Hvordan velge lasersveiseroboter
Hva er robotlasersveising og dets arbeidsprinsipp?
Robotbasert lasersveisingkombinerer en fokusert laserlyskilde med programmerbare industriroboter eller samarbeidsroboter. Den erstatter manuelle håndholdte operasjoner med stabile og kontrollerbare mekaniske bevegelser for å oppnå høy grad av repeterbarhet i sveiseprosesser.
En laserstråle med høy-energi-tetthet er nøyaktig fokusert på sammenføyningen av arbeidsstykker, og smelter umiddelbart metallet lokalt for å danne et lite smeltet basseng. Drevet av roboten beveger laserhodet seg med konstant hastighet. Det smeltede metallet sprer seg kontinuerlig og avkjøles deretter raskt og stivner, og danner en sveis med tett metallurgisk binding.
Kjernefunksjoner: Laseren leverer svært konsentrert energi med ekstremt lav varmetilførsel og en smal varme-påvirket sone (HAZ), noe som resulterer i minimal sveisedeformasjon av arbeidsstykker. Den er egnet for sveising av tynne plater, presisjonsdeler og forskjellige metaller.
Ordliste over profesjonelle vilkår
| Profesjonell termin | Definisjon |
|---|---|
| Varme-påvirket sone (HAZ) | Området ved siden av sveisesømmen som er oppvarmet, men ikke smeltet. En mindre varme-påvirket sone fører til mindre sveisedeformasjon av arbeidsstykket. |
| Smeltet basseng | Det lokale flytende metallområdet som dannes etter at laseren smelter sveiseskjøten. |
| Varmeinngang | Den absorberte energien per lengdeenhet av sveisesømmen. En kjernefordel med lasersveising ligger i konsentrert energi og lav total varmetilførsel. |
Kjernefordeler med robotlasersveising
Ultra-høy gjentatt posisjoneringsnøyaktighet
Den gjentatte posisjoneringsnøyaktigheten til den 6-aksede industriroboten når 0,02~0,05 mm. For masseproduksjon av tusenvis av arbeidsstykker forblir sveiseposisjonen, inntrengningsdybden og sveiseformasjonen helt konsistente, noe som eliminerer manuelle driftsfeil og reduserer omarbeidingshastigheten betraktelig.
Lav deformasjon og overlegen overflatekvalitet
Med lav varmetilførsel viser tynne plater ingen åpenbar vridning etter sveising. Sveisene er smale og glatte, noe som gjør at slipeprosessen kan utelates eller forenkles betydelig, noe som reduserer reparasjonshastigheten betydelig.
Sterkt forbedret behandlingseffektivitet
For sveiser av samme lengde er sveisehastigheten til laserrobotsveisesystemet 3 til 8 ganger den for TIG-sveising og 2 til 5 ganger den for MIG-sveising. Effektivitetsgevinsten er mest bemerkelsesverdig for lange rette sveiser og masse-produserte standarddeler. Forbedringen er begrenset for korte, komplekse og spesial-formede sveiser, så en tidobling av effektiviteten må ikke forventes blindt.
Arbeid-sparer automatisk produksjon
Ubetjent nattskift-er tilgjengelig når idriftsettelse er fullført. Menneskelige ressurser flyttes fra manuell sveising til programmering, igangkjøring av verktøy og inspeksjon av utstyr, noe som letter vanskelighetene med å rekruttere profesjonelle sveisere.
Forbedret driftssikkerhet
Operatører er stasjonert utenfor lasersikkerhetskabinettet, og unngår direkte skader forårsaket av sterke lette brannskader, høye-temperatursprut, sveiserøyk og eksponering for sinkdamp.
Kompatibel med sveising av spesielle materialer
Den støtter rundsveising av karbonstål, rustfritt stål, galvanisert plate, aluminiumslegering, kobber, titanlegering og forskjellige metaller. Stabil sveisedannelse kan oppnås for svært reflekterende materialer når de pares med lasergeneratorer med høy-effekt.
Hvordan velge en lasersveiserobot
Sekvensielle begrensninger i utstyrsvalg: Laserkraft → Robotkroppstype → Hjelpetilbehør. Utvelgelsesomfanget for det påfølgende elementet skal begrenses først etter at forrige parameter er bekreftet.
Trinn 1: Bestem laserkraft basert på arbeidsstykkemateriale og platetykkelse
To typer fiberlasere er tilgjengelige: kontinuerlige-bølgefiberlasere (ideelle for dyppenetreringssveising og tykke plater) og pulserende fiberlasere (for ultra-tynne presisjonskomponenter). Tabellen nedenfor fungerer som en referanse for kontinuerlig-valg av bølgefiberlaser. Den faktiske sveisepenetrasjonen påvirkes av ufokuseringsmengde, sveisehastighet, trådmatingsmodus, beskyttelsesgasstype og monteringsgap. Prosessprøveverifisering er obligatorisk før formell masseproduksjon.
Utvalgsreferansetabell for kontinuerlige-bølgefiberlasere
| Materiale | 1–1,5 kW kontinuerlig-bølgefiberlaser | 2–3 kW kontinuerlig-bølgefiberlaser | 6kW og over kontinuerlig-bølgefiberlaser | Spesielle merknader |
|---|---|---|---|---|
| Karbonstål | Autogensveising for tynne plater Mindre enn eller lik 2 mm | Fylltrådsveising for plater 2–5 mm | Multi-dyp penetrasjonssveising for plater 5–10 mm | 2kW- og 3kW-modeller er vanlige alternativer for generelle strukturelle deler |
| Rustfritt stål | Presisjonstetningskomponenter Mindre enn eller lik 2 mm | Plateskap med tykkelse 2–4 mm | Tykke konstruksjonsdeler på 4–8 mm | Argon-skjerming foretrekkes for å unngå oksidasjon og gul misfarging |
| Galvanisert stål | Tynne plater Mindre enn eller lik 1,2 mm; Fjerning av sinklag er nødvendig på forhånd | Skap på 2–4 mm; oscillerende sveising er obligatorisk | Tykke galvaniserte strukturelle komponenter | Sinkfordampning forårsaker lett tett porøsitet; direkte autogen sveising er forbudt |
| Aluminiumslegering | Gjelder kun for ultra-tynne arbeidsstykker innenfor 0,8 mm | Fylltrådsveising for tynne plater på 1–3 mm | Medium-tykkelse aluminiumsplater på 3–6 mm | Høy laserreflektivitet; ta i bruk negativ defokuseringsprosess og øke strømningshastigheten for beskyttelsesgass |
| Kobber / messing og andre svært reflekterende materialer | Vanskelig å danne effektive sveiser; anbefales ikke | Tynnplatesveising med streng prosesskontroll og fylltråd | Høy-laser over 6 kW pluss pulserende bølgeform kreves | Overflatepolering forbehandling og ren argon-skjerming er nødvendig |
To vanlige misoppfatninger ved valg av laserkraft
Blind anskaffelse av ultra-høy-modeller: Det vil føre til høyere kostnader for utstyrskjøp, vannkjøling og sikkerhetsbeskyttelse. Tynne plater er svært utsatt for å-brenne gjennom. Bare en kraftmargin på 10–20 % må reserveres; topp-spesifikasjonsmodeller med høy-effekt er unødvendig.
Forsømmelse av kraftkrav for svært reflekterende materialer: Aluminium og kobber reflekterer mest laserenergi. For samme platetykkelse er den nødvendige lasereffekten mer enn dobbelt så stor som for karbonstål. Valg av kraftparametere basert på karbonstål vil resultere i ufullstendig sammensmelting og kalde sveiser.
Trinn 2: Valg av robotkropp (sammenligning av to typer roboter, ekskludert håndholdt lasersveising)
Dette valget gjelder kun for 6-akset utstyr for automatiserte arbeidsstasjoner, bestemt basert på produksjonseffekt, produktbyttefrekvens, fabrikkplass og budsjett:
1. Fast 6-akset industriell robotarmApplikasjonsscenarier: Masseproduksjon av ett enkelt produkt, høy-produksjonslinjer og tunge tykke-platearbeidsstykker. Fordeler: Høy nyttelast, stort valgfritt rekkevidde, rask bevegelseshastighet og utmerket stabilitet for lang-kontinuerlig drift. Ulemper: Stor gulvplass, høyere investering for den avstemte lukkede lasersikkerhetskabinen og lengre igangkjøringstid for produktbytte.
2. Samarbeidsrobot (Cobot)Applikasjonsscenarier: Middels og liten-batchproduksjon, hyppige produktbytter for flere produkttyper, begrenset fabrikkplass og begrensede budsjetter. Fordeler: Ingen krevende-sikkerhetshytte, høy fleksibilitet, rask reposisjonering og verktøybytte, samt enkel betjening og igangkjøring. Ulemper: Relativt lav nyttelast, lavere bevegelseshastighet enn industrielle robotarmer, og begrenset produksjonskapasitet under arbeidsforhold som krever dyp penetrasjonssveising for tykke plater.
Sammendrag av utvalg
Velg en 6--akset industrirobot hvis høy produksjonskapasitet og enkelt-masseproduksjon er nødvendig. Velg en samarbeidsrobot for produksjon av flere-varianter, begrenset verkstedplass og lav-implementering av automatisering på startnivå.
Trinn 3: Utvalgssjekkliste for kjernehjelpekomponenter
Lasersveisehode
Sveisehoder med oscillerende sveisefunksjon foretrekkes, som kan kompensere for monteringsgap fra 0,2 mm til 0,8 mm og utvide sveisesømmene. Brennvidden skal samsvare med arbeidsrommet til arbeidsstykkene. Oscillerende sveisehoder er obligatoriske for galvaniserte stålplater og arbeidsstykker av aluminium.
Lasergenerator
Effekten skal samsvare med parameteren som ble bestemt i det første trinnet av utstyrsvalg. Merker med lokal-ettersalgsservice og lav feilfrekvens anbefales. Kontinuerlige-bølgefiberlasere brukes for kontinuerlig dyppenetreringssveising, mens pulserende lasere brukes for ultra-tynne presisjonsdeler.
Servotrådmater
En servo-drevet trådmater er nødvendig for å sikre stabil trådmating uten fastkjøring. Den støtter vanlige ledningsdiametre på 0,8 mm, 1,0 mm og 1,2 mm. Trådmating kan utelates for å ta i bruk autogen sveising kun for tynne-platepresisjonsoverlappingsskjøter med monteringsavstander mindre enn 0,1 mm. Trådsveising er obligatorisk for tykke plater, store mellomrom og høye-spenningsfuger.
Sveisesøm Vision Tracking System
2D Vision: Lav pris, egnet for enkle rette sveiser.
3D Laser Vision: I stand til gapdeteksjon, høydeforskjellsmåling og automatisk avvikskorreksjon, noe som er avgjørende for arbeidsstykker med mange-varianter og høy-presisjon. Synssystemet kan fjernes for å kutte kostnader for masse-produserte enkelt- enkelt arbeidsstykker.
Industriell kjøler
Kjøleren må tilpasses laserens merkeeffekt. Dual-temperatur dobbel-kontrollkjølere kreves for modeller med høy-effekt for å kjøle lasergeneratoren og sveisehodet separat. Underdimensjonerte kjølere vil utløse effektreduksjon av utstyr og direkte redusere produksjonslinjens sykluseffektivitet. Ekstra kjølekapasitetsmargin for kjølere bør reserveres for verksteder med høye omgivelsestemperaturer.
Nøkkelprosesspunkter for robotlasersveising
Buestart / Buesluttkontroll
Legg til funksjoner for gradvis kraftrampe-opp og-ned i robotprogrammet for å unngå porøsitet ved buestart og kratersprekker ved bueavslutning. Forleng varigheten av den -pålagte strømningsbeskyttelsesgassen for tynne plater for å forhindre sveiseoksidasjon.
Oscillasjonssveiseparametere
Standard oscillasjonsbredde varierer fra 0,6 mm til 1,5 mm med en oscillasjonsfrekvens på 10–30 Hz. En større oscillasjonsamplitude skal brukes for bredere monteringsgap.
Referansereisehastighet for roboter (kontinuerlig-bølgefiberlaser)
Tynn-plate autogene tetningssveiser: 800–2000 mm/min.
Middels og tykk plate fylltråd struktursveiser: 300–800 mm/min.
Høyreflekterende arbeidsstykker av aluminiumslegering: 200–500 mm/min
Flerlags- og flerlagssveising-
For plater tykkere enn 6 mm kreves lagvis sveising. Bruk høy effekt for rotgjennomføringen for å garantere inntrengning av sveise, og reduser kraften for avslutningspassasjen for å optimalisere sveiseutseendet. Overflateoksidlaget må rengjøres etter hvert sveiselag.
For å se om vi passer, sett et reelt krav foran en ingeniør. Send din deltegning, syklustid og cellebegrensninger, så kommer vi tilbake med en konfigurasjon og en ledetid.
