Spawanie zrobotyzowane z licznymi zaletami

Spawanie coraz bardziej zrobotyzowane Cloos

W procesach spawalniczych można dziś wyróżnić dwa główne trendy, rozwijające się obok klasycznych technik spawania. To metoda hybrydowa, która łączy zalety spawania laserowego i łukowego, a także wykorzystanie robotów do spawania. Choć robotyzacja jest stosunkowo nowym kierunkiem w procesach produkcyjnych, może ona zoptymalizować technologie spawania.

  • Roboty spawalnicze pozwalają wykonywać prace spawalnicze z równą dokładnością i zachowaniem najważniejszych parametrów spawania.
  • Spawanie zrobotyzowane może realizować różne procesy, takie jak spawanie łukowe, spawanie MIG, spawanie TIG, spawanie laserowe, spawanie punktowe i wiele innych.
  • Klienci coraz częściej stawiają na robotyzację całego ciągu technologicznego procesu spawania.

Powiązane firmy

Automatyzacja procesów produkcyjnych staje się już nie tyle szansą na uzyskanie przewagi konkurencyjnej, ile koniecznością – by konkurenci zbyt daleko nie uciekli. Dlatego też roboty przemysłowe pojawiają się w coraz to nowych obszarach i przejmują coraz większą liczbę zadań wykonywanych dotychczas przez ludzi. Przy czynnościach spawalniczych roboty wykorzystywane są od dłuższego czasu – można wręcz zaryzykować stwierdzenie, że spawanie było jednym z pierwszych procesów produkcyjnych, w których roboty stosowano na tak dużą skalę. Sprawdziło się to w praktyce i niesie ze sobą liczne korzyści.

Aktualnie nie ma chyba zakładu produkcyjnego w Polsce, który nie byłby zainteresowany automatyzacją produkcji. Jedną z przyczyn tego stanu jest zwiększająca się liczba zleceń i rosnąca sprzedaż produktów własnych polskich producentów. – W tle oczywiście wciąż pozostaje rosnący deficyt wykwalifikowanych spawalników. W Polsce produkuje się bardzo dużo metalowych produktów, które wymagają spajania detali za pomocą spawania łukowego. Wszędzie tam, gdzie produkuje się elementy z blach i profili, istnieje konieczność łączenia detali, w większości metodą spawania łukowego – mówi Dariusz Wabik, sales manager Fanuc Polska Sp. z o.o.

Spawanie zrobotyzowane to liczne zalety

Najważniejsza chyba zaleta wykorzystania robotów w spawalnictwie to możliwość spełnienia wysokich wymagań jakościowych, jakie pojawiają się przy okazji łączenia różnych elementów. Co ważne, robot się nie męczy i teoretycznie może przez 24 godziny wykonywać prace spawalnicze, przez cały czas z równą dokładnością i zachowaniem najważniejszych parametrów spawania. Dokładność ta przy jednoczesnym braku pomyłek i błędów, jakie zdarzają się nawet najbardziej doświadczonym spawaczom, to wymierne korzyści chociażby ze względu na mniejsze ilości marnotrawionego materiału. Szacuje się, że przestawienie się na zrobotyzowane spawanie może przynieść oszczędności rzędu 10–20%. Warto również pamiętać, że wysoki stopień powtarzalności czynności pozwala uzyskać przedmioty o takiej samej jakości, co jest szczególnie istotne przy produkcji masowej. Nierzadko proces spawalniczy wymaga też wykonywania nietypowych ruchów i połączeń, często nie do osiągnięcia dla człowieka.

Jak tłumaczy Dariusz Wabik, automatyzacja spawania wykorzystuje roboty do poprawy prędkości spawania, poprawy jakości spoin i zmniejszenia błędów. Dzięki nim możliwe są również uzyskanie wysokiego poziomu powtarzalności, optymalizacja zużycia materiałów spawalniczych, znacząca redukcja kosztów związanych z zapewnianiem wyższego komfortu pracy pracowników, zwiększenie kontroli nad jakością produktu końcowego, zyskanie lepszego wizerunku i podniesienie prestiżu przedsiębiorstwa. – Automatyzując procesy spawania, firmy podnoszą poziom bezpieczeństwa produkcji i stają się coraz bardziej przyjazne dla środowiska – dodaje Dariusz Wabik.

Roboty w wielu przypadkach stają się jedyną realną alternatywą. Ponadto są one w stanie samodzielnie i na bieżąco wyliczyć zmieniającą się trajektorię w celu poprawnego wykonania danej czynności. Użycie robotów pozwala też na sprawne zarządzanie ich pracą oraz bieżące monitorowanie postępów wykonywanych prac. Nabiera to szczególnego znaczenia, gdy w hali produkcyjnej pracuje więcej robotów spawalniczych – nie ma wówczas potrzeby zatrudniania kilku operatorów, pracownik taki nie musi też cały czas być w ruchu. Zdalne monitorowanie pracy pozwala na śledzenie i zapisywanie wszystkich niezbędnych parametrów procesu. W razie wystąpienia jakiejkolwiek nieprawidłowości można zareagować niemal natychmiast.

Różne metody zrobotyzowanego spawania

Procesy spawania są domeną firm produkujących detale z różnego rodzaju metali wykorzystywanych w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, metalowym, elektronicznym a także wielu innych. Roboty spawalnicze realizują procesy, takie jak spawanie łukowe, spawanie MIG, spawanie TIG, spawanie laserowe, spawanie punktowe i wiele innych.

Na popularności zyskuje także technologia spawania HLAW (ang. Hybrid Laser Arc Welding). To, w wielkim skrócie, kombinacja procesu spawania łukowego ze spawaniem wiązką laserową (dokładnie tę technologię spawania przemysłowego opisywaliśmy w czerwcowym wydaniu naszego magazynu). Nie wchodząc zbyt głęboko w szczegóły, można powiedzieć, że w procesie tym wiązka laserowa dokonuje najpierw głębokiego i wąskiego wtopienia w materiał, w które następnie metodą tradycyjną jest wprowadzane spoiwo. W praktyce podczas spawania wykorzystuje się różne źródła ciepła. Najczęściej są to lasery gazowe, ale występują również lasery diodowe, lampowe, włóknowe czy dyskowe. Z kolei źródło łukowe wytwarzane jest metodą MIG (spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego) bądź MAG (spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego), a rzadziej także TIG (spawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych).

Do najważniejszych korzyści z zastosowania metody HLAV należy większa szybkość spawania: średnio nawet o 50%, a przy łączonych dużych elementach (np. elementach konstrukcyjnych okrętów) – nawet do 80%. Ponadto technologia ta nie wymaga bardzo dokładnego spasowania łączonych elementów, co jest niezbędne przy spawaniu laserowym.

Robotyzacja spawania przy wykorzystaniu technologii HLAW wciąż nie jest popularna, głównie dlatego, że rozwiązanie to niesie ze sobą liczne dodatkowe wymagania dotyczące stosowanych głowic spawalniczych, użytych laserów i zapewnienia bezpieczeństwa. W przypadku zrobotyzowanych stanowisk spawalniczych najczęściej wykorzystywane są lasery dyskowe bądź włóknowe, ponieważ zastosowanie najbardziej dziś popularnych laserów gazowych byłoby tu mocno utrudnione, jeśli nie niemożliwe. Instalacje przeznaczone do hybrydowego spawania charakteryzują się znacznymi rozmiarami, co wynika z konieczności spełnienia wymogów bezpieczeństwa, czyli uzyskania odpowiednich minimalnych odległości od głowicy laserowej.

Klienci coraz chętniej decydują się na spawanie zrobotyzowane

Do niedawna klienci chcieli robotyzować pojedyncze gniazda, pojedyncze procesy, a dziś coraz częściej są zainteresowani robotyzacją całego ciągu technologicznego. Przykładowo, cięcie detali plazmą, podawanie wyciętych elementów na stanowisko spawalnicze i spawanie zrobotyzowane – wszystko z wykorzystaniem automatyki przemysłowej, gdzie szczególną rolę odgrywają właśnie roboty – mówi przedstawiciel Fanuc Polska.

Największym wyzwaniem w obszarze robotyzacji procesów jest zmienność produkcji, jej małoseryjność oraz programowanie. – Potrafimy budować stanowiska, które są gotowe do szybkich przezbrojeń lub wręcz same się przezbrajają, np. poprzez automatyczną zmianę uchwytu spawalniczego. Budujemy też stanowiska spawalnicze z regulowanymi przyrządami, gdzie użytkownik może jednym przyrządem realizować produkcję kilku lub kilkunastu różnych detali – wyjaśnia Dariusz Wabik.

O tym, że robotyzacja w spawalnictwie jest koniecznością, nie trzeba chyba nikogo przekonywać. W przypadku polskiego rynku, choć pewnie nie tylko, trzeba zwrócić uwagę na jeszcze jedną istotną kwestię – coraz bardziej odczuwalnego braku doświadczonych specjalistów spawaczy. W takiej sytuacji zrobotyzowane stanowiska do spawania mogą stać się po prostu koniecznością.

Artykuł ukazał się w czasopiśmie

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę