četvrtak, 15. prosinca 2011.

ZAŠTO I KADA KORISTITI ROBOTSKO ZAVARIVANJE ?



Neki od razloga zašto se tvorrnice odlučuju na robotsko zavarivanje su:

  • Niža cijena proizvoda.  Iako je cijena radne snage (zavarivača) samo mali postotak od ukupne cijene proizvoda, automatizacijom proizvodnog procesa najlakše se snižava cijena krajnjeg proizvoda.

  • Veća kvaliteta proizvoda.  Današnje potrošačko društvo od proizvođača zahtjeva visoku proizvodnost, kvalitetu i uz to nisku cijenu proizvoda. Te zahtijeve proizvođač teško može zadovoljiti, ako nema automatiziran pogon. S automatiziranim pogonom dobije se dakle, veća kvaliteta proizvoda, veća proizvodnost, manje škarta i nije potrebna dodatna obrada varova.

  • Nedostatak licenciranih i kvalitetnih zavarivača. U Hrvatskoj postoji veliki deficit kvalitetnih zavarivača,  jer se malo mladih ljudi odlučuje školovati  za tu struku, a koji i završe takvu školu (i majstori i inženjeri), njih uglavnom angažiraju strane, bogate kompanije. Tako da proizvođači u Hrvatskoj s plaćama i uvijetima rada nisu atraktivni kao strane kompanije, pa ne mogu doći do kvalitetnih zavarivača. Taj problem mogu riješavari jedino investiranjem u automatizaciju sustava.

Uz sve navedene prednosti automatiziranog  zavarivanja, postavlja se pitanje da li je ručno zavarivanje u proizvodnji uopće potrebno?

Robotski sustavi za zavarivanje predstavljaju značajna kapitalna ulaganja za svaku tvrtku. Broj i raznolikost proizvoda koji se zavaruju bitno utječe na odabir automatizacije sustava za zavarivanje.
Slijedeći dijagram pokazuje kako odabrati stupanj automatizacije proizvodnje u ovisnosti o cijeni proizvoda i količini

A-  područje je najprikladnije za korištenje robotskog zavarivanja (serijska proizvodnja)
Lijevo od područija A je mala serija ili pojedinačna proizvodnja, i tu je ljudski rad najbolji.
Desno od područija A je veliko serijska proizvodnja, ili masovna proizvodnja, gdje je prikladan visoko automatizirani pogon (npr. u autoindustriji).

ELEMENTI INDUSTRIJSKOG ROBOTA

Prema definicij  industrijski robot je reprogramibilan uređaj, konstruiran za manipuliranje i transport dijelova, može sadržavati alate i naprave sa varijabilnim programiranjem pokreta i drugih parametara za specifične proizvodne i tehnološke zahtjeve. (British Robot Association)

U osnovi Industrijski roboti sastoje se od dvije osnovne cijeline:  -manipulator (robotska ruka)
                                                                                                         -upravljačka jedinica

UPRAVLJAČKI SUSTAV

Upravljački sustav sadrži mikroprocesorsku jedinicu i jedinicu za upravljanje energijom. Robot može biti pokretana hidrauličkom, pneumatskom ili električnom energijom, pa će prema tome robot još sadržavati  pumpu ili kompresor, odnosno elektro motore.
Upravljački sustav opremljen je  i sa unutarnjim i vanjskim senzorima, mikroprekidačima i sl.
Programer će ostvariti komunikaciju sa robotom preko display-a i tipkovnice, a programske i sve druge podatke će pohraniti na floppy disc, CD, HDD ili neku drugu memorijsku karticu, što ovisi o starosti robota.
Signali kod upravljanja su i digitalni i analogni, a i pretvorba iz digitalnog u analogni i obrnuto je moguća prema potrebi, a uglavnom je i potrebna.
Kod upravlja robota pokretanih elektro motorima, električni signal je malog napona, on ide na pojačalo signala na svakom pojedinom motoru, kako bi se dobila dovoljna snaga za pokretajne.    Kod servo sistema upravljanje se vrši preko ventila, razdjelnika i unutarnjih senzora.

Elektro motorni pogon

Prvi industrijski roboti bili su pokretani isključivo hidraulički, no danas roboti većinom imaju elektro motorni pogon.
Električni roboti pokreću se različitim vrstama elektro motora, uglavnom koriste motore istosmjerne struje, asinkrone motore i koračne motore. Razvojem novih materijala za permanentne magnete stalno dolazi do povećanja omjera  snaga / veličina

Prednosti korištenja el. motora:
   -    jednostavni su za održavanje i popravke
   -    prikladni su za elektroničko upravljanje
   -    relativno su čisti i tihi u pogonu (u odnosu na hidrauliku i pneumatiku)
   -    mogu se koristiti u čistim pogonima, nema opasnosti od kontaminacije (npr. uljem)
   -    ako je motor bez četkica, nema opasnosti od požara u zapaljivim atmosferama
        (ovo ne vrijedi kod zavarivanja, jer tamo svakako imamo vrlo visoke temperature)

Nedostatak korištenja el.motora:
-          potreban transmisijski sustav
-          manja snaga nego kod hidrauličkog sustava

Hidraulički pogon

Osnovni elementi hidrauličkog sustava su: Pumpa, cijevni razvod, armatura, izvršni elementi (cilindri, motori...)

Prednosti korištenja hidraulike:
-          vrlo dobar odnos snage i veličine
-          sila može djelovati točno na željenom mijestu, bez korištenja transmisije
-          koristi se kapljeviti fluid, pa nema problema sa preciznim pokretima kao kod pneumatike
-          cijeli sustav pokreće se uglavnom električnom pumpom, pa ako se pumpa dislocira (nema iskrenja) robot može raditi u jako zapaljivim atmosverama.  
            (ovo ne vrijedi kod zavarivanja, jer tamo svakako imamo vrlo visoke temperature)
-          Zbog velikih tlakova i sila u sustavu konstrukcija je velike čvrstoće, pa je prikladnije                       
            koristiti ovja robot kod velikih opterećenja 

Nedostaci korištenja hidraulike:
-          velika buka u pogonu, čak i sa zvučnom izolacijom bučniji je od elektro motora
-          manje su pouzdani od elektro motora, jer u slučaju curenja ulja dolazi do kontaminacije radnog prostora i lošijih performansi u pogonu
-          upravljanje i regulacija dosta je složenija nego kod elektro motora
-          promjenom temperature dolazi do promjene viskoznosti, što uzrokuje varijabilne performanse
-          cijena nije proporcionalna veličini. Manji hidraulički robot dosta je skuplji od istog elektro motornog robota

Pneumatski pogon


Pneumatski pogonjeni roboti jeftiniji su i jednostavniji od gore navedenih
Mogu izvoditi složene pokrete i imati veći proj operacija, relativno su pouzdani i lako je obučiti tehničko osoblje za održavanje
Glavni nedostatak pneumatskog pogona je nemogućnost preciznog upravljanja zbog stlačivosti zraka, što je potpuno neprikladno kod zavarivanja i glavni razlog zašto se ne koristi   u te svrhe
Uglavnom se u industriji koristi za druge svrhe, dodavači, transport, montaža laganih  dijelova i sl.