By Tôn KhiếtKỹ sư trưởng phụ trách định vị mối hàn · Đội ngũ định vị hàn EVST · • Được kiểm duyệt bởi bộ phận kỹ thuật cơ khí và chất lượng của EVST.
Nếu vị trí đặt máy không chính xác, robot có thể hoạt động cực kỳ chuẩn xác nhưng chu trình gia công vẫn không được hoàn thành. Ba thông số quan trọng nhất là: tải trọng, mô-men xoắn và độ chính xác định vị. Dòng robot một trục EVS-SWP hiện tại của EVST bao gồm các tùy chọn tải trọng định mức được phê duyệt từ 300 đến 1,200 kg, trong khi dòng robot hai trục EVS-DWP bao gồm các tùy chọn được phê duyệt từ 200 đến 5,000 kg tùy thuộc vào cấu trúc, độ chính xác định vị tốt hơn ±0.3° và bố trí hai trạm giúp tăng gấp đôi thời gian hoạt động. Năm lựa chọn bố trí – bàn xoay, kiểu chữ L, đầu trục-đuôi trục, kiểu chữ H, kiểu vòng xoay – phù hợp với từng loại chi tiết. Kết hợp với ray dẫn hướng W500–W800 trên các đường nối dài như các trục ngoài được phối hợp. Đây là hướng dẫn dành cho người mua, giúp xác định ba thông số kỹ thuật thực sự quan trọng.
Những điểm chính
- Ba thông số kỹ thuật sau đây mới là yếu tố quyết định thực sự: tải trọng, mô-men xoắn, độ chính xác định vị.
- EVS-SWPCác cấu trúc trục đơn hiện tại cung cấp các tùy chọn tải trọng được phê duyệt từ 300 đến 1,200 kg, tùy thuộc vào cấu trúc.
- EVS-DWPCác cấu trúc trục kép hiện tại cung cấp các tùy chọn tải trọng được phê duyệt từ 200 đến 5,000 kg, tùy thuộc vào cấu trúc.
- Độ chính xác định vị < ±0.3° Đảm bảo sai số theo dõi đường may ±0.5 mm.
- Năm kiểu bố cục Phù hợp với loại chi tiết — bàn xoay / kiểu chữ L / đầu trục chính - đuôi trục chính / kiểu chữ H / bánh xe Ferris.
- Bật hồ quang hai trạmTrong khi một bên hàn, bên kia tiến hành nạp liệu — sản lượng gấp khoảng 2 lần so với bình chứa.
- Ghép nối với Ray trượt W500–W800 trên các đường may dài; cả hai đều kết nối với bộ điều khiển theo sự phối hợp. ISO 9283 trục ngoài.
Bài viết này dành cho các nhà thiết kế, tích hợp hệ thống hàn và kỹ sư nhà máy khi lựa chọn thiết bị định vị hàn cho hệ thống hàn mới hoặc nâng cấp. Bài viết đề cập đến việc tính toán kích thước thiết bị định vị EVST EVS-SWP / EVS-DWP và năm lựa chọn bố trí; bài viết không đề cập đến bản thân robot, ray dẫn hướng hoặc chi tiết quy trình hàn — những nội dung đó có hướng dẫn riêng.
Tại sao lại cần ba thông số kỹ thuật, chứ không chỉ là tải trọng?
Hầu hết các bảng thông số kỹ thuật của bộ định vị đều bắt đầu bằng tải trọng. Chỉ riêng tải trọng là không chính xác vì hai cảm biến có cùng loại tải trọng có thể cho ra thông lượng và chất lượng đường nối khác nhau rất nhiều. Ba thông số thực sự quyết định hiệu suất của cảm biến là:
- Khối hàng Bộ định vị quyết định xem nó có giữ chặt chi tiết về mặt vật lý hay không.
- Mô men xoắn quay Quyết định tốc độ lập chỉ mục — và do đó là thời gian chu kỳ.
- Lập chỉ mục độ chính xác Điều này quyết định vị trí đường hàn — và do đó ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.
Chọn cả ba cùng một lúc. Bỏ qua bất kỳ bước nào trong số đó sẽ khiến tế bào đạt yêu cầu trên giấy tờ nhưng lại thất bại trong quá trình sản xuất.
Khi nào thì bộ định vị đúng sẽ mang lại hiệu quả — và khi nào thì không.
Các yếu tố quyết định là số lượng hướng chi tiết, số lượng mặt hàn và lợi ích chu kỳHãy sử dụng khung này:
| Bộ định vị sẽ mang lại lợi ích khi… | Hãy xem xét lại khi… |
|---|---|
| Chi tiết này có từ 2 hướng hàn trở lên. | Các bộ phận phẳng có hướng đơn |
| Việc sắp xếp lại đồ đạc thủ công hiện đang chiếm ưu thế trong chu trình sản xuất. | Robot hàn phẳng, không cần định vị lại. |
| Kiểm soát lượng nhiệt đầu vào rất quan trọng (nhiều lớp, dày) | Tấm mỏng một lần cắt |
| Bố trí hai trạm phù hợp với diện tích sàn. | Sàn nhà quá chật hẹp cho hai trạm. |
| Gia đình một phần vẫn giữ nguyên tính nhất quán trong việc lắp ráp. | Việc gắn giá đỡ làm thay đổi mọi bức ảnh. |
EVST đo độ lệch của bộ định vị bằng Phương pháp khớp ba thông số kỹ thuậtTải trọng được tính toán sao cho phù hợp với biên độ an toàn 30%, mô-men xoắn được tính toán dựa trên độ lệch tâm × trọng lượng × gia tốc góc, độ chính xác định vị được tính toán dựa trên biên độ theo dõi đường nối — cả ba yếu tố này cùng lúc, chứ không phải từng yếu tố riêng lẻ.
Xác định kích thước tải trọng — EVS-SWP và EVS-DWP
| Gia đình | trục | Phạm vi tải trọng | Sử dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| EVS-SWP | Đơn (quay) | Các tùy chọn tải trọng 300 / 500 / 800 / 1200 kg, tùy thuộc vào cấu trúc. | Các bộ phận phẳng, đường may xoay, định vị đơn giản |
| EVS-DWP | Chế độ kép (xoay + nghiêng) | Các tùy chọn tải trọng 200 / 300 / 500 / 1000 / 2000 / 3000 / 5000 kg, tùy thuộc vào cấu trúc. | Các chi tiết 3D, hàn đa mặt, định hướng phức tạp |
| EVS-DWP-U | Cấu trúc khung chữ U kép | 1000/3000/5000kg | Các bộ phận kết cấu nặng, khung lớn, vật đúc hạng tấn. |
Chọn lớp học: tham gia Trọng lượng tối đa của chi tiết + đồ gá + 30% lợi nhuận → thuộc hạng cao hơn. Đối với một chi tiết nặng 1500 kg + một bộ phận cố định nặng 200 kg (= 1700 kg), ma trận SWP hiện tại nằm ngoài phạm vi cho phép; hãy xem xét cấu hình DWP 2,000 kg đã được phê duyệt và xác minh mô-men xoắn và cấu trúc trước khi lựa chọn. Biên độ 30% bao gồm tải trọng động (lực gia tốc) và các biến thể chi tiết trong tương lai.
Tính toán mô-men xoắn quay — thông số thường bị bỏ qua nhất
Mô-men xoắn tỷ lệ thuận với độ lệch tâm × trọng lượng × gia tốc gócMột chi tiết nặng 1000 kg với độ lệch tâm 0.5 m cần gia tốc 1 rad/s² sẽ cần mô-men xoắn tĩnh 500 N·m để giữ cố định chống lại lực hấp dẫn. Các bảng thông số kỹ thuật chỉ ghi tải trọng mà không ghi mô-men xoắn sẽ dẫn đến quá trình thử nghiệm chậm.
Các đường cong mô-men xoắn của bộ định vị EVST được công bố cho mỗi trục và mỗi loại. Quy tắc lựa chọn: mô-men xoắn yêu cầu ≤ mô-men xoắn định mức liên tục với biên độ 50%. Nếu không đáp ứng được, hãy chọn loại cao hơn — ngay cả khi tải trọng vẫn ổn.
Độ chính xác của chỉ số kích thước — bảo toàn lề theo dõi đường may
Hệ thống theo dõi đường nối (dựa trên thị giác) của robot thường đạt độ chính xác ±0.5 mm tại khớp nối. Sai số định vị của bộ định vị cộng thêm vào đó: nếu bộ định vị định vị đến ±1° trên cung tròn bán kính 500 mm, đường nối sẽ nằm lệch khoảng 8.7 mm so với vị trí mà hệ thống theo dõi dự kiến — nằm ngoài phạm vi sai số ±0.5 mm.
Các bộ định vị EVST giữ Độ chính xác định vị tốt hơn ±0.3° (ISO 9283 (Phương pháp kiểm tra độ lặp lại). Ở bán kính 500 mm, độ dịch chuyển trong trường hợp xấu nhất là khoảng 2.6 mm — nằm trong phạm vi bù theo dõi đường hàn điển hình. Đối với các công việc có dung sai chặt chẽ (ví dụ: các đường hàn chu vi của bình áp suất), thông số kỹ thuật tốt hơn ±0.1°.
Năm kiểu bố cục — lựa chọn theo loại bộ phận
| Bố trí | Tốt nhất cho | Tại sao |
|---|---|---|
| Bàn xoay một trục (EVS-SWP) | Các bộ phận phẳng, đường may xoay | Một trục, đơn giản, lập chỉ mục nhanh |
| Trục kép kiểu L (EVS-DWP) | Các chi tiết 3D có mối hàn đa mặt | Xoay + nghiêng, mọi mặt đều hướng xuống dốc |
| Đầu máy - đuôi máy (EVS-SWP-ZW) | Trục dài, ống, đường ống | Hai mâm cặp đồng trục, trải dài trên chi tiết. |
| Loại H hai trạm (cấu hình tùy thuộc vào dự án) | Thông lượng cao, đa hướng | Robot hàn một bên trong khi người vận hành nạp vật liệu vào bên còn lại. |
| Vòng đu quay (cấu hình tùy thuộc vào dự án) | Các chi tiết nhỏ dày đặc, lô đa hướng | Nhiều thiết bị cố định trên khung xoay |
Hệ thống hồ quang hai trạm — hệ số nhân thông lượng
Lợi ích lớn nhất về thông lượng tế bào đến từ bố trí hai gaTrong khi robot hàn tại trạm A, người vận hành nạp phôi tại trạm B. Bộ định vị xoay giữa hai trạm; thời gian hàn hồ quang duy trì ở mức khoảng 80% chu kỳ thay vì khoảng 50%.
Hiệu quả chu kỳ so với máy một trạm: Tăng năng suất khoảng 30–80% đối với các chi tiết nặng nhiều mặt. Mức tăng chính xác phụ thuộc vào tỷ lệ thời gian hàn so với thời gian tải — khi thời gian tải ≈ thời gian hàn, mức tăng sẽ gần bằng 2 lần theo lý thuyết.
Các kiểu bố trí H, vòng quay Ferris và một số kiểu bố trí L đều hỗ trợ vận hành hai trạm. EVST mặc định tính toán kích thước ô cho hai trạm trừ khi các ràng buộc về diện tích hoặc an toàn buộc phải sử dụng một trạm.
Kết hợp với ray du lịch
Đối với các đường nối dài hơn phạm vi hoạt động của robot (thường >2 m), hãy kết hợp bộ định vị với một... Đường ray du lịch W500–W800Cả hai đều kết nối với bộ điều khiển như các trục ngoài được phối hợp theo từng bước. ISO 9283Bộ định vị đảm nhiệm việc định hướng; thanh ray đảm nhiệm việc bao phủ chiều dài.
Chọn loại ray: phù hợp với tải trọng robot + đèn pin + gói cáp, sau đó kiểm tra với tải trọng tĩnh của bộ định vị. Đối với ray W650 (tải trọng 1000 kg) với cấu hình DWP 2,000 kg đã được phê duyệt, hệ thống sẽ xử lý các chi tiết nằm trong phạm vi tải trọng cho phép của bộ định vị trong khi robot vẫn nằm trong phạm vi tải trọng 1000 kg của ray.
Các tiêu chuẩn mà bộ định vị hoạt động theo
- ISO 9283 — Tiêu chí hiệu suất robot; độ lặp lại của chỉ số định vị được kiểm tra theo phương pháp của tiêu chuẩn này khi hoạt động như một trục ngoài.
- ISO 10218 — An toàn robot; bộ định vị nằm trong không gian được bảo vệ của hệ thống robot.
- ISO 3834 — Chất lượng hàn; WPS mà bộ định vị phục vụ thuộc một trong ba loại.
- ISO 17663 — Xử lý nhiệt các bộ phận kim loại cấu trúc của bộ định vị (ủ nhiệt).
- AWS D1.1 — Quy chuẩn hàn kết cấu: Thép.
FAQ
Tại sao mô-men xoắn quay lại là thông số kỹ thuật riêng biệt so với tải trọng? Vì chúng trả lời những câu hỏi khác nhau. Tải trọng trả lời câu hỏi “nó có thể giữ được chi tiết không?”. Mô-men xoắn trả lời câu hỏi “nó có thể di chuyển chi tiết đủ nhanh không?”. Một bộ định vị có tải trọng đủ nhưng mô-men xoắn không đủ sẽ định vị chậm và làm khóa thời gian chu kỳ của tế bào. EVST công bố cả hai giá trị này cho mỗi trục.
Tôi thực sự cần độ chính xác lập chỉ mục như thế nào? Hãy điều chỉnh sao cho phù hợp với biên độ theo dõi đường hàn của bạn. Theo dõi đường hàn bằng hệ thống Vision với độ chính xác ±0.5 mm trên chi tiết có bán kính 500 mm yêu cầu độ lệch < ±0.3° (sai lệch trong trường hợp xấu nhất là 2.6 mm). Các chi tiết có dung sai chặt chẽ hơn (ví dụ: bình áp suất với đường hàn ±0.1 mm) yêu cầu độ lệch < ±0.1°. Bộ định vị EVST đáp ứng được cả hai phạm vi này.
Trục đơn hay trục kép? Máy hàn một trục (bàn xoay) nếu chi tiết chỉ hàn trên một mặt phẳng quay. Máy hàn hai trục (kiểu L, DWP) nếu bất kỳ đường hàn nào cần nghiêng để đạt được vị trí nằm phẳng. Hầu hết các chi tiết kết cấu nhiều mặt cần máy hàn hai trục; hầu hết các chi tiết đối xứng quay (vòng, phôi bánh răng) cần máy hàn một trục.
So sánh giữa đầu máy và đuôi máy với hệ thống trục kép? Hệ thống đầu máy - đuôi máy là giải pháp phù hợp cho các chi tiết đối xứng trục dài (trục, ống, ống dài) mà cả hai đầu đều cần hỗ trợ xoay. Hệ thống máy tiện hai trục kiểu L phù hợp cho các chi tiết 3D cần cả xoay và nghiêng. Chúng phục vụ cho các hình dạng hình học khác nhau.
Hệ thống hai trạm nhanh hơn hệ thống một trạm bao nhiêu? Thông thường, năng suất của máy hàn tăng từ 30–80%, tùy thuộc vào tỷ lệ thời gian tải/thời gian hàn. Khi thời gian tải bằng thời gian hàn, mức tăng gần gấp đôi. EVST mặc định thiết kế hai trạm hàn trừ khi các hạn chế về mặt bằng hoặc an toàn buộc phải sử dụng một trạm hàn.
Tôi có thể thêm bộ định vị vào dây chuyền hàn hiện có không? Có — hầu hết các bộ điều khiển hàn hiện có đều chấp nhận các trục ngoài trong giới hạn kiến trúc của chúng (thường là 4–10 trục ngoài). EVST tiến hành đánh giá nâng cấp để xác định số lượng trục, tích hợp an toàn và chuyển đổi chương trình trước khi báo giá.
Đưa nó vào cây của bạn
Việc lựa chọn thiết bị định vị mối hàn đồng nghĩa với việc lựa chọn ba thông số kỹ thuật cùng một lúc: tải trọng, mô-men xoắn và độ chính xác định vị. Năm kiểu bố trí phù hợp với từng loại chi tiết, thiết kế hai trạm giúp tăng gấp đôi năng suất, và việc kết hợp với thanh ray W500–W800 giúp mở rộng phạm vi hoạt động. EVST Các thiết bị định vị phạm vi với phương pháp khớp ba thông số kỹ thuật — tải trọng được định cỡ cho chi tiết, mô-men xoắn cho chu kỳ, định vị cho đường hàn. Xem hướng dẫn của chúng tôi để biết thêm chi tiết. cách chọn một robot du lịch đường sắt, tích hợp tế bào phối hợpvà hàn nhiều lớp tấm dàyHoặc liên hệ với EVST để được tư vấn về việc lựa chọn bộ định vị phù hợp cho trạm thu phát sóng của bạn.
Giới thiệu về tác giả - Tôn Khiết là kỹ sư trưởng của Đội ngũ định vị hàn EVSTVới 12 năm kinh nghiệm chuyên sâu về thiết kế máy định vị hàn – EVS-SWP một trục, EVS-DWP hai trục, EVS-DWP-U khung chữ U hạng nặng và các biến thể đầu máy-đuôi máy và bánh xe Ferris. Ông áp dụng phương pháp Đối sánh Ba Thông số kỹ thuật trong mọi dự án khách hàng và giám sát khâu kiểm soát chất lượng độ chính xác định vị trước khi giao hàng. Được bộ phận kỹ thuật cơ khí và chất lượng của EVST xem xét về độ chính xác kỹ thuật; các số liệu là phạm vi điển hình có thể đạt được, không phải là sự đảm bảo, và được tính toán theo từng dự án. Các chỉnh sửa và cập nhật: xem ngày Cập nhật lần cuối.