Tiesse Robot Roboty Kawasaki w nowatorskich aplikacjach spawalniczych

Transkrypt

1 Tiesse Robot Roboty Kawasaki w nowatorskich aplikacjach spawalniczych Włoska firma Tiesse Robot jest liderem na rynku automatyzacji procesów spawania. Jej misją jest usprawnianie i opracowywanie innowacyjnych rozwiązań, mających zastosowanie w spawalnictwie. Jednym z nowatorskich pomysłów, powstałych w odpowiedzi na potrzebę spawania wyrobów o szerokiej tolerancji przygotowawczej i upraszczania programowania urządzeń spawalniczych, jest zastosowanie skanera laserowego zintegrowanego z laserowymi kamerami cyfrowymi oraz pakietem TS-WELD do programowania off-line. Widok okna programu TS-WELD, programowanie robotów spawalniczych w trybie off-line Realizacja programu napisanego w trybie off-line Taka aplikacja pozwala robotowi dostosowywać ścieżkę i parametry spawania do warunków i położenia części spawanych w czasie rzeczywistym, dodatkowo zmniejszając znacznie czas programowania stanowiska. Rozwiązania z myślą o potrzebach klienta Tiesse Robot wdrożył rozwiązanie spawania drutem, w którym ze względu na rodzaj złącza do spajania nie stosowano wcześniej tradycyjnych systemów śledzenia złącza. Niezbędne okazało się użycie czujników do oświetlenia złącza, w postaci cyfrowych kamer oraz wiązek laserowych, obsługiwanych przez specjalne pakiety oprogramowania przygotowane przez Kawasaki Robotics. Chodziło o wyznaczenie pozycji i śledzenie złącza czujnikiem laserowym w czasie rzeczywistym, przy jednoczesnej kontroli i synchronizacji ruchów robota względem zewnętrznych osi, po których przesuwany jest spawany detal. Istotna była także możliwość dowolnej zmiany położenia palnika oraz śledzenia części spawanej Powyższą technologię zastosowano do spawania skomplikowanych wyrobów. Dla jednego z najważniejszych włoskich konstruktorów opracowany został system do spawania drutem gruszek do betoniarek o średnicy nieprzekraczającej 2350 mm i ciężarze 2000 kg, montowanych na samochodach ciężarowych. Potrzebne było urządzenia do spawania cylindra gruszki, mieszadła oraz łap mieszadła z tolerancją 4-5 mm. Ze względu na układ betoniarki, robot musiał poruszać się wewnątrz gruszki: w tym celu zaprojektowana została specjalna podpora dostosowana do specyficznego kształtu obszaru pracy robota Kawasaki

2 FA06E oraz ruchomy wysięgnik umocowany na torze jezdnym. Kolejnym problematycznym zagadnieniem okazał się czujnik, który pozwoliłby określić punkt początkowy spawania przy jednoczesnej kompensacji tolerancji, która została przyjęta do przygotowania elementów. Robot Kawasaki FA06E spawający gruszkę do betoniarki obrotowych sterowanych poprzez robota, o prześwicie między tarczami rzędu 10 m, w których mocowane są spawane detale. Spawanie ramion pompy do betonu przez robota Kawasaki FA06E Robot Kawasaki FA06E spawa ramię pompy do betonu Spawanie gruszki do betoniarki przez robota Kawasaki FA06E na wysięgniku Zaawansowana technologia rozwiązań Sukces opisanego rozwiązania dał początek serii jego zastosowań dla gruszki betoniarki i ciężarówek wyposażonych w ramiona do pompowania betonu na wyższe piętra budynków, z wykorzystaniem technologii spawania podwójnym drutem (tandemem) przy dużym zużyciu spoiwa. Stanowisko zostało zaprojektowane z użyciem robota Kawasaki FA06E zawieszonego na ruchomej kolumnie. Długość toru, po którym porusza się robot, to 23 m, co pokrywa obszar pracy dwóch pięciotonowych pozycjonerów Grupa Tiesse zrealizowała do dziś sześć stanowisk opartych na robotach Kawasaki FA06E oraz wyposażonych w technologię śledzenia złącza i prowadzenia spoiny z użyciem kamery laserowej. Kolejne zaawansowane rozwiązanie Tiesse Robot, wykorzystujące roboty Kawasaki i czujnik laserowy, powstało dla dużego włoskiego producenta przyczep ciężarowych i kontenerów aluminiowych. Aplikacja realizuje spawanie kontenerów o długości przekraczającej 15 metrów, z podwójnym stanowiskiem pracy.

3 Maksymalne rozmiary obiektu, który łączy się wstępnie poza linią spawania, a następnie umieszcza w połowie suwnicy do spawania, to 3200 x mm dla stanowiska spawania 2 detali jednocześnie i 3200 x mm dla stanowiska spawania 1 detalu. Na zrobotyzowane dziewięcioosiowe urządzenie składa się robot Kawasaki FA06E, podwieszony do góry nogami do systemu przenoszącego go na trzech osiach sterowanych kontrolerem robota. Robot Kawasaki FA06E spawa kontener Ta sama technologia jest w fazie przystosowywania do urządzeń spawających burty i klapy do ciężarówek budowlanych. Zrobotyzowane dziewięcioosiowe urządzenie do spawania wielkogabarytowych wyrobów Spawanie blachy profilowanej zawsze było dużym problemem, ze względu na konieczność częstej zmiany nachylenia palnika, ale oprogramowanie Kawasaki pozwoliło na pokonanie tych trudności. Software o specjalnych właściwościach parametrycznych został zaprogramowany na przebieg ścieżki, w oparciu o zapamiętany fragment profilu, a pozostałe, zmienne dane, wpisywane są każdorazowo, co pozwala dostosować pracę robota do różnych długości kontenera. Kawasaki spawa panele również pionowo, zawsze z aktywnym urządzeniem prowadzącym podczas procesu. Spawanie burt i klap do ciężarówek budowlanych

4 Rozwój spawania z czujnikiem laserowym Elastyczność kamery laserowej, użytej w procesie spawania z podwójnym drutem, otwiera nowe wyzwania i możliwości w zakresie spawania obiektów o dużym zapotrzebowaniu na spoiwo. Kolejnym przykładem innowacyjnych pomysłów jest projekt dwóch stanowisk wykonanych przez Tiesse Robot na zamówienie czołowego brazylijskiego konstruktora samochodów ciężarowych. Każde stanowisko pracy składa się z jednej podwieszanej szyny, na której przesuwają się dwa wózki z robotami spawającymi Kawasaki FA10L. Roboty wyposażone są w urządzenia spawające Fronius... Time Twin Wire, złożone z dwóch cyfrowych źródeł prądowych (pierwsze podłączone jako master, drugie jako slave), które zasilają palnik spawalniczy z podwójnym drutem Robacta. Na uchwycie umieszczona jest kamera laserowa. Stanowisko sterowane jest za pomocą centralnego panelu, na którym można wyświetlić parametry odczytu kamery. Dwa roboty mogą jednocześnie obrabiać tę samą część, każdy na powierzchni zasięgu rzędu 15 m, lub pracować naprzemiennie na różnych odcinkach wyrobu. Pozwala to zwiększyć prędkość spawania do 1800 mm/min. Laserowy czujnik upraszcza programowanie, zapamiętując kilka najważniejszych punktów obiektu (np. belki nośne, osie przyczep i naczep). System oparty na technologii spawania podwójnym drutem Fronius w trakcie spawania elementów nośnych budowli przemysłowych Robot Kawasaki FA10L z zamocowaną spawarką i kamerą laserową Stanowisko spawania długich wyrobów zbudowane na bazie dwóch robotów Kawasaki FA10L ) Laserowy czujnik i kamera zastosowane w urządzeniu to produkty kanadyjskiej firmy Servo Robot, która współpracowała z Kawasaki przy realizacji ważnych zleceń dla międzynarodowego koncernu Caterpillar, w Kanadzie. Osiągnięte wyniki przeszły oczekiwania projektantów, w związku z czym rozwiązanie uznano za wzorcową metodę spawania tego typu wyrobów na rynku światowym. Oprogramowanie, które umożliwia komunikację między czujnikiem i robotem Kawasaki, zostało zoptymalizowane w dziale Badań i Rozwoju Tiesse Robot. W wielu tego typu aplikacjach został użyty pakiet TS-WELD do programowania off-line, powstały przy użyciu platformy symulacyjnej Kawasaki - PC Roset, której innowacyjność polega na możliwości realizacji komend-makr specyficznych dla poszczególnych aplikacji. Komendy te można wywołać jednym kliknięciem myszy i wstawić do programu w trakcie kompilacji zadania.

5 Spawanie ramion pompy do betonu widok okna programu TS-WELD Pakiet TS-WELD, do programowania off-line robotów Kawasaki w aplikacjach spawalniczych Wszystkie opisywane powyżej technologie wykorzystują japońskie roboty przemysłowe Kawasaki. Aplikacje zostały pomyślnie wdrożone przez Tiesse Robot w sektorach, które w przeszłości korzystały z pracy człowieka. Rezultaty zmian, jakie przyniosło zrobotyzowanie stanowisk spawalniczych przeszły oczekiwania zleceniodawców, a montowane urządzenia są uważane za pionierskie i awangardowe rozwiązania w dziedzinie spawania. Elementy systemu Kawasaki FA06E KawasakiFA10L