Sådan vælger du lasersvejserobotter
Hvad er robotlasersvejsning og dets arbejdsprincip?
Robot lasersvejsningkombinerer en fokuseret laserlyskilde med programmerbare industrirobotter eller kollaborative robotter. Den erstatter manuelle håndholdte operationer med stabile og kontrollerbare mekaniske bevægelser for at opnå en høj grad af repeterbarhed i svejseprocesser.
En laserstråle med høj-energi-densitet er præcist fokuseret på samlingen af emner og smelter øjeblikkeligt metallet lokalt for at danne en lille smeltet pool. Drevet af robotten bevæger laserhovedet sig med konstant hastighed. Det smeltede metal spredes kontinuerligt og afkøles derefter hurtigt og størkner og danner en svejsning med tæt metallurgisk binding.
Kerneegenskaber: Laseren leverer højkoncentreret energi med ekstremt lavt varmetilførsel og en smal Heat{0}}Affected Zone (HAZ), hvilket resulterer i minimal svejsedeformation af emner. Den er velegnet til svejsning af tynde plader, præcisionsdele og uens metaller.
Ordliste over professionelle termer
| Professionel sigt | Definition |
|---|---|
| Varme-Berørt Zone (HAZ) | Området, der støder op til svejsesømmen, der er opvarmet, men ikke smeltet. En mindre varme-påvirket zone fører til mindre svejsedeformation af emnet. |
| Smeltet pool | Det lokale flydende metalområde dannet efter laserens smeltning af svejseforbindelsen. |
| Varmeindgang | Den absorberede energi pr. længdeenhed af svejsesømmen. En kernefordel ved lasersvejsning ligger i koncentreret energi og lav samlet varmetilførsel. |
Kernefordele ved robotlasersvejsning
Ultra-høj gentagelsespositioneringsnøjagtighed
Gentagelsespositioneringsnøjagtigheden af den 6-aksede industrirobot når 0,02~0,05 mm. Til masseproduktion af tusindvis af emner forbliver svejsepositionen, indtrængningsdybden og svejsedannelsen fuldstændig konsistent, hvilket eliminerer manuelle betjeningsfejl og reducerer efterbearbejdningshastigheden betydeligt.
Lav deformation og overlegen overfladekvalitet
Med lav varmetilførsel viser tynde plader ingen tydelig vridning efter svejsning. Svejsningerne er smalle og glatte, hvilket gør det muligt at undlade eller forenkle slibningsprocessen, hvilket reducerer reparationshastigheden markant.
Stærkt forbedret behandlingseffektivitet
For svejsninger af samme længde er laserrobotsvejsesystemets svejsehastighed 3 til 8 gange TIG-svejsning og 2 til 5 gange MIG-svejsning. Effektivitetsgevinsten er mest bemærkelsesværdig for lange lige svejsninger og masse-producerede standarddele. Forbedringen er begrænset for korte, komplekse og special-formede svejsninger, så en tidobling af effektiviteten må ikke blindt forventes.
Arbejdskraft-sparer automatiseret produktion
Uovervåget nattevagt-er tilgængelig, når idriftsættelsen er afsluttet. Menneskelige ressourcer flyttes fra manuel svejsning til programmering, idriftsættelse af værktøj og udstyrsinspektion, hvilket letter vanskeligheden ved at rekruttere professionelle svejsere.
Forbedret driftssikkerhed
Operatører er stationeret uden for lasersikkerhedsindkapslingen og undgår direkte skader forårsaget af stærke lette forbrændinger, høje-temperatursprøjt, svejserøg og eksponering for zinkdamp.
Kompatibel med svejsning af specielle materialer
Den understøtter lapsvejsning af kulstofstål, rustfrit stål, galvaniseret plade, aluminiumslegering, kobber, titanlegering og forskellige metaller. Stabil svejsedannelse kan opnås for meget reflekterende materialer, når de parres med høj-lasergeneratorer.
Sådan vælger du en lasersvejserobot
Sekventielle begrænsninger i udstyrsvalg: Laserkraft → Robotkropstype → Hjælpetilbehør. Udvælgelsesomfanget for det efterfølgende element skal kun indsnævres, efter at den foregående parameter er bekræftet.
Trin 1: Bestem lasereffekt baseret på emnemateriale og pladetykkelse
To typer fiberlasere er tilgængelige: kontinuerlige-bølgefiberlasere (ideelle til dyb penetrationssvejsning og tykke plader) og pulserende fiberlasere (til ultra-tynde præcisionskomponenter). Tabellen nedenfor tjener som reference for kontinuerligt-valg af bølgefiberlaser. Den faktiske svejsegennemtrængning påvirkes af defokuseringsmængde, svejsehastighed, trådfremføringstilstand, beskyttelsesgastype og monteringsgab. Verifikation af procesforsøg er obligatorisk før formel masseproduktion.
Udvælgelsesreferencetabel for kontinuerlige-bølgefiberlasere
| Materiale | 1–1,5 kW kontinuerlig-bølgefiberlaser | 2–3 kW kontinuerlig-bølgefiberlaser | 6 kW og derover kontinuerlig-Wave Fiber Laser | Særlige bemærkninger |
|---|---|---|---|---|
| Kulstofstål | Autogen svejsning til tynde plader Mindre end eller lig med 2 mm | Svejsetrådssvejsning til plader 2–5 mm | Multi-dyb penetrationssvejsning til plader 5-10 mm | 2kW og 3kW modeller er almindelige muligheder for generelle strukturelle dele |
| Rustfrit stål | Præcisionsforseglingskomponenter Mindre end eller lig med 2 mm | Pladeskabe med tykkelse 2–4 mm | Tykke konstruktionsdele på 4–8 mm | Argonafskærmning foretrækkes for at undgå oxidation og gul misfarvning |
| Galvaniseret stål | Tynde plader Mindre end eller lig med 1,2 mm; zinklagsfjernelse er påkrævet på forhånd | Skabe på 2–4 mm; oscillerende svejsning er obligatorisk | Tykke galvaniserede konstruktionsdele | Zinkfordampning forårsager let tæt porøsitet; direkte autogen svejsning er forbudt |
| Aluminiumslegering | Gælder kun for ultra-tynde emner inden for 0,8 mm | Svejsetrådssvejsning til tynde plader på 1–3 mm | Medium-tykkelse aluminiumsplader på 3-6 mm | Høj laserreflektivitet; vedtage negativ defokuseringsproces og øge beskyttelsesgasstrømningshastigheden |
| Kobber/messing og andre stærkt reflekterende materialer | Svært at danne effektive svejsninger; anbefales ikke | Tyndpladesvejsning med streng proceskontrol og sparteltråd | Høj-laser over 6 kW plus pulserende bølgeform er påkrævet | Forbehandling af overfladepolering og ren argonafskærmning er nødvendig |
To almindelige misforståelser i Laser Power Selection
Blind indkøb af modeller med ultra-høj-effekt: Det vil føre til højere omkostninger til indkøb af udstyr, vandkøling og sikkerhedsbeskyttelse. Tynde plader er meget tilbøjelige til at brænde- igennem. Der skal kun reserveres en strømmargin på 10-20 %; top-specifikke høje-modeller er unødvendige.
Tilsidesættelse af strømkrav til stærkt reflekterende materialer: Aluminium og kobber reflekterer det meste af laserenergien. For den samme pladetykkelse er den nødvendige lasereffekt mere end dobbelt så stor som for kulstofstål. Valg af effektparametre baseret på kulstofstål vil resultere i ufuldstændig sammensmeltning og koldsvejsninger.
Trin 2: Valg af robotlegeme (sammenligning af to typer robotter, håndholdt lasersvejsning undtaget)
Dette valg gælder kun for 6-akset udstyr til automatiserede arbejdsstationer, bestemt ud fra produktionsoutput, produktskiftefrekvens, fabriksplads og budget:
1. Fast 6-akset industrirobotarmAnvendelsesscenarier: Masseproduktion af et enkelt produkt, høj-produktionslinjer og tunge tykke-pladeemner. Fordele: Høj nyttelast, bredt valgfrit rækkevidde, hurtig bevægelseshastighed og fremragende stabilitet til lang-kontinuerlig drift. Ulemper: Stor gulvpladsbelægning, højere investering i den afstemte lukkede lasersikkerhedskabine og længere idriftsættelsestid for produktskift.
2. Collaborative Robot (Cobot)Applikationsscenarier: Medium og lille-batchproduktion, hyppige produktskift for flere produkttyper, begrænset fabriksplads og begrænsede budgetter. Fordele: Ingen tung-sikkerhedskabine påkrævet, høj fleksibilitet, hurtig omplacering og udskiftning af værktøj samt enkel betjening og idriftsættelse. Ulemper: Relativt lav nyttelast, lavere bevægelseshastighed end industrielle robotarme og begrænset produktionskapacitet under arbejdsforhold, der kræver dyb penetreringssvejsning til tykke plader.
Udvælgelsesoversigt
Vælg en 6--akset industrirobot, hvis høj produktionskapacitet og enkelt-masseproduktion er påkrævet. Vælg en kollaborativ robot til produktion af flere-sorter, begrænset værkstedsplads og billige-automatiseringsimplementering på startniveau.
Trin 3:Udvælgelsestjekliste for kernehjælpekomponenter
Lasersvejsehoved
Svejsehoveder med oscillerende svejsefunktion foretrækkes, som kan kompensere for montagespalter i området fra 0,2 mm til 0,8 mm og udvide svejsesømme. Brændvidden skal passe til arbejdsemnets arbejdsrum. Oscillerende svejsehoveder er obligatoriske for galvaniserede stålplader og emner af aluminium.
Laser generator
Effekten skal være i overensstemmelse med parameteren bestemt i det første trin af udstyrsvalg. Mærker med lokal-eftersalgsservice og lave fejlfrekvenser anbefales. Kontinuerlige-bølgefiberlasere anvendes til kontinuerlig dyb penetrationssvejsning, mens pulserende lasere bruges til ultra-tynde præcisionsdele.
Servo trådfremfører
En servo-drevet trådfremføring er påkrævet for at sikre stabil trådfremføring uden fastklemning. Den understøtter almindelige tråddiametre på 0,8 mm, 1,0 mm og 1,2 mm. Trådfremføring kan udelades for kun at anvende autogen svejsning til tynde-pladepræcisionsoverfladesamlinger med samlingsafstande mindre end 0,1 mm. Svejsetrådssvejsning er obligatorisk for tykke plader, store mellemrum og høje-spændingssamlinger.
Svejsesøm Vision Tracking System
2D Vision: Lav pris, velegnet til simple lige svejsninger.
3D Laser Vision: I stand til at registrere mellemrum, måling af højdeforskelle og automatisk afvigelseskorrektion, hvilket er essentielt for mange-varianter og høj-præcisionsarbejdsemner. Synssystemet kan fjernes for at reducere omkostningerne til masse-fremstillede enkelt-emne emner.
Industriel køler
Køleren skal tilpasses til laserens nominelle effekt. Dobbelt-temperatur dobbelt-kontrolkølere er påkrævet til høj-effektmodeller for at afkøle lasergeneratoren og svejsehovedet separat. Underdimensionerede kølere vil udløse effektreduktion af udstyr og direkte reducere produktionslinjens cykluseffektivitet. Ekstra kølekapacitetsmargen til kølere bør reserveres til værksteder med høje omgivende temperaturer.
Nøgleprocespunkter for robotlasersvejsning
Lysbuestart/bueslutkontrol
Tilføj gradvis kraftrampe-op og -ned-funktioner i robotprogrammet for at undgå porøsitet ved buestart og kraterrevner ved bueafslutning. Forlæng varigheden af post-gennemstrømningen af beskyttelsesgas for tynde plader for at forhindre oxidation af svejsningen.
Oscillationssvejseparametre
Standardsvingningsbredden varierer fra 0,6 mm til 1,5 mm med en oscillationsfrekvens på 10-30 Hz. En større oscillationsamplitude skal anvendes til bredere samlingsmellemrum.
Referencerejsehastighed for robotter (kontinuerlig-bølgefiberlaser)
Tynd-plade autogene tætningssvejsninger: 800-2000 mm/min.
Mellem og tyk pladefyldtråd struktursvejsninger: 300–800 mm/min.
Højreflekterende emner af aluminiumslegering: 200–500 mm/min
Multi-lags- og flergangssvejsning-
For plader tykkere end 6 mm kræves lagsvejsning. Brug høj effekt til rodgennemføringen for at garantere svejsegennemtrængning, og reducer kraften til kappepassagen for at optimere svejseudseendet. Overfladeoxidlaget skal renses efter hvert svejselag.
For at se, om vi passer, skal du stille et reelt krav foran en ingeniør. Send din deltegning, cyklustid og cellebegrænsninger, så vender vi tilbage med en konfiguration og en leveringstid.
