+375 (17) 2417399

+375 (17) 2413699

Rosio: Трехмерная ротационная сварка трением

Технология сварки трением с перемешиванием (СТП) - она же ротационная сварка трением (РСТ) - завоевала отличную репутацию в сварочном сообществе как процесс, удобный в работе и не дающий дефектов.

Ротационная сварка трением использовалась для высококачественного соединения алюминиевых деталей со времен ее изобретения в начале 90-х годов прошлого века, обеспечивая превосходное качество сварных швов, однако её возможности ограничивались двумерными сварными швами.

Передовой производитель сварочного оборудования — концерн ESAB — практически сразу включил в свою производственную программу разработку установок для сварки трением с перемешиванием. С 2003 года ESAB непрерывно проводились интенсивные исследования возможностей использования стандартного промышленного робота для метода РСТ. Повышенные требования к устройству до его воплощения прошли ряд этапов.

ВИДЫ РСТ

Операции РСТ-сварки можно классифицировать на плоскостные и объемные (сложные).

Двухмерные сварные швы выполняются традиционными машинами для РСТ-сварки или другого типа двухмерной сварки. Сложные сварные швы применяются на объектах с криволинейными поверхностями.

Главное различие между этими двумя типами швов, с точки зрения планирования траектории, состоит в том, что движение инструмента при двухмерной сварке может быть запланировано в заданной фиксированной системе координат. Система выполняет внутренние вычисления, определяя, как нужно ориентировать инструмент, чтобы применить угол наклона, заданный пользователем в качестве параметра сварки, только на основании координат места, заданных, например, с помощью обучающего программирования.

ESAB LegioТак, благодаря программе по осуществлению РСТ ESAB разработал 2D-установки LEGIO ™. Они представляют собой стандартизированную, гибкую, модульную систему, предназначенную для сварки трением с перемешиванием алюминия и других цветных металлов.

Сварочные характеристики установок LEGIO позволяют эффективно решать технологические задачи сварки изделий различных размеров, и особенно популярны в мелкосерийном производстве.

Семейство установок LEGIO состоит из семи различных типоразмеров и пяти базовых моделей компоновок: модели S, ST, U, UT – это установки с одной сварочной головкой, а модель ST-с двумя сварочными головками.

Модели S и ST представляют собой установки для сварки прямолинейных швов (по двум координатным осям), U- и UT-модели для сварки 2-D швов (по трем координатным осям), а модель ST с двумя головками - для сварки полых профилей.

Роботизированная система также обладает способностью изменять наклон или угол перемещения с относительной легкостью.

Выполняя команды программы робота, включая алгоритмы применения углов наклона для серии общих операций, оператор может программировать робот так же, как и при стандартной работе робота.

Модификации механики и сложных алгоритмов управления позволили ESAB разработать решение, обеспечивающее эффективное применение роботизированной ротационной сварки трением. На сегодняшний день итогом научных исследований и разработок ESAB является вывод на рынок последней модели робота для ротационной сварки трением – Rosio™.

 

3D РСТ-робот Rosio: Максимальная гибкость сварки

Новейшая разработка в сварке трением с перемешиванием - установка Rosio: это роботизированный сварочный комплекс для выполнения трехмерных швов посредством РСТ.

Роботизированная сварка трениемСистема Rosio ™ обеспечивает гибкое соединение сложных структур, предпочтительно из алюминия. Возможность выполнения сварных швов в произвольном направлении в трехмерном рабочем пространстве увеличивает потенциал для новых и сложных приложений РСТ.

  • Модуль состоит из модифицированного робота ABB IRB 7600. Сварочное оборудование интегрировано в механическую структуру робота, не ограничивая его стандартную зону действия.
  • Рабочий охват робота более 2 см с прижимной силой до 13 кН.
  • Управляется современной системой IRC5. Встроенная система контроля силы обеспечивает движение с высокой точностью.
  • Расширение стандартного языка программирования включает в себя инструкции для линейной сварки в произвольных направлениях: по круговым и квадратным, а также функционал настройки собственного пути сварки для элементов сложной формы.
  • Для обратной связи с оператором включен HМI интерфейс («человек-машина»), расширяя собственный интерфейс IRC5, основанный на WinCE - вариант операционной системы Microsoft Windows для смартфонов и встраиваемых систем.

 

Rosio™: Путь испытаний

При проверке работы Rosio™ были успешно выполнены соединения встык и внахлест на материалах AA6063, AA6082 и AA5754 – сначала двухмерные, т.е. на плоскости, а затем в реальной трехмерной среде.

Выполнение многомерных швов в сварке трением с перемешиванием задача трудная, и требует прогрессивной системы управления. Это объясняется тем, что роботы обычно не разрабатываются для контактных операций и крайне редко рассчитаны на контактные усилия, испытываемые во время РСТ-сварки.

РСТ установка от ESAB

Поскольку в системе под нагрузкой всегда существует упругая деформация, в этом случае к управлению технологическим процессом предъявляются повышенные требования.

Трехмерные испытания генерировались автоматически на основе чертежей, созданных в системе автоматизированного проектирования CAD для вогнуто-выпукло-вогнутых объектов методом автономного программирования. Скорость сварки при испытаниях составляла приблизительно 100 см/мин для каждой из комбинаций.

РСТ обеспечивает высокое качество сварки, используя повторяемость и гибкость традиционных сварочных роботов. Использование промышленных роботов с высокой полезной нагрузкой открывает новую область применения ротационной сварки трением.

Местоположение и ориентация свариваемого изделия должны быть настроены для каждого автоматизированного рабочего места. И если зажимы и держатели установлены должным образом, эту работу необходимо выполнить только один раз.

Однако при ротационной сварке трением все еще возникают определенные трудности. Одна из них – ограниченная рабочая зона машины. Если заготовка размещается в рабочей зоне не полностью, как гарантировать качество сварки?

В связи с этим возникла потребность в создании промышленных роботов для ротационной сварки трением, способных действовать за пределами обычной рабочей зоны, характерной для традиционных машин сварки.

Кроме того, поскольку для создания сварного шва при РСТ требуется относительно большое усилие (от 1 кН до 100 кН), то при создании установки большое внимание было уделено обеспечению высокой жесткости конструкции, которая способна выдержать нагрузки и обеспечить качество сварки продолжительное время.

 

РСТ-робот: Решение трехмерных задач

Главное преимущество при использовании промышленного РСТ-робота заключается в возможности работы в трехмерном пространстве. Однако для достижения такой возможности, кроме требуемого количества степеней подвижности, необходима способность обхода препятствий.

3D робот для РСТ

При контакте робота с жестким препятствием конструкция сжимается, что приводит к ошибочным показаниям кодового датчика. При передаче показаний в систему управления для использования в непрерывном планировании результирующее движение не будет соответствовать запланированному.

А если усилие, испытываемое во время РСТ-сварки, выходит за рамки диапазона рабочих характеристик системы, такое поведение вызовет неустойчивость и с большой степенью вероятности приведет к неполадкам в работе.

Решение задачи по обеспечению стабильности контакта требует опыта не только в управлении динамикой роботизированной системы, но и в выполнении технологического процесса.

Проблема устраняется управлением по усилию: показания положения в текущем направлении инструмента игнорируются, и вместо этого считывается контактное усилие, которое регулируется в соответствии с требуемым значением. Такое решение было признано подходящим не только для РСТ, но и для многих других контактных операций, в которых используются роботы.

ESAB Rosio

Чтобы свести к минимуму влияние технологического процесса (приложение усилий, неустойчивость и т.д.), при разработке Rosio основной акцент был сделан на реализации адаптивного управления путем механической переналадки робота таким образом, чтобы полностью использовать максимальную прижимную силу 500 кг.

Сварочная головка состоит из держателя инструмента, шпинделя и двигателя. Она рассчитана на вращающий момент до 40 Нм и частоту вращения до 3000 оборотов в минуту. Стабильность сварки улучшена за счет расположения РСТ-инструмента ближе к запястью руки робота.

 

Rosio: Области применения

ESAB успешно завершил испытательный срок устройства, и роботизированный центр ротационной сварки Rosio™ уже доступен для применения в различных областях промышленности.

Система Rosio™ подходит для сварки мягких алюминиевых сплавов при толщине листа до 5 мм, обеспечивая хорошую воспроизводимость и качество.

Сегодня установки ESAB успешно применяются в космическом и авиастроении, автомобилестроении, судостроении, энергетике и многих других отраслях промышленности.

Специалисты компании ПромСварка всегда готовы проконсультировать Вас по вопросам выбора и прилюретения оборудования ESAB. Звоните по телефонам: +375 29 653 48 55 (velcome) или +375 (17) 241-78-99, +375 (17) 241-36-99.

сварка трением с перемешиванием, роботизированная установка, для ротационной сварки, сварки трением, РСТ, рст-сварки, сварочный робот, ротационная сварка, промышленный робот, ЭСАБ, ЕСАБ, ESAB, сварка трением, rosio, роботизированная сварка, автоматизация сварки, сварочный робот

Количество просмотров: 540

Фотогалерея

Заполните все
необходимые поля

Спасибо за заявку! Мы свяжемся с Вами в ближайшее время