Роботизированная лазерная СВАРКА – что это и как работает сварка роботом

• Что такое роботизированная лазерная сварка
• Виды сварочных роботов
• Принцип работы роботизированного сварочного станка 
• Преимущества сварки роботом
• Недостатки роботизированной сварки
• Сферы применения роботов лазерной сварки
• Видео 

Переход от ручных технологий соединения деталей к роботизированной лазерной сварке имеет множество преимуществ. Традиционные процессы сварки требуют большого количества рабочей силы, энергии и ресурсов. Лазерная сварка роботом обеспечивает высокую точность и аккуратность при минимальном участии оператора. 

Что такое роботизированная лазерная сварка 

Лазерная сварка – это процесс соединения деталей с помощью сфокусированного лазерного луча, который используется во многих отраслях промышленности благодаря своей высокой точности. В роботизированных системах высокоэнергетический лазерный луч обычно направляется по гибкому оптическому волокну к месту обработки. Лазерная энергия фокусируется в небольшое фокусное пятно с помощью оптики. Получаемая в результате высокая плотность энергии расплавляет заготовку и сваривает компоненты.

Промышленный лазерный сварочный робот – это сложная система автоматизации промышленного производства, которая сочетает в себе автоматический сварочный робот и технологию лазерной сварки для соединения металлических деталей.

Производство с использованием роботов становится все более распространенным. Этот процесс подходит для материалов и компонентов, которые необходимо сваривать на высокой скорости с узким сварным швом и низким термическим искажением. В результате лазерная сварка используется в самых разных отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую и медицинскую.

Рис. 1. Роботизированная лазерная сварка 

Виды сварочных роботов

Выбор типа сварочного робота возможен только после тщательного изучения предстоящих задач. Необходимо знать, какие предстоит выполнять задачи, в каком режиме он будет работать и где будет находиться.

Рис. 2. Процесс роботизированной лазерной сварки на производстве 

Принцип работы роботизированного сварочного станка 

В основе работы конструкции лежит манипулятор, часто называемый "рукой". Этот компонент состоит из соединенных между собой металлических балок с подвижными элементами. На нижнем конце манипулятора расположено сопло с оптическим наводчиком, обеспечивающим тщательное нанесение сварного шва. Подключение сварочного робота к панели управления осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, адаптированного к индивидуальным задачам, что позволяет точно настраивать возможности машины.

Функционально похожий на обычное лазерное устройство, процесс начинается с выработки энергии внутри источника. Эта энергия преобразуется с помощью оптической системы в концентрированный луч высокой мощности. Направленный точно в точку сварки, он вызывает локальный нагрев материала до тех пор, пока он не достигнет температуры плавления. При охлаждении в заданном месте образуется прочное однородное соединение. Станки, оснащенные волоконно-оптическими излучателями, широко используются в металлообработке из-за их эффективности и универсальности.

Лазерная сварка роботом, позволяет выполнять различные виды соединений, включая стыковые соединения, внахлест, заливные швы и соединения кромок фланцев.

Рис. 3. Принцип работы роботизированного сварочного станка 

Преимущества сварки роботом 

• Высокая точность. Лазерные лучи формируют узкие сварные швы с минимальными искажениями даже при выполнении сложных или многопроходных операций; 

• Технология позволяет получать прочные и долговечные сварные швы, не имеющие дефектов и подходящие для эксплуатации в условиях высоких нагрузок; 

• Чистота и энергоэффективность. Лазерная сварка является бесконтактным процессом, который генерирует минимальное количество отходов и потребляет гораздо меньше энергии, чем обычная дуговая сварка; 

• Адаптируемая автоматизация. Станок программируется для работы с крупными компонентами или мелкой электроникой, не требуя практически участия оператора. Легко интегрируется в производственные линии; 

• Прочность. Лазерные лучи равномерно проникают в глубину шва, обеспечивая его равномерное формирование. Готовые изделия обладают улучшенными механическими свойствами и визуальной привлекательностью;

• Лазерный сварочный робот минимизирует зону термического воздействия, тем самым уменьшая деформацию и повреждение материала. 

По мере развития роботизированной лазерной технологии расширяется диапазон ее применения. Благодаря высокой скорости, точности, гибкости и эффективности роботизированные сварочные аппараты все активнее вытесняют традиционные методы сварки на производстве. 

Рис. 4. Робот для автоматизированной лазерной сварки 

Недостатки роботизированной сварки 

• Первоначальные затраты. Одним из основных недостатков роботизированной лазерной сварки является высокая первоначальная стоимость. Приобретение и установка роботизированных сварочных систем, включая лазерные источники и сопутствующее оборудование, могут быть дорогостоящими. Кроме того, для эффективной эксплуатации и технического обслуживания этих систем персоналу может потребоваться специальная подготовка; 
• Сложность программирования и настройки: Роботизированные системы лазерной сварки требуют точного программирования и настройки для обеспечения оптимальной производительности. Разработка траекторий сварки, определение параметров лазера и интеграция системы с программным обеспечением могут быть сложными и отнимать много времени; 
• Ограниченный диапазон применения: Технология лазерной сварки универсальна, но она может подходить не для всех видов сварки. Некоторые материалы и геометрия могут не подходить для лазерной сварки, или процесс может не обеспечивать требуемую глубину проплавления. В некоторых отраслях промышленности могут действовать нормативные требования или стандарты, ограничивающие использование лазерной сварки. 

Перспективы развития технологии лазерной сварки 

Усовершенствование технологии: Разработка более мощных и эффективных волоконных лазеров, которые могут обеспечить более высокую скорость сварки и улучшенные возможности проплавления.

Интеграция с ИИ: Интеграция с искусственным интеллектом и аналитикой данных позволит осуществлять мониторинг в режиме реального времени, анализ параметров сварки для оптимизации процесса и улучшения контроля качества. 

Новые области применения: Роботизированная лазерная сварка распространится на аддитивное производство, электронику и другие отрасли благодаря технологическим возможностям.

Влияние на экологичность: Роботизированная лазерная сварка сводит к минимуму отходы, потребление энергии и выбросы в окружающую среду.

Конкурентоспособность: Внедрение роботизированной лазерной сварки повышает конкурентоспособность за счет повышения производительности, качества и инноваций, стимулируя экономический рост. 

Сферы применения роботов лазерной сварки

В современном быстро развивающемся промышленном секторе роботизированная лазерная сварка является важнейшим инструментом в различных отраслях. Ее применение превосходит традиционные методы сварки, предлагая уникальные преимущества, которые становятся обязательными в различных отраслях:

• Автомобильная промышленность;

• Аэрокосмическая промышленность;

• Производство аккумуляторов;

• Электроника;

• Здравоохранение;

• Металлообработка; 

• Обработка пластмассы. 

Видео