自动化机器人焊接:你的零件准备好了吗?
自动机器人焊接系统的复杂性已经上涨，但上游运营可以符合他们的质量吗？
ITW焊接美国公司(ITW Welding America)汽车/自动化投资组合经理Ken Van Dyk表示:“我认为，企业面临的最大问题之一是，他们害怕自动化，而且担心自动化会很困难。”“但在很多方面，机器人几乎和智能手机一样容易编程。随着年轻人进入这个行业，你给他们一个‘教授’吊坠，他们运行起来就不会有任何困难。”图片由ITW焊接美国公司提供。
向商店的焊接过程引入自动化可能对任何公司都具有挑战性。商店还有任何问题需要考虑：我们的部件是否适合自动化焊接系统？我们是否拥有将该技能添加到车间的诀窍或意愿？商店有几种非常无痛的方式可以引入焊接自动化，但重要的是考虑决定的所有因素，并确保出于正确的原因正在推出该技术。
为什么自动化今天有意义
它比以往任何时候都更容易投资机器人焊接技术，因为各种原因，值得审查那些通过路障可能是焊接自动化投资的一部分的一部分。
1.易用性。大多数人认为的要点是，今天可以更轻松地编制机器人的零件。
ITW焊接美国公司(ITW Welding America)汽车/自动化投资组合经理Ken Van Dyk表示:“我认为，企业面临的最大问题之一是，他们害怕自动化，而且担心自动化会很困难。”“但在很多方面，机器人几乎和智能手机一样容易编程。随着年轻人进入这个行业，你给他们一个‘教授’吊坠，他们运行起来就不会有任何困难。”
Van Dyk喜欢它当焊接器进入焊接自动化系统培训时，因为他们已经了解了他们的参数和设置。但无论谁可能被送到培训，他说一个简单的为期四天的课程让他们准备开始制作简单的程序。
2.成本。从夹具固定到保护运营商所需的光窗体的夹具的成本已经下降。
Van Dyk说:“很多小公司使用快速更换工具来定位焊接单元中的部件。“不需要比这更复杂。你可以用很便宜的价格买到一个很好的肘形夹，而且有50种不同的肘形夹，所以把零件固定在合适的位置是不贵的。与此同时，用于牢房安全的光幕等物品的价格大约是10年前的一半。”
3.预先设计的选项。也许对于今天购买自动化焊接系统的商店来说，也许是可以在商店地板上掉线可以掉线的各种预工程系统。例如，今年6月在Fabtech®加拿大展出了几个。
“这些较小的系统现在非常受欢迎，”Van Dyk说。“在米勒构建的简单一体式电池中，您可以适合高达5英尺的任何东西。宽，并且对于零件，只要10英尺长为10英尺。随着定位器，该公司将添加保护，提供守护它放在商店地板上后的单位侧面。这些预先设计的系统一般来说，它们已经足够长，以至于他们已经经过了20或30个迭代，因此它们可以是可靠的，并且您可以获得其内容的标准替换部件。安装工具，您可以在几个小时内运行。“
对于向用户提供信息，焊接机和机器人都变得更加复杂。例如，FANUC的零点下降时间（ZDT）软件监控机器人的伺服电机，以便您可以预测需要维护时，例如更换电池和油脂。林肯电焊机具有反馈回路，以便在进行焊缝时，信息正在返回到焊机上，以基于所提供的参数向上或向下斜坡。该系统称为检查点;它允许您为焊接设置参数。图片由林肯电气提供。
无论系统的大小如何，用于机器人和焊接的电机和控制器也比几年前更快。
4.内置的安全。内部的复杂程度也有所提高。正如前面提到的，机器人从一开始就被设计为安全的。但这远远超出了我们所期望的光幕和其他基本安全功能。
“在林肯电气，我们与FANUC合作开发我们的预设计系统，”林肯电气自动化在克利夫兰的提案和执行经理Jason Lange说。“FANUC有一个叫做双重检查安全(DCS)的系统，允许你设置软件参数，这样机器人就不能走出特定的区域，这样不习惯这项技术的用户就会感到受到保护。
兰格继续说:“我们还配备了光扫描仪，可以监控一个区域，如果有什么不应该在那里的空间，系统就会发出警报，阻止机器人移动。”
5.监控和维护能力。焊工和机器人也可以监控性能。
Lange说:“在过去10年左右的时间里，焊接方面发生的最大变化之一是，焊接数据一直在反馈到焊接电源。”“我们有一个反馈回路，这样当焊接进行时，信息就会返回到焊工那里，根据给出的参数使焊缝上升或下降。这个系统，我们称之为检查点，允许你为焊接设置参数。例如，如果你需要焊接在20v，你可以设置一个参数，说任何低于19v或高于21v被认为是不规范的，它将关闭系统基于此。该系统还可以监测可能影响焊接的任何其他问题，如驱动辊张力问题、缺丝或耗尽气体，并引发停机。”
在机器人方面，Lange注意到Fanuc的零点时间（ZDT）软件监控机器人的伺服电机，以便您可以预测需要维护时，以便更换电池和油脂。
“这一切都是关于消除停机时间，所有这些监控技术都建立在这些预先设计的系统中，”兰格说。
6.上游部件已准备就绪。对于使用最新的激光切割和CNC弯曲技术的商店，零件是以如此精确的方式制备，即自动化焊接过程应该是简单的。
“如果您是激光切割，您还可以在一部分中创建一个凹口，以简化一个部件与焊缝之间的连接，”Van Dyk说。“主要观点是到达焊工的零件的质量正在改善。”
在许多情况下，预先设计的机器人焊接单元最终由操作员而不是焊工运行。没有什么特别的错，但这确实意味着许多焊工没有机会适应与自动化系统一起工作的想法，这些系统正在慢慢改变他们的工作寿命。重型Fab环境是一个不同的故事。在那里，越来越多的商店正在介绍轨道系统，让他们将火炬从焊机中取出，以便铺设圆角焊缝。“整天在热环境中爬上一个装配和工作并不容易，”埃塞比亚北美自动化申请销售总监杰米斯宾吉克说。“这四轮拖拉机沿着光束遵循并涂抹焊接，操作员跟随它，但他不必将火炬放在手中。我们看到了越来越多的事情，其中一些工作是可重复的。“在这些系统中，吊坠用于定位焊接，允许操作者在飞行中改变焊接参数。这不仅使焊工更舒适地使焊工更舒适，但它也将他远离焊缝中涉及的有害烟雾。吊坠设计成使操作员不需要抬起他的盾牌来实现更改，从而消除了闪烁闪电的风险。 “We recently re-released our Railtrac system,” said Scripnick. “One customer in New York that had purchased a gantry system from me that couldn’t keep up with the work they were doing, so they chose to buy six of these. The systems still require a welder to run them, but they help with repeatability and throughput.” Scripnick is seeing these technologies finding their way into smaller sub-contractors doing work in the bridge and commercial building construction industries. “The beams and whole structures in these industries have gotten so much heavier that they’ve had to automate because the welds are so much bigger,” he said. “You need automation to stay competitive. These systems are a good introductory automation tool for a welding shop. Once operators get used to using this type of system, a gantry system for use on larger parts isn’t quite so daunting. “I visited one facility that had to do 2 ¼-in. fillets on a job,” Scripnick continued. “To do that by hand over 40 ft. might take anywhere between 40 and 80 hours. Using an automated system, a welder could complete that in nine hours. And you can increase quality because you don’t have to contend with all the starts and stops required of a manual welder.”
准备自动化 - 这是关于整个过程
在考虑机器人自动化时，重要的是要超越你正在努力的车间上的一部分。您必须准确考虑为什么您想要一般自动化。
“是的，你得到更高的吞吐量，大多数商店的最终目标是减少废料和返工，但这是其中一个问题，特别是推动你的努力吗？”问道。“例如，我们可能拥有一家希望在轴上焊接联合的公司，因为他们的商店里有很多废料。现在，我们必须识别如果废速率是因为焊工没有充分培训，或者因为没有正确执行其他上游进程。确定问题可以确定自动化是否会解决问题。“
Lange说他经常发现在采用自动机器人焊接系统之前首先处理的生产过程中还有其他瓶颈。
“我最近在一家商店里，一个制造商在每个部件上使用球锤锤子将其放在夹具中，”兰格说。“他实际上是对每个部分做的。我发现标签关闭了。一旦固定在上游，他就没有必要用锤子击中零件。无论您是否拥有机器人焊接细胞，您都会发现具有上游不一致的客户仍然是一个瓶颈。我可以安装一个机器人焊接细胞，但我们无法修复问题，商店可能具有上游按压刹车。“
一旦确定您的上游进程声音，是时候考虑商店中最好的零件来自动化。一个机器人焊接电池可以用快速变化的夹具处理多个部件。
“首先以更简单的零件开始，”Van Dyk说。“公司往往首先挑选最艰难的焊接，因为这些是导致它们麻烦的人。但它很少能通过自动化节省最多的时间和金钱的人很少。“
Lange鼓励您考虑如何切割、弯曲和准备电池。
“它是激光切割，然后在CNC压力机上弯曲吗？它是作为其准备的一部分被加到的吗？具有自动化焊接的东西是它实际上在焊接中，您可以节省最多时间，“Lange说。“它通常在夹紧和焊缝之间的运动，在那里你真正看到时间节省时间。直截了当的焊接和高卷通常是最好的赌注。“
Van Dyk指出，在焊接电池中，也没有必要在部件上进行每个焊接。
“当公司开始时，我们说你只能获得70％的焊接，你可以在将来重新设计你的盒子，让你做更多，但与此同时，你的焊工可能仍然可以完成一部分并做30其中的百分比，“他说。“但仍然意味着70％的焊接在三分之一的时间内完成。您仍在看到收益而不会超越您的钳形或您的编程。您的工具成本几个额外的焊接可能是双重或三倍，使自动化效率更加难以理解。“
如果您的其他上游流程准备好与自动化协同工作，那么对正确的部件来说自动化的好处是存在的。
编辑Robert Colman可以在rcolman@canadianfabweld.com达到。
esab北美洲，www.esab.com.
ITW焊接北美，www.itwwelding.com
林肯电气，www.lincolnelectric.ca关于作者
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