65.3.2 Sisteme de manipulare a piesei de prelucrat

Piesele de prelucrat pot fi fie mișcate, fie staționare în timpul sau între operațiunile de sudare. Piesele sau ansamblurile mari de prelucrat, cum ar fi oțelurile și grinzile structurale sunt plasate pe sistemul de fixare pentru ca un robot în mișcare să aibă acces la îmbinările lor. Piesa de prelucrat mai mică fixată pe dispozitivele de fixare poate fi orientată de un poziționator pentru a oferi cel mai bun unghi pentru pistoletul de sudare.

Fixare

Dispozitivul de fixare este un dispozitiv care ține piesa de prelucrat în mod constant pe loc în timpul operației de sudare. De obicei, este fixat pe un poziționator care poate orienta sau deplasa piesa de prelucrat în funcție de necesitățile operației de sudare. Dispozitivul este proiectat în funcție de dimensiunea și configurațiile piesei de prelucrat, locația îmbinărilor, tipul proceselor de sudare, precum și pentru ușurința de încărcare și descărcare a piesei de prelucrat pentru a maximiza cerințele de productivitate. Alte considerente de proiectare includ protecția împotriva stropilor, selecția materialelor de fixare, optimizarea circuitului de sudare, simplitatea pentru întreținere ușoară și pierderi reduse.

Un dispozitiv de fixare fixează piesele de prelucrat în locații strategice pentru a se asigura că îmbinările sunt prezentate cu acuratețe și constant robotului de sudare. Un tip mai complex de elemente de fixare, adesea numite dispozitive de asamblare, ține toate componentele libere ale piesei de prelucrat împreună pentru a forma îmbinările. Atunci când piesa de prelucrat este prea mare sau este produsă în volume mici, este de preferat ca componentele să fie pre-lipite înainte de a fi încărcate pe dispozitiv. Figura 16 prezintă o piesă de prelucrat prinsă pe un poziționator pentru sudare de către robot.

Dispozitive de prindere și localizare

Dispozitivele vin cu multe tipuri de opțiuni de prindere și localizare pentru diferite nevoi de operare. Prinderea manuală simplă, cum ar fi clemele pivotante și cu piston, se aplică în mod obișnuit pentru operațiunile manuale de încărcare/descărcare pentru producția de volum redus. Clemele cu acţionare pneumatică sau electrică permit piesei de prelucrat să ţină automat elementele de fixare, ceea ce măreşte productivitatea cu încărcare şi descărcare rapidă pentru producţia de volum mare. Există senzori în dispozitiv pentru a monitoriza prezența piesei de prelucrat. Senzorii mai sofisticați, cum ar fi senzorii de distanță, sunt capabili să detecteze acuratețea poziției piesei de prelucrat. Figura 17 ilustrează un dispozitiv de fixare utilizat în mod obișnuit pentru ținerea piesei de prelucrat.

Poziționatoare piese de prelucrat

Poziționatorul piesei de prelucrat este unul dintre cele mai comune echipamente în sistemul robotic de sudare. Mișcă sau orientează piesa de prelucrat din următoarele motive:

(i) Pentru a crește productivitatea efectuând simultan încărcarea/descărcarea și sudarea pieselor de prelucrat. Acest lucru se poate realiza folosind o placă turnantă.

(ii) Orientarea piesei de prelucrat pentru a maximiza rata de depunere prin coordonarea mișcării robotului.

(iii) Pentru a întoarce sau a rula piesa de prelucrat utilizând rolele de rotire și roțile de rulare pentru a permite sudarea circumferențială completă.

(iv) Să permită robotului să ajungă în pozițiile greu accesibile prin prezentarea punctelor de sudură în spațiul de lucru al roboților folosind manipulatoarele.

În funcție de aplicații, poziționarea poate fi sub forma unei plăci rotative, a unui poziționator rotativ-înclinat și chiar a unui robot manipulator cu șase DoF. Considerațiile cheie de proiectare ale poziționatoarelor includ configurația mecanică, gradele de libertate (DoF), tipurile de control, capacitatea de încărcare și mediul de lucru. Unele aplicații în care piesa de prelucrat este mare și prea grea pentru a fi manipulată de orice dispozitiv de fixare sau poziționator necesită ca robotul de sudare să ofere toată accesibilitatea necesară cusăturii și acuratețea vitezei de avans pentru a obține o sudură de calitate și productivitate.

(a) Plăci turnante

Una dintre cele mai comune plăci rotative este o placă orizontală care permite sudarea robotică pe o parte, în timp ce încărcarea/descărcarea piesei de prelucrat este pe partea opusă. Încărcarea și descărcarea pot fi efectuate de către operatorul care operează în afara spațiului de lucru al robotului. Un separator de ecran va orienta operatorul în siguranță împotriva arcului electric.

Există mai multe variații ale plăcilor turnante în ceea ce privește orientarea axei de rotație, tipurile de axe (de rotație sau liniare) și numărul de axe. Figura 18 ilustrează unele dintre configurațiile standard ale plăcii turnante cu mai multe axe. Pot fi furnizate configurații personalizate pentru a satisface accesibilitatea cusăturilor de sudură din produse. O caracteristică de design a tuturor plăcilor turnante cu mai multe axe este că toate axele sunt intersectate sau aproape intersectate într-un punct comun. Cu aceasta, piesa de prelucrat, atunci când se deplasează în jurul axelor, va rămâne aproximativ în zona de lucru a robotului de sudură.

Specificațiile tipice ale plăcii rotative sunt următoarele: Intervalul de rotație al axei de înclinare este de aproximativ 45º–135º; axa plăcii rotative permite rotații complete; iar capacitatea de încărcare a plăcilor turnante variază de la câteva kilograme până la sute de tone.

(b) Robot de manipulare

Robotul poate fi folosit ca manipulator de piese de prelucrat lucrând în coordonare cu unul sau mai mulți roboți de sudare (Fig. 19). Această metodă, adesea numită sudare robot fără dispozitiv (jig), oferă cea mai bună flexibilitate posibilă a căii de sudare, oferind acces la cusături greu accesibile. Este cel mai eficient din punct de vedere al costurilor atunci când este implicată o mare varietate de piese de prelucrat, deoarece setările suplimentare de jig sunt reduse. Abordarea permite, de asemenea, cel mai rapid timp de sudură. La selectarea roboților și a gripperilor de manipulare a piesei de prelucrat, trebuie luate în considerare caracteristicile cheie prezentate în Tabelul 3.