Pracovní příležitosti ve strojírenství 20. - Hadyna
Pracovní příležitosti ve strojírenství 20. - Hadyna
Pracovní příležitosti ve strojírenství 20. - Hadyna
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
– robot pomocí doteku drátu na min. dvě referenční<br />
plochy (výhodné při koutových svarech)<br />
vypočte průnik těchto ploch a zde určí začátek<br />
svaru<br />
– pokud programátor správně připraví program,<br />
může naměřený rozdíl mezi původním místem<br />
svařování a novým umístěním, promítnout do<br />
všech dalších svařovacích bodů<br />
Tato metoda se úspěšně používá zejména na<br />
rozměrných svařencích. Při svařování <strong>ve</strong>lkých<br />
kotlových těles, podvozků nákladních automobilů,<br />
sta<strong>ve</strong>bních strojů apod. Pomocí nalezení<br />
startovací pozice a promítnutí naměřené odchylky<br />
od původního referenčního bodu a následné<br />
přepočítání naměřené nepřesnosti do souřadnic<br />
okolních bodů, umožní svaření i <strong>ve</strong>lmi nepřesných<br />
polotovarů. Měření se může provádět<br />
tolikrát, kolikrát je ho technicky zapotřebí.<br />
Nevýhodou této metody navádění je čas<br />
potřebný pro každou proceduru navádění.<br />
Ten se může pohybovat kolem 15 sekund.<br />
Druhým poměrně <strong>ve</strong>lkým úskalím je rovněž<br />
nečistota detekovaných ploch. Zaolejování, rez,<br />
barva nebo mořidlo může způsobit celou řadu<br />
problémů – špatný kontakt špičky svařovacího<br />
drátu se základním materiálem může vnést do<br />
měření značnou nepřesnost. Třetím úskalím je<br />
možnost zajetí svařovacího drátu zpět do bowdenu<br />
v případě složité pozice hořáku v upínacím<br />
přípravku nebo v případě členitého svařence.<br />
Robot se tzv. „poskládá“ do složité polohy, hořák<br />
je zkroucený a drát může neplánovaně zalézt do<br />
hořáku. Někdy je to jen o půl milimetru, někdy to<br />
však může být až o 3 mm. A to je pak <strong>ve</strong>lmi <strong>ve</strong>lká<br />
nepřesnost měření.<br />
Podobně je tomu při vyhledávání místa<br />
svařování v průběhu hoření oblouku. Hořák musí<br />
nepatrně pendlovat a pomocí měření napětí<br />
na oblouku <strong>ve</strong> třech bodech pak robot provádí<br />
korekce podle aktuálního směru svařování. Toto<br />
řešení je výhodné zejména pro koutové svary.<br />
Nelze však použít pro svary tzv. na tupo a navíc<br />
pendlování zpomaluje postupovou rychlost.<br />
OPTICKÉ NAVÁDĚNÍ, KAPACITNÍ ČIDLA<br />
Optické navádění je naváděním bezkontaktním,<br />
u kterého odpadá celá řada problémů<br />
spojených s kontaktem drátu a svařovaného<br />
materiálu popsaných v předchozím odstavci.<br />
Mnoho fi rem používá jen jednu kameru. V průběhu<br />
svařování je však jen <strong>ve</strong>lmi těžké optiku přímo<br />
použít.<br />
Je sice možné použít načtení dráhy před<br />
zahájením svařování, ale jedna kamera je pro<br />
spolehlivé na<strong>ve</strong>dení robota přece jen málo. Mohli<br />
bychom říci, že optika je jedna z cest, jak roboty<br />
na svary navádět. Je však nutné použít více než<br />
jednu kameru. Naše společnost vyvinula novou<br />
technologii optického navádění. 2D optický<br />
lineární systém. Jeho funkci popisujeme dále<br />
v článku.<br />
Pojďme však ještě vysvětlit navádění pomocí<br />
kapacitních čidel. Kapacitní čidla jsou <strong>ve</strong>lmi spolehlivým<br />
způsobem navádění robota na začátek<br />
svaru. Navíc je nejvíce uni<strong>ve</strong>rzální. V praxi to funguje<br />
tak, uživatel sestaví celý pohybový program<br />
na tzv. referenčním kusu svařence. Určí kritická<br />
místa, kde se vli<strong>ve</strong>m rozměrové tolerance jednotlivých<br />
dílců očekává nepřesné, resp. opakovaně<br />
nepřesné umístění svarů. V těchto oblastech se<br />
vybere vhodné místo pro umístění kapacitního<br />
snímače, který je pomocí přípravku přesně uchycen<br />
na každém následujícím svařenci.<br />
Obecně lze pak předpokládat, že pokud je<br />
čidlo umístěno v přesné pozici vůči okolním<br />
svarům, robot najede do přibližného prostoru,<br />
kde je kapacitní čidlo umístěno a krouživým<br />
pohybem najde střed tohoto kapacitního čidla.<br />
Naměřenou odchylku od původního pohybového<br />
programu sesta<strong>ve</strong>ného na referenčním kusu<br />
pak promítne do souřadnic okolních míst svařování.<br />
Takže např. při svařování rozměrného dílce,<br />
který má sílu stěny 8 mm, v okolí např. 800 mm<br />
od umístěného kapacitního čidla, bude max.<br />
tolerance umístění jednotlivých svarů – rozdíly<br />
oproti referenčnímu kusu – do ± 0,8 mm. Tato<br />
hodnota je hraniční a přípustná pro svařování.<br />
Robot tedy pro<strong>ve</strong>de <strong>ve</strong>škeré svary bez dalšího<br />
měření v tomto okolí a pak může najet na další<br />
– druhé kapacitní čidlo a pokračovat <strong>ve</strong> svařování.<br />
Jedinou nevýhodou tohoto typu navádění<br />
je spolehlivost obsluhy robota při rozmístění<br />
kapacitních čidel po celém svařenci.<br />
MODERNÍ 2D LINEÁRNÍ OPTICKÝ SYSTÉM<br />
Čidlo RAS.1 u 2D lineárního optického naváděcího systému nejen pro<br />
roboty Motoman. Je zavěšeno hned za držákem svařovacího hořáku,<br />
před kolizním spínačem.<br />
Robotizací svařování se aktivně zabýváme<br />
od roku 1997. Od této doby se často setkáváme<br />
s požadavky zákazníků na svařování rozměrných<br />
dílců, kde bez aktivního navádění není vůbec<br />
možné průmyslové roboty použít.<br />
Na sklonku minulého roku jsme zahájili<br />
vývoj nového 2D lineárního optického systému<br />
navádění, které lze úspěšně použít pro <strong>ve</strong>škeré<br />
typy průmyslových robotů. V současné době<br />
jsme vývoj ukončili a tento systém jsme úspěšně<br />
aplikovali u našeho zákazníka.<br />
Hlavním základem tohoto vyhledávání je<br />
použití nejnovějšího měřicího optického 2D<br />
lineárního zařízení, které se sériově vyrábí<br />
v Německu, a který je pak dále pro naše potřeby<br />
upra<strong>ve</strong>n a naprogramován.<br />
Jsme schopni měřit jak výšku, tak také profi l<br />
měřeného povrchu. Softwarová úprava řídicího<br />
programu pak umožňuje:<br />
– měřit nejnižší naměřený bod<br />
– měřit šířku spáry a stanovit její střed<br />
– měřit vzdálenost od okraje nosníku<br />
– měřit tloušťku nosníku a stanovit přesně místo<br />
začátku koutového svaru z obou stran<br />
Jednotlivé režimy práce čidla jsou nadefi novány<br />
na PC, který je součástí našeho nadřazeného<br />
řídicího systému, jeho obsluhu je možné provádět<br />
pomocí barevné dotekové obrazovky.<br />
Měření je prováděno před zahájením svařování.<br />
Čas měření jednotlivého bodu jsme stanovili<br />
na 2 s. Jsme schopni zjistit posta<strong>ve</strong>ní a odchylku<br />
celého svařence oproti původnímu upnutí.<br />
Pomocí naměřené odchylky můžeme stanovit<br />
odchylku u <strong>ve</strong>škerých bodů, přes které robot<br />
najíždí na svary a pracuje.<br />
Základní vývoj celé koncepce 2D lineárního<br />
optického navádění je u konce. Pouze úpravou<br />
software pak připravujeme různé modifi kace<br />
navádění podle potřeby technologie svařování.<br />
Zatím neznáme žádné podobné řešení od žádného<br />
dodavatele, který by podobně uni<strong>ve</strong>rzální<br />
navádění vůbec nabízel.<br />
Výhody – snadné a spolehlivé na<strong>ve</strong>dení<br />
robota na referenční body, odchylky mohou být<br />
promítnuty i do okolních bodů; bezkontaktní<br />
a rychlé vyhledávání, možnost přesného měření<br />
vzdálenosti a výšky pomocí jednoho čidla;<br />
možnost využití různých režimů pro různé svary<br />
(koutové svary, svary na tupo, převýšené svary,<br />
kruhové svary apod.). Úskalím může být robustnost<br />
čidla – v úzkých prostorech může čidlo<br />
překážet – musí se požít dlouhé krky hořáku;<br />
jsou kladeny vyšší technické nároky na hlavního<br />
programátora robotizovaného pracoviště.<br />
V současné době pracujeme na 1D lineárním<br />
systému pro navádění, který by tento nedostatek<br />
eliminoval.<br />
PRAKTICKÁ ZKUŠENOST 2D-LG<br />
První aplikaci jsme pro<strong>ve</strong>dli u společnosti,<br />
která svařuje dlouhé kolové nosníky regálových<br />
systémů. Navádění je určeno především nalezení<br />
začátku svaru při předepínání svařence, který<br />
se po svaření vyrovná. Předepnutí nelze přesně<br />
defi novat, zde přichází na řadu náš systém typu<br />
RAS.1 2D-LG.<br />
Při testech zařízení v naší dílně <strong>ve</strong>škeré testy<br />
dopadly výborně. Dokonce i 3denní školení programátorů<br />
dopadla nad očekávání. Měli jsme za<br />
to, že princip práce systému navádění bude pro<br />
uživatele příliš složitý. Opak byl však pravdou.<br />
Platí obecné pravidlo, že pokud má zákazník<br />
nevhodné pracovníky pro programování robotů,<br />
může být celá instalace nespolehlivá. V tomto<br />
případě to bylo opačně.<br />
Po instalaci robotizovaného pracoviště<br />
u zákazníka jsme měli problém s odlesky od<br />
kabelových žlabů, které byly pozinkované. I když<br />
je pracoviště vyba<strong>ve</strong>no horním odsáváním i přesto<br />
z horních světlíků prosvítaly přímé sluneční<br />
paprsky, které se od kabelových žlabů odrážely.<br />
Proto jsme tyto kabelové žlaby natřeli matnou<br />
tmavou barvou.<br />
Rovněž je potřeba dbát na to, že 2D čidlo<br />
má přesnou pozici vůči svařovacímu hořáku<br />
a případná chyba obsluhy při programování<br />
může způsobit kolizi čidla se svařencem nebo<br />
upínacím přípravkem. Odstraňování následků<br />
takové kolize může být nákladné.<br />
ZÁVĚR<br />
partnerské stránky<br />
Celé robotizované pracoviště se dvěma 3,5 m horizontálními polohovadly,<br />
s naváděním na svar a odsáváním.<br />
Pokud již dnes víte, že přesnost dílců je pro<br />
případné za<strong>ve</strong>dení robotizace svařování problematickou<br />
otázkou, zaměřte se při výběru dodavatele<br />
na partnera, který má praktické zkušenosti<br />
při řešení aktivního navádění. Avšak nechte se<br />
přesvědčit, a to nejen tím, co Vám potencionální<br />
dodavatel povídá, ale jaké má praktické výsledky.<br />
A nestačí se fyzicky podívat jen k jednomu<br />
uživateli. Minimálně se vyplatí zajet ke dvěma<br />
nebo i k více uživatelům, kteří aktivní navádění<br />
prakticky používají.<br />
Tímto článkem jsme se snažili v krátkosti<br />
celou problematiku přiblížit. Pokud budete<br />
potřebovat více praktických informací, můžete<br />
nás kontaktovat přes naše internetové stránky na<br />
adrese http://www.smartwelding.cz.<br />
SVĚT SVARU / 17
Change language