Sistemele robotizate de sudare: o necesitate, dar şi o mare necunoscută pentru utilizatorii din România (III)

Conform promisiunii din articolul trecut, în prezentul articol voi încerca să ofer o descriere detaliată referitoare la alegerea optimă a echipamentelor de sudare MIG/MAG şi a accesoriilor destinate aplicaţiilor de sudare robotizată. Alegerea echipamentului de sudare adecvat este un proces delicat, în special atunci când respectivul echipament urmează a fi integrat într-un sistem robotizat sau automatizat de sudare.

În primul rând, la alegerea echipamentului de sudare, indiferent că acesta este un echipament pentru sudare manuală sau pentru o aplicație robotizată, se va ține cont de următoarele criterii de bază:

• Durata activă a echipamentului trebuie să fie cât mai mare și anume, la amperaj maxim echipamentul trebuie să aibă o durată activă de minim 40%, iar testele trebuie să fie efectuate la temperatura de 40oC;
• Se recomandă ca aerul pentru răcirea componentelor electronice să nu vină în contact direct cu plăcile electronice, ci să treacă prin canale speciale, eventual practicate în blocurile din aluminiu pe care vor fi instalate plăcile electronice, în felul acesta protejându-se componentele de praf și de alți agenți dăunători, fapt care conduce la creșterea duratei de viață a echipamentului;
• Pentru o mai bună precizie, motorul derulatorului de sârmă va fi controlat prin intermediul unui encoder și nu prin intermediul unui tahometru;
• Cuplul motorului din derulatorul de sârmă trebuie să fie cât mai mare;
• Sursa de sudare trebuie să fie prevăzută cu minim un ventilator pentru echipamente de până la 300 de amperi și minim două ventilatoare pentru echipamente mai puternice;
• Unitatea de răcire cu lichid, în cazul echipamentelor prevăzute cu o astfel de unitate, trebuie să fie echipată cu trei ventilatoare, iar motorul pompei trebuie să fie încapsulat, în scopul creșterii fiabilității echipamentului;
• Sursa va trebui să permită echiparea ulterioară cu diverse plăci electronice pentru aplicații precum: Push-Pull și Push-Push, cu diverse interfețe pentru automatizare, etc.

Pe lângă aceste criterii de bază în alegerea unui echipament de sudare, atât utilizatorii finali, cât și integratorii vor trebui să țină cont și de alte aspecte particulare, determinate de către fiecare aplicație în parte:

• Un aspect foarte important va fi flexibilitatea dorită pentru sistemul de sudare. Pentru a ne asigura că un sistem de sudare oferă flexibilitatea maximă pe care o dorim, este important să analizăm cu atenție piesele care urmează a fi realizate pe respectivul sistem și să determinăm dacă acestea vor putea fi realizate doar prin sudare MIG/MAG sau dacă este necesară și sudarea TIG.

În cazul în care se ajunge la concluzia că piesele care urmează a fi realizate necesită atât operații de sudare MIG, cât și operații de sudare TIG, se va opta pentru un echipament multifuncțional, care va permite atât sudarea MIG/ MAG, cât și sudarea TIG cu amorsare în înaltă frecvență (HF), iar alegerea accesoriilor de sudare se va face astfel încât să permită trecerea rapidă între cele două procese de sudare. În mod optim, schimbarea procesului de sudare se va face prin utilizarea unui sistem automat de schimbare a pistoletului și a unei stații de depozitare pentru celălalt pistolet sau, în scopul reducerii costurilor, doar prin schimbarea capului de sudare, cablurile și celelalte componente rămânând neschimbate.

• FOTO 1. Sistem automat de schimbare a pistoletului de sudare

• Un alt aspect deosebit de important ține de alegerea modului de răcire a pistoletului de sudare. O analiză optimă a întregului proces de sudare va permite alegerea echipării ideale, permițând, în multe cazuri, reducerea investiției inițiale și/sau a costurilor de utilizare. Astfel, în luarea unei decizii referitoare la utilizarea unui echipament de sudare, cu sau fără unitate de răcire cu lichid pentru pistoletul de sudare, se va ținecont de detalii precum: materialele care se sudează, amperajele necesare, lungimea cordoanelor de sudură, etc. Se recomandă a fi luate în considerare următoarele sfaturi:
• În cazul în care se sudează cu amperaje de până la 280 - 300 A, iar pistoletul este suficient de bine dimensionat, se poate utiliza un sistem cu răcire cu gaz;
• În cazul în care amperajul este mai mare de 280 - 300 A sau atunci când se sudează aluminiu va trebui să alegem echipamente răcite cu lichid.
• Modul în care se realizează detecţia pieselor înainte de începerea operaţiei de sudare și, respectiv, urmărirea traiectoriei în timpul sudării, sunt alte detalii foarte importante în alegerea accesoriilor care vor echipa sistemul robotizat de sudare. Acest lucru este determinat de mai mulți factori, cum ar fi: tipul robotului utilizat, accesibilitatea la zona de îmbinare, materialul care se sudează etc.

De exemplu, în cazul aplicațiilor la care detecția piesei se va face prin intermediul capătului liber al sârmei este foarte importantă dotarea sistemului robotizat cu o stație de curățare interioară a calotei de gaz și tăiere a capătului liber al sârmei. De asemenea, în cazul aplicațiilor la care detecția piesei se va face prin intermediul calotei de gaz este foarte importantă dotarea sistemului robotizat și cu o stație de curățare exterioară a calotei de gaz. În acest fel, pe lângă mărirea acurateții de detecție se va ob- ține și o creștere substanțială a duratei de viață a consumabilelor, datorită utilizării stațiilor de curățare a calotei de gaz.

• FOTO 2. Stație pentru curațarea interioara a calotei degaz și pentru taiereacapatului liber al sârmei

Nu în ultimul rând, pentru reducerea timpilor morți și mărirea acurateții de detecție este foarte important să avem un capăt liber al sârmei, cu o lungime constantă. Din acest motiv se va opta, pe cât posibil, pentru pistolete de sudare prevăzute cu un dispozitiv de blocare a sârmei, pentru sisteme Push-Pull sau Push-Push.

• FOTO 3. Exemplu de gât de pistolet care permite schimbarea consumabilelor în funcție de cerințele aplicației

Accesibilitatea în zonele de îmbinare este un alt criteriu important care influențează alegerea accesoriilor de sudare. Din acest motiv, este foarte important să se opteze pentru accesorii care permit alegerea consumabilelor (calotă de gaz, difuzor de gaz, duză de contact) în funcție de cerințele fiecărei aplicații.

Un alt accesoriu deosebit de important în configurația unui sistem robotizat de sudare este camera laser pentru urmărirea rostului. Alegerea acesteia poate fi o adevărată loterie pentru mulți utilizatori finali din următoarele motive:

• În primul rând există o gamă largă de astfel de camere, iar prețurile lor reprezintă un procent semnificativ din valoarea totală a unui sistem robotizat de sudare, mergând la valori între 25.000,00 și 60.000,00 de euro fără TVA.
• Există camere laser simple care urmăresc doar traiectoria îmbinării și camere laser care urmăresc traiectoria, calculează volumul îmbinării și comunică cu robotul și echipamentul de sudare, permițând modificarea automată a parametrilor de sudare în funcție de modificările rostului.
• De asemenea, există camere laser care au un câmp de vizibilitate mai mare sau mai mic, iar alegerea între ele trebuie făcută în funcție de tipul de material care se sudează și, respectiv, de geometria îmbinării.
• Nu în ultimul rând există camere laser la care software-ul de control este instalat pe un calculator extern care trebuie să stea lângă celula robotizată și de asemenea, camere laser la care software-ul este integrat în telecomanda robotului, ușurând în acest mod foarte mult activitatea operatorului.
• Există camere laser dotate cu propria lor axă externă care permite poziționarea optimă a camerei în funcție de geometria pieselor de sudat. Din aceste motive, pentru alegerea corectă a camerei laser va trebui să se țină seama de următoarele:
• Gradul de accesibilitate la piesa de sudat al sistemului format din pistoletul de sudare și camera laser. În cazul în care se constată faptul că existența camerei laser reduce accesibilitatea robotului la zonele de sudare se va opta pentru o stație de depozitare a camerei laser. În acest fel, după verificarea traiectoriilor camera laser va fi așezată de către robot pe stația de depozitare, iar pistoletul va avea din nou accesibilitate maximă la piesa de sudat.
• În cazul în care piesele prezintă rosturi variabile de îmbinare se va opta pentru o camera laser care să permită măsurarea în timp real a volumului din zona de îmbinare și care să permit modificarea automată a parametrilor de sudare pentru a compensa variațiile rostului.
• Dacă geometria piesei necesită echiparea camerei laser cu axă de rotație, se va recurge la această variantă (în care axa de rotație este controlată de către controlerul robotului).
• În general, pentru o bună comportare în timp și pentru mărirea duratei de viață a camerei laser se va recurge la instalarea unor camera laser răcite cu lichid.

• FOTO 4. Camera laser la care software-ul de control este instalat în telecomanda robotului, ușurând în acest fel activitatea operatorului

Nu în cele din urmă, este foarte important să ţinem cont de toate soluţiile speciale care ne permit îmbunătățirea calității produselor realizate și reducerea costurilor de producție. În momentul de față putem găsi soluții pentru:

• sudarea MAG a țevilor cu pereți groși și rost variabil, fără necesitatea utilizării protecției la rădăcină;
• sudarea vertical descendentă a tablelor subțiri cu rost mare;
• sudarea MAG a pieselor cu rost îngust, în scopul reducerii unghiului de șanfren în cazul tablelor groase, permițând creșterea productivității și diminuarea deformațiilor termice.

În speranța că aceste informații vă vor fi de ajutor în luarea deciziei optime de echipare a viitorului dumneavoastră sistem robotizat de sudare, vă mulțumesc pentru atenția acordată și vă asigur că în edițiile viitoare voi încerca să vă prezint și alte aspecte importante cu privire la tehnologiile de sudare.