Mischung aus Sauerstoff, Kohlendioxid und Argon ist.
Der Hauptvorteil von Gas-Metall-Lichtbogenschweißen besteht darin, dass es nicht zu Spritzern geschmolzenen Materials kommt, wie es bei anderen Schweißtechniken normalerweise der Fall ist; Das Schutzgas schützt das Schweißbad bis es abkühlt.
Schutzgasschweißen
Das ist eine Art Schweißen das Strom zwischen der Elektrode und dem zu schweißenden Material leitet. Die Schweißnaht wird durch ein Schutzgas, das den Schweißbereich umhüllt, von der Atmosphäre abgeschirmt. Die bei diesem Verfahren verwendete Elektrode besteht aus Wolfram. Der Grund für die Wahl dieses Metalls ist die Tatsache, dass es mit 6,170 Grad Fahrenheit die höchste Schmelztemperatur aller Metalle aufweist.
Die drei wichtigsten Wolframlegierungen, die bei diesem Schweißverfahren verwendet werden, sind zirkonhaltiges Wolfram, das für Nichteisenmetalle verwendet wird und höhere Wechselströme verwendet. Es gibt thoriertes Wolfram, das auf Kohlenstoff- und Edelstahl verwendet wird, und schließlich reines Wolfram, das auf Aluminium und Magnesium verwendet wird.
Dünnschicht-Lichtbogenschweißen
Dies ist ein Roboterschweißverfahren für dünne Materialien, die präzises Schweißen erfordern. Jeder Schweißer weiß, wie anspruchsvoll das Schweißen dünner Bleche ist. Zu viel Kraft oder eine extrem extreme Schweißtechnik können die Eigenschaften der Materialien verändern. Dünnschicht-Lichtbogenschweißen minimiert den Durchbrand, der zum Zusammenbruch der geschmolzenen Schweißnaht und damit zur Beschädigung des Materials führen kann. Um Spritzer zu minimieren, werden bei diesem Verfahren zwei Schutzgase verwendet: Wolfram-Schutzgas (WIG) und Metall-Schutzgas (MIG).
Plasmaschweißen
Plasmaschweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren, das ähnlich wie das Dünnlichtbogenschweißen funktioniert. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Plasmalichtbogen von der Schutzgashülle getrennt werden kann. Das Plasma wird dann durch eine feine Kupferdüse gepresst, die den Lichtbogen verengt. Der Prozess kann im Wesentlichen auf drei Arten durchgeführt werden; Mikroplasmaschweißen, das für dünne Bleche mit einer Dicke von nur 0.1 mm verwendet wird.
Die zweite Methode heißt Mittelstromschweißen und verbraucht zwischen 15 und 200 A Strom. es hat eine tiefere Durchdringung. Die letzte Methode heißt Schlüssellochschweißen und wird bei Blechen mit einer Dicke von bis zu 10 mm angewendet.
Vor- und Nachteile des Einsatzes von Robotern zum Schweißen
Es lässt sich nicht leugnen, dass Roboter immer mehr in die Arbeit involviert sind Herstellungsverfahren im Laufe der Zeit. In einigen Ländern haben sie die menschliche Arbeitskraft vollständig ersetzt. Es gibt Vorteilen und Nachteile des Einsatzes von Robotern zum Schweißen, darunter die folgenden.
Die Vor-
Effizienz und Produktivität werden gesteigert: Schweißroboter arbeiten präzise, da sie so programmiert sind; es gibt kaum Spielraum für Fehler. Ihre Fähigkeit, sich wiederholende Aufgaben immer wieder auszuführen, ohne zu ermüden, steigert die Produktivität.
Kürzere Zykluszeiten: Mit zunehmender Effizienz in der Fertigung verkürzen sich auch die Zykluszeiten. Dies bedeutet wiederum, dass in diesem Zeitrahmen mehr produziert werden kann als bei der Fertigung mit menschlicher Arbeitskraft.
Bessere Bodennutzung: Durch die Automatisierung des Arbeitsplatzes wurde der menschliche Fußabdruck reduziert und im Gegenzug mehr Bodenfläche für andere Dinge geschaffen. Ein Schweißroboter kann Arbeiten erledigen, die früher von einer Gruppe von Menschen erledigt wurden. Mehr Platz bedeutet mehr Bewegungsfreiheit sowie die Möglichkeit, neue Roboterschweißgeräte hinzuzufügen.
Die Sicherheit wird erhöht: Menschen können sich nicht zu lange konzentrieren. Je mehr sie arbeiten, desto größer ist ihr Konzentrationsmangel. Dies führt zu Unfällen an Orten, an denen schwere Maschinen eingesetzt werden. Schweißroboter hingegen können tagelang laufen, ohne einen einzigen Fehler zu machen. Aus diesem Grund sind Unfälle in Fertigungsfabriken nicht mehr üblich.
Weniger Abfall: Die hohe Genauigkeit der Roboter ist so effizient, dass nur sehr wenig Abfall übrig bleibt. In den meisten Produktionsstätten ist menschliche Erosion der größte Abfallverursacher. Mit Robotern werden die meisten Rohstoffe jedoch maximal genutzt.
Die Nachteile
Die anfänglichen Kosten der Automatisierung sind sehr hoch: Wenn man den Aufwand für die Programmierung industrieller Roboter berücksichtigt, der für die Herstellung von Robotern erforderlich ist, und wenn man bedenkt, dass für ihre ordnungsgemäße Funktion komplexe Werkzeuge erforderlich sind, sind die Kosten für die Automatisierung Ihrer Anlage in der Anfangsphase sehr hoch.
Schulung ist notwendig: Auch wenn Roboter menschliche Positionen übernommen haben, müssen die meisten noch immer von Menschen bedient und beaufsichtigt werden. Die Schulung von Menschen zur Bedienung dieser Roboter kann eine sehr kostspielige und zeitaufwändige Angelegenheit sein, wenn man bedenkt, wie hochentwickelt Industrieroboter sein können. Dasselbe gilt auch für Reparaturen und Wartung, nur spezialisierte Experten können diese Art von Arbeit erledigen und diese sind auf dem Markt nur begrenzt verfügbar.
Entscheidungsfindung ist begrenzt: So ausgefeilt Roboter auch sein mögen, sie sind nicht in der Lage, Entscheidungen zu treffen. Sie agieren einfach auf der Grundlage der Anweisungen, die ihnen von Programmierern gegeben werden. Es gibt unzählige Entscheidungen, die diesen menschlichen Faktor am Arbeitsplatz erfordern, etwas, das den aktuellen Robotern fehlt. Da die KI-Entwicklung immer schneller voranschreitet, besteht die Hoffnung, dass Roboter in Zukunft die Fähigkeit haben werden, Dinge zunächst zu durchdenken.
Begrenzte Flexibilität: Im Gegensatz zu Menschen, die darauf trainiert werden können, nacheinander zwei verschiedene Rollen zu übernehmen, sind die meisten Schweißroboter zu spezialisiert, um dies zu schaffen. Sie sind so programmiert, dass sie ihre spezielle Nische ohne Abweichungen ausfüllen. Ein Schweißroboter kann seine Rollen nur wechseln, wenn er bewusst umprogrammiert wird.
Die Implementierungsphase ist lang: Die Umstellung auf Roboter ist nicht im Handumdrehen erledigt. Sie müssen zunächst Ihre Anlage umstrukturieren, um sie unterzubringen, und dann ist da noch das Problem, wie schwer sie sind, sie an den Standort zu liefern. Sie benötigen außerdem fachkundige Hilfe bei der Einrichtung. All dies folgt einer Testphase, um sicherzustellen, dass sie wie erwartet funktionieren, bevor die Produktion wieder aufgenommen wird. Sie müssen mit mindestens 20 Wochen rechnen, bevor Sie den vollen Betrieb aufnehmen können.
Roboterschweißsysteme und Programmierung
Schweißroboter erfordern spezifische Software damit sie ihre Aufgaben ausführen können. Diese Software wird von unabhängigen Unternehmen erstellt, die sie dann an Roboterhersteller verkaufen. Im Folgenden finden Sie einige der beliebtesten Softwareprogramme für Roboterschweißsysteme.
Verbote
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Verbote Weld ist eine einfache, aber leistungsstarke Schweißsoftware, die von jedem Desktop aus ausgeführt werden kann. Es handelt sich um eine Offline-Einrichtung, die das Roboterschweißen zu einer einfachen Angelegenheit macht. Es verfügt über eine Benutzeroberfläche, die Ihnen eine Vorschau darauf gibt, wie der Schweißroboter durch das Programm gesteuert werden kann. Verbotics ist nicht kostenlos, es gibt jedoch eine Testversion, mit der Sie die Software testen können, bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen.
Almacam-Schweißung
Quelle: almacam.com
Amalacam-Schweißnaht ist eine Offline-Schweißrobotersoftware, die es Herstellern ermöglicht, ihre Schweißroboter zu optimieren, um deren Effizienz zu steigern. Almacam Weld ist seit über 20 Jahren im Einsatz und hat sich im Laufe der Jahre zu einer der gefragtesten Schweißsoftwares entwickelt. Einer der Vorteile der Software besteht darin, dass sie einfach zu installieren ist und für den Bediener keine große Schulung erforderlich ist, um sich damit vertraut zu machen.
ADB
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ADB ist eine weitere Offline-Schweißsoftware, die an jedem Arbeitsplatz einfach zu verwenden und zu implementieren ist. Es steigert die Produktivität, reduziert Risiken und maximiert gleichzeitig die Investitionen in alle Ihre Robotersysteme. ABB ist mit vielen Schweißrobotern kompatibel und kann von jedem bedient werden, der in die Funktionsweise eingewiesen werden kann.
Bereiche, in denen Roboterschweißen eingesetzt wird
Roboterschweißen wird hauptsächlich in verwendet Fertigungsanlagen die sich mit schweren Maschinen befassen. Einige dieser Branchen umfassen die folgenden.
Automobilindustrie
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Das durchschnittliche Auto hat über 5000 geschweißte Teile, das ist der Beweis genug für die Bedeutung automatisierte Schweißsysteme sind lebenswichtig. Früher wurde die Arbeit von Menschen erledigt, aber das führte zu ungleichmäßigen Schweißnähten, die die Effizienz der Autos auf der Straße beeinträchtigten. Moderne Automobilhersteller können auf Schweißroboter nicht verzichten. Es wird erwartet, dass die Technologie hinter dem Roboterschweißen in Zukunft noch weiter verbessert wird.
Elektronik-Industrie
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Computer-Motherboards bestehen aus sehr kleinen Bauteilen, die nicht von Hand geschweißt werden können. Das Roboterschweißen bei der Herstellung solcher Gegenstände ist hochentwickelt und ermöglicht das Schweißen selbst kleinster Dinge, die mit bloßem Auge nur schwer zu erkennen sind. Der Einsatz von Roboterschweißen ist die einzige Möglichkeit, Elektronik so schnell wie erforderlich herzustellen.
Öl Industrie
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Die riesigen Rohre, mit denen Rohöl über große Entfernungen transportiert wird, sind für ihre Verbindung auf Roboterschweißen angewiesen, da sie in Abschnitten hergestellt werden müssen. Ein weiterer Grund, warum Roboter beim Schweißen der Rohre eingesetzt werden, hat mit der Sicherheit zu tun. Die Rohre müssen dicht sein, um Explosionen oder Undichtigkeiten zu vermeiden, die zu Schäden für Mensch und Umwelt führen können.
Luft-und Raumfahrtindustrie
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Flugzeuge erfordern bei der Herstellung ihrer Teile mehr als Autos die größte Aufmerksamkeit, da sie in der Luft bleiben müssen. Um Fehler zu reduzieren, alle Schweißen von Flugzeugteilen werden von hochentwickelten Schweißrobotern durchgeführt, die so programmiert sind, dass sie alle Teile abdecken. Sie sind mit Bildverarbeitungstechnologie ausgestattet, mit der sie jeden Fehler erkennen können.
Leitfaden zum Kauf eines Schweißroboters
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Der schwierigste Teil von Automatisierung Ihres Fertigungsgeschäfts entscheidet sich für den richtigen Roboter. Es gibt unzählige Roboterhersteller auf der Welt, jeder mit einzigartigen Produkten, die die besten Ergebnisse versprechen. Die Entscheidung, wofür man sich entscheidet, erfordert viel Recherche, da Roboter viel kosten. Es handelt sich um eine Investition, die man nur einmal im Leben tätigt, daher muss sie richtig getätigt werden. Im Folgenden finden Sie einen Leitfaden zum Kauf von Schweißrobotern für Ihre Produktionsanlage.
Komplexität
A guter Schweißroboter sollte leicht verständlich sein. Die Anschaffung eines zu komplizierten Schweißroboters kann dazu führen, dass Ihre Produktion stoppt, sobald Probleme auftreten, da ein Experte des Herstellers hinzugezogen werden müsste, um die Produktion wieder in Gang zu bringen. Stellen Sie bei der Auswahl eines Schweißroboters zunächst sicher, dass dieser einfach genug ist, damit Ihr hauseigener Techniker ihn bedienen kann, um in Zukunft Kosten für Reparaturen zu sparen.
Peripherals
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Einige Schweißroboter benötigen Zusatzgeräte, damit sie funktionieren. Dies ist ein zusätzlicher Kostenfaktor, den Sie nach Möglichkeit vermeiden sollten. Entscheiden Sie sich für einen Schweißroboter, der in einem Gesamtpaket geliefert wird und eine Vielzahl von Funktionen übernimmt, ohne dass Sie mehr für den Kauf anderer Teile ausgeben müssen. Wenn Sie ein Gerät kaufen müssen, für das Zubehör erforderlich ist, stellen Sie sicher, dass die betreffenden Teile vor Ort leicht zu finden sind.
Platzverfügbarkeit
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Die Anzahl und Größe der Schweißroboter, die Sie anschaffen möchten, hängt von den Platzverhältnissen in Ihrem Betrieb ab. Wann menschliche Arbeit ersetzen Bei Robotern sind Sie gezwungen, den Boden im Voraus zu räumen. Je größer der Raum, desto mehr Schweißroboter können eingebaut werden und umgekehrt. Wenn Sie eine kleine Fabrik betreiben und automatisieren möchten, benötigen Sie eine größere Grundfläche.
Art der Arbeit
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Für einige Herstellungsprozesse sind keine fortgeschrittenen Schweißverfahren erforderlich. Wenn Sie jedoch in einer Fertigung tätig sind, in der schwere Metallteile verarbeitet werden, ist das Roboterschweißen die sinnvollste Lösung. Im Automobilbau werden schwere Autoteile verwendet, die von Menschenhand nicht gut gehandhabt werden können. Schweißroboter sind die einzige verbleibende Option in dieser Branche.
Dein Büdget
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Das billigste Schwerlast-Industrieroboter kostet etwa 50,000 $, ein gebrauchter Roboter ist etwas billiger, aber unterm Strich sind Roboter teuer. Auch wenn der Zweck auf lange Sicht die Mittel heiligt, werden Sie sich durch die anfänglichen Kosten für die Automatisierung einer Produktionsanlage verschulden, wenn Sie nicht vorsichtig sind. Neben den Anschaffungskosten benötigen Sie auch Geld für die Schulung von Mitarbeitern, die Einrichtung in der Fabrik und zukünftige Reparaturen. Es wird eine Weile dauern, bis Sie die gesamte Anfangsinvestition zurückerhalten haben.
Flexibilität
Die meisten in der Fertigung eingesetzten Roboter sind aufgabenorientiert, d. h. sie sind darauf ausgelegt, eine bestimmte Rolle zu übernehmen. Das macht sie zwar effizient, schränkt aber auch ihre Reichweite ein, und wenn man die Kosten bedenkt, würde es Ihnen wirklich sehr helfen, wenn Sie eines bekommen könnten Fabrik-Roboterarm das mehr als eine Rolle übernehmen kann. Ein Schweißroboter, der auch das Aufnehmen und Platzieren übernehmen kann, wäre eine bessere Investition als ein Roboter, der nur Schweißen kann.
Verfügbarkeit
Der Import eines bestimmten Schweißrobotertyps ist teurer, wenn er vor Ort nicht erhältlich ist. Wenn Sie in der Nähe eines großen Roboterherstellers wohnen, haben Sie vielleicht Glück und können sogar Sonderbestellungen für maßgeschneiderte Roboter aufgeben. Der Einsatz von Industrierobotern ist nicht in allen Bereichen gleich weit verbreitet. Dies führt dazu, dass sich Hersteller von Industrieautomatisierungssystemen auf bestimmte Bereiche konzentrieren, die möglicherweise zu weit von Ihrem Werk entfernt sind. Berücksichtigen Sie die Kosten für den Import von Schweißrobotern, bevor Sie eine Entscheidung treffen.
Unterstützung
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Beim Umgang mit Robotern ist der After-Sales-Support von entscheidender Bedeutung. Es sind Maschinen wie alle anderen, nur hochentwickelt. Unabhängig davon werden sie nach längerem Gebrauch irgendwann kaputt gehen oder eine Fehlfunktion aufweisen. In diesem Fall benötigen Sie Hilfe, ohne dass Sie viel Geld ausgeben müssen. Los geht's Hersteller von Industrierobotern die in der Lage sind, Garantien sowie engagierte technische Unterstützung für einen bestimmten Zeitraum anzubieten.
Verfügbarkeit von Ersatzteilen
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Überbeanspruchte Schweißteile wie Endeffektoren versagen höchstwahrscheinlich, da sie die meiste Arbeit verrichten. Jedes bewegliche Teil ist anfällig für irgendeine Art von Reibung, und auch wenn es Zeit braucht, müssen sie im Laufe der Zeit ausgetauscht werden. Wählen Sie einen Schweißroboter, dessen Ersatzteile jederzeit verfügbar sind. Der Mangel an Ersatzteilen kann zu einem Produktionsstillstand führen, und das ist eine Unterbrechung, mit der Sie sich nicht herumschlagen möchten.
Software-Upgrades
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Die Verfügbarkeit von Software-Upgrades ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, der Ihnen dabei helfen sollte, den Typ des Schweißroboters einzugrenzen, den Sie für Ihre Fabrik benötigen. Durch Upgrades werden die Roboter effizienter. Wenn Sie jedoch mit einem Roboter stecken bleiben, der überfällige Software verwendet, kann dies Auswirkungen auf die Produktionsqualität haben. Entscheiden Sie sich für Roboter, die durchgehend Software-Support bieten und mindestens einmal im Jahr aktualisiert werden.
Fazit
Schweißroboter gehören zu den wichtigsten Industrierobotern im Fertigungsbereich. Aufgrund der hohen Hitze, die bei dem Prozess entsteht, wird diese Aufgabe am besten von Schweißrobotern übernommen, da diese besser mit Hitze umgehen und dieser standhalten können als Menschen. Wenn Sie einen Kauf planen ein Schweißroboter Wenn Sie an einer Produktionsanlage interessiert sind, besuchen Sie den nächstgelegenen Schweißroboterhersteller und holen Sie sich das beste automatisierte Schweißgerät für Ihr Unternehmen.
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