Прямой ответ: Специализированный станок намеренно ограничивает степени свободы. Зажим, перемещение и положение горелки заложены в конструкцию, поэтому цикл стабилен, и именно поэтому изменение продукта означает замену оснастки, а не редактирование программы. Робот сохраняет эти степени свободы, но компенсирует это программированием, фиксацией и проверкой траектории. Решайте проблему, исходя из того, насколько стабилен продукт и какой реальный объем производства за ним стоит.
Для кого это: Данная статья предназначена для инженеров и покупателей, выбирающих между специально разработанным автоматическим сварочным аппаратом и роботизированной ячейкой для серийного производства.
Объем: В этом руководстве по EVST рассматривается компромисс, который вносит специализированное оборудование, а именно — обеспечение необходимой степени свободы для стабильности, а также как определить, оправдывает ли это ваш профиль продукции. В нем не приводятся данные о времени цикла, качестве сварки или окупаемости инвестиций.
Степени свободы — это всё, что нужно знать.
Робота покупают из-за его гибкости: шесть осей, которые можно перепрограммировать для другой детали, не затрагивая оборудование. Специализированный станок покупают по противоположной причине.
На видеозаписи показано, как машина для заделки швов выполняет только одну задачу: зажимает шов на прокатанной оболочке и сваривает вдоль неё, при этом заготовка не вращается. Перемещение происходит по прямой линии, поскольку конструкция допускает только прямолинейное движение.
Это ограничение связано с продаваемым продуктом. Меньшее количество осей означает меньшее количество изменяемых параметров, что делает цикл повторяемым, а также делает изменение продукта дорогостоящим.
Что определяет выбор между специализированным сварочным аппаратом и роботом?
Вопрос не в том, что более функционально в абстрактном смысле. Вопрос в том, насколько ваш продукт останется неизменным на протяжении всего предполагаемого срока службы оборудования.
Если геометрия, соединение и диапазон размеров определены, а объем производства реален, то машина, построенная с учетом этих параметров, будет работать в более сжатом цикле с меньшим количеством сбоев. Если же продукт все еще находится в движении, то та же жесткость становится ограничивающим фактором.
Объём производства имеет значение, потому что оснастка — это постоянные затраты на стороне станка. Переналадка, требующая новых зажимных приспособлений, — это капитальные и временные затраты, а не время, которое можно потратить на программирование.
EVST проводит сравнение с профилем продукта, а не с двумя вариантами, указанными в аннотации.
В первую очередь важно, откуда берется шов.
На видеозаписи процесс сварки начинается до начала сварочного процесса. Лист металла позиционируется на роликовом столе и подается в ролики, в результате чего получается открытая оболочка с проложенным вдоль нее швом.
Этап формовки определяет, насколько свариваемым будет соединение: зазор вдоль него, соприкасаются ли кромки и какое усилие необходимо для его закрытия. Шов, поступивший в плохо сформированном виде, невозможно исправить никаким способом сварки.
Вот почему сравнение не следует начинать со сварочного участка. Процесс формовки на этапе подготовки материала определяет задачи, которые ставится перед сварочным оборудованием, независимо от выбранного варианта.
Два варианта расположения на одной линии
На одних и тех же кадрах показаны обе основные схемы, используемые в специально разработанном станке. В первой схеме заготовка удерживается неподвижно, а процесс перемещается вдоль соединения. Во второй схеме поворотный стол вращает заготовку, в то время как рабочая головка остается в одном положении.
Ни один из них не превосходит другой. Они подходят для разных геометрических форм суставов, и оба работают за счет удаления осей, которые робот сохранил бы.
В таблице ниже представлены профили продукции в зависимости от того, в каком порядке они обычно используются.
| Профиль продукта | Обычно отдают предпочтение | Что проверить в первую очередь |
|---|---|---|
| Один стабильный продукт, постоянный объем | Специализированная машина | Охватывает ли оснастка весь диапазон размеров, которые вы фактически производите? |
| Несколько размеров с одинаковой геометрией. | Станок со сменным инструментом | Время переналадки и что необходимо перенастроить при каждой переналадке. |
| Многочисленные варианты или частые изменения в дизайне. | Роботизированная клетка | Трудозатраты на программирование для каждого варианта и стратегия размещения элементов. |
| Новый продукт еще не утвержден | Робот, обзор будет опубликован после стабилизации его состояния. | Изменится ли конструкция после завершения строительства ячейки? |
Во сколько обходится изменение продукта каждой стороне
Что касается робота, то разработка нового варианта требует программирования, приспособлений и проверки новой траектории. Это работа, но её можно выполнить, не изменяя конструкцию машины.
В специализированной части те же изменения касаются и конструкции: зажимы, опоры и ограничения перемещения рассчитаны на определенный диапазон размеров, а для деталей, выходящих за этот диапазон, требуется дополнительное оборудование.
Ни одна из этих причин не является основанием для предпочтения того или иного варианта в целом. Это те показатели, которые следует учитывать при сравнении, наряду с циклом и стабильностью работы машины.
То, что не видно на видеозаписи.
Параметры сварки, количество проходов, достигнутый цикл и любые результаты качества не видны на видеозаписи сварки оболочки на сварочном аппарате, и ни на что из нее не следует делать выводов.
По оценкам ISO-15614 1: 2017Процедура сварки квалифицируется путем испытаний, поэтому процедура, которую затем выполняет машина или робот, устанавливается отдельно от оборудования.
По оценкам ISO 5817: 2023Несовершенства сварных швов классифицируются по уровням качества, и вопрос о том, какой уровень применяется, решается в соответствии с техническими условиями до выбора того или иного варианта.
По оценкам ISO-10218 2: 2025 и ISO 12100: 2010В данном случае, безопасность оценивается именно на интегрированной установке, что в равной степени относится как к специально разработанным машинам, так и к роботизированной ячейке.
На практике рассмотрение заявки на EVST начинается с одних и тех же исходных данных проекта: годовой объем производства, количество вариантов, диапазон размеров и ожидаемые изменения конструкции. Выбор осуществляется на основе этих данных, а не на основании технических характеристик.
Часто задаваемые вопросы
Всегда ли специализированная машина быстрее робота?
Обычно цикл более стабилен, поскольку факторов, которые могут меняться, меньше, но конкретное значение зависит от соединения, процедуры и перемещения материалов вокруг станции. Время цикла не следует измерять по видеозаписи.
Что произойдет, если мы добавим еще один размер в нашу семью?
В роботизированной ячейке это программирование, фиксация и проверка. На специализированном станке это зависит от того, попадает ли новый размер в диапазон, для которого были рассчитаны параметры зажима и перемещения; за его пределами изменение затрагивает само оборудование.
Действительно ли предварительная формовка влияет на выбор метода сварки?
Да. Зазор и выравнивание кромок вдоль шва определяют, какую задачу ставит перед собой сварочное оборудование. Плохо сформированный шов не будет исправлен ни тем, какой аппарат его сваривает.
Что нам нужно отправить, чтобы получить полезный ответ?
Годовой объем производства, количество вариантов и размеров, тип соединения и материал, а также ожидается ли изменение дизайна изделия в ближайшие несколько лет.
Исходные данные проекта для рассмотрения заявки.
Чтобы сравнение проводилось с вашим собственным продуктом, а не с общим случаем, отправьте:
- годовой объем и количество вариантов или размеров
- диапазон размеров соединения, материала и толщины
- существующий метод формирования и типовая посадка вдоль соединения
- ожидается ли изменение дизайна продукта
Отправьте годовой объем, количество вариантов и подробные сведения о совместном использовании, и сравнение будет выполнено на основе этих данных. Дополнительная информация: решения для автоматизированных сварочных систем, границы сварки цилиндрической части.