Ostatnio próbowałem wyczerpać temat najpopularniejszych aplikacji handlingowych – czyli aplikacji w których robot służy do przenoszenia elementów z pkt A do pkt B.
Tym samym doszliśmy do procesów montażowych.
Będę tu za chwilę mówił o robotyzacji takich procesów jak spawanie, zgrzewanie czy klejenie. Aby wyjaśnić dlaczego tego typu operacje znajdują się właśnie w tym miejscu muszę cofnąć się do teorii montażu jeszcze z okresu studiów. Będzie więc trochę definicji. Nie przedłużajmy zatem i polećmy za tym co mówi wikipedia – bo akurat w tym wypadku mówi dobrze i prosto:
Połączenia w budowie maszyn wiążą elementy składowe tak, że mogą wspólnie się poruszać oraz przenosić obciążenia.
Połączenia podzielić można na rozłączne i nierozłączne
Połączenia rozłączne można kilkukrotnie, a nawet wielokrotnie montować i demontować wykorzystując te same elementy tak, aby za każdym razem spełniały swoje zadanie. Natomiast elementów łączonych połączeniem nierozłącznym nie można rozdzielić bez zniszczenia elementów wiążących.
Innym typem podziału jest podział na połączenia pośrednie i bezpośrednie
Połączenia pośrednie to takie, w których zastosowano dodatkowe elementy łączące w postaci śrub, nitów, zawleczek, sworzni, kołków i innych. Elementy te najczęściej przecinają płaszczyznę styku elementów głównych. Z kolei połączenia bezpośrednie łączone są poprzez np. ukształtowanie elementów łączonych.
I trzeci, ostatni sposób podziału to połączenia spoczynkowe i ruchowe
W połączeniach spoczynkowych wzajemny ruch elementów jest niemożliwy lub mocno ograniczony. W połączeniach ruchowych natomiast taki ruch jest możliwy.
Ot voila – proste co nie?
Tak się akurat składa, że przemysł produkcji samochodów jest jednym wielkim procesem montażu, to też akurat stąd będą pochodzić najlepsze przykłady najpopularniejszych aplikacji – ale nie tylko. Ja wybrałem 4 moim zdaniem najciekawsze i najczęściej spotykane.
Numer 1 w obszarze procesów montażowych i jednocześnie nr 6 na liście najpopularniejszych aplikacji to SPAWANIE.
Paradoksalnie, najlepsze przykłady pochodzić tu będą spoza automotive, bowiem samochody są bardziej ZGRZEWANE niż spawane.
Aby ponownie nie zagłębiać się mocno w teorie wyjaśnimy na początku, że połączenie spawane (inaczej spoina) to rodzaj złącza powstającego w procesie fizycznym łączenia materiałów poprzez ich miejscowe stopienie i zestalenie. Jest to przykład połączenia bezpośredniego nierozłącznego.
W spawaniu zrobotyzowanym robot zastępuje człowieka w trzymaniu spawarki – ot cała filozofia. Ale nie tylko.
Stanowiska spawalnicze najczęściej wyposażone są, co oczywiste, w robota przemysłowego z zamontowaną głowicą spawalniczą. Do tego gdzieś stoi źródło prądu wraz z np. podajnikiem drutu jeśli mówimy o spawaniu metodami MIG/MAG.
Do tego dochodzą jednak jeszcze takie elementy jak:
- Stoły pozycjonujące i uchwyty, które przytrzymują elementy przed i w trakcie procesu spawania, a w których na początku te ,,odpowiednio przygotowane elementy są umieszczane.
- Pozycjonery bardzo różnego typu. Warto wiedzieć, że proces spawania zrobotyzowanego jest procesem gniazdowym. Pozycjoner posiada dwie strony, które wymieniają się przy robocie. Gdy element zostanie zespawany pozycjoner obraca się o 180 stopni. Do kabiny robota wjeżdża kolejny zestaw części do łączenia, a w tym czasie operator usuwa dopiero co pospawane elementy i umieszcza na stole kolejne. To jednak najprostszy przypadek. W praktyce pozycjonery mogą mieć wiele dodatkowych osi. Pozycjonery spawalnicze znajdziemy też w ofercie dostawców robotów. Takie pozycjonery współpracują z robotem jako jego zewnętrzne osie. Umożliwia to realizacje bardzo złożonych ruchów, ale w praktyce – nierzadko powstaje z tego prawdzie dzieło sztuki.
- Elementy czyszczące – głowice spawalnicze, aby działały powtarzalnie w długim okresie, muszą podlegać okresowemu, dość częstemu, czyszczeniu i przygotowaniu do pracy. Tego typu urządzenia montowane są wewnątrz stanowisk i działają w sposób automatyczny likwidując człowieka z procesu
- Osłony – każdy kto kiedyś napatrzył się na dzieło spawacza w trakcie jego powstawania wie, że nie warto. Okolice stanowisk spawalniczych to środowisko dużego zanieczyszczenia światłem. Powstaje przy tym też trochę dymu, ale to mniejszy problem. Aby zabezpieczyć postronne osoby przed pogorszeniem wzroku, stosuje się tu bardzo rozbudowane zabudowy. W praktyce nierzadko całkowicie izolujące robota od otoczenia.
Jak już wspomniałem za narzędzie służy w procesie spawania głowica spawalnicza, czyli nie chwytak, a element technologiczny. Błędy się zdarzają, więc często montaż głowicy jest realizowany z użyciem złącza antykolizyjnego, które zabezpiecza głowicę przed zniszczeniem w przypadku kolizji.
Osobiście nie spotkałem się z procesem spawania innym niż z użyciem 6-osiowego robota przegubowego. Ale wyobrażam sobie, że w ultraprostych procesach spawaniach takie zastosowanie mogłoby, w skrajnym przypadku, zdać egzamin.
Opisany przeze mnie przykład stanowiska to najpopularniejszy i najbardziej uniwersalny, moim zdaniem, przykład stanowiska spawalniczego. Ostatnimi laty w robotyzacji procesów spawalniczych stosuje się coraz częściej roboty kolaboracyjne. I można tak robić – nie mówię nie ALE…
Roboty kolaboracyjne stosuje się w głównie wtedy gdy mamy do czynienia z małą powtarzalnością elementów spawanych. Takiego robota bowiem można bardzo łatwo nauczyć spawać dosłownie prowadząc go za rękę. To z kolei wiąże się z łatwym dostępem do robota, który jest lekki i łatwo go przenieść, więc wszelakich wygrodzeń również w spawaniu cobotem raczej nie uświadczymy – co najwyżej przenośne osłony. Większą elastyczność utrzymuje się tu kosztem mniejszego „zwarcia i jednolitości stanowiska”.
Niezależnie od tego czy spawanie odbywa się z użyciem cobota i konwencjonalnego robota przemysłowego najczęściej nie zachodzi tu potrzeba komunikacji z innymi urządzeniami, a co najwyżej z operatorem. Ze względu na modułowość tego typu stanowisk można tu używać zarówno wbudowanego sterowania robota, jak i dodatkowych sterowników PLC sterujących całym stanowiskiem. Coraz częściej można też spotkać wizyjne systemy kontroli stosowane w stanowiskach spawalniczych i w takim wypadku najczęściej rozbudowana integracja wymusza zastosowanie nadrzędnego sterownika PLC – nie jest to obowiązek, ale czasem trochę upraszcza.
Idźmy dalej
Numer 2 w obszarze procesów montażowych i jednocześnie nr 7 na liście najpopularniejszych aplikacji to wspomniane już wcześniej ZGRZEWANIE, czyli proces w którym formuje się duża część naszych samochodów.
Krótki rzut oka na Wikipedię:
Połączenia zgrzewane to połączenia metali (i tworzyw sztucznych) przez miejscowe dociskanie łączonych elementów przy jednoczesnym podgrzewaniu wystarczającym do doprowadzenia łączonych materiałów do stanu plastyczności (ciastowatości).
Pomiędzy procesami zrobotyzowanego spawania i zgrzewania występuje też analogia, dlatego wspomnę tu głównie o różnicach.
Narzędziem w procesie zgrzewania jest UWAGA zgrzewarka. Szczególnie te, które można obejrzeć w procesach łączenia blach w samochodach są bardzo dużymi urządzeniami. To z kolei powoduje, że i bardzo ciężkimi. Głowica spawalnicza to ledwie parę kilogramów i dlatego można stosować tam roboty o udźwigach rzędu 10, 20 czy max 40kg i to nawet jeśli na robocie będziemy wozić cały drut spawalniczy. W przypadku zgrzewarek już sama głowica to masa kilkudziesięciu kilogramów, więc siłą rzeczy stosuje się tu roboty o dość dużych udźwigach, często powyżej 100kg.
W procesie zgrzewania nie ma tak dużo szkodliwego promieniowania. Jest ciepło i czasem trochę iskier więc jak najbardziej, należy odizolować człowieka od tego samego procesu, ale niekoniecznie tak szczelnie jak w przypadku spawania.
Jeśli mówimy już o zgrzewaniu samochodów to mówimy o pracy robotów w linii, więc nie będzie też pozycjonerów – samochód sam przyjdzie na miejsce montażu. Będzie za to współpraca z kilkoma albo kilkunastoma robotami wykonującymi inne procesy, na tym samym samochodzie/karoserii w tym samym czasie. Ale automotive i jego wymogi oraz standardy to już temat na inną bajkę więc tu znowu zróbmy krótką przerwę.
Mam nadzieję, że w dzisiejszym odcinku otrzymaliście ode mnie kolejną porcję nowej, uporządkowanej i porządkowej wiedzy.
Jeśli tak to wiecie co zrobić.
Zostawcie łapkę w górę i zasubskrybujcie mój kanał na YT, Spotify czy apple podcasts – gdzie Wam wygodnie i gdzie aktualnie tego słuchacie.
A tymczasem, życzę Wam spokojnego dnia i do usłyszenia za tydzień.
Cześć.
