W Polsce stosunek przychodów niewielkich firm produkcyjnych do inwestycji w stanowisko zrobotyzowane wciąż jest niekorzystny. Zdarza się jednak, że przedsiębiorcy, chcąc kupić robota, decydują się jednak na maksymalne ograniczenie jego funkcjonalności – tak, aby zachować jak najniższą cenę. To, niestety, ślepy zaułek prowadzący do problemów z funkcjonowaniem stanowiska. Istnieje szereg czynników i elementów, na które należy zwrócić uwagę, wybierając i wyposażając nowe stanowisko spawalnicze. I choć cena odgrywa oczywiście dużą rolę, to o wyborze rozwiązania powinna zdecydować wydajność i funkcjonalność.

Decyduje funkcjonalność
Do sylwetki robota przemysłowego zdążyliśmy się przyzwyczaić – typowy zestaw składa się z robota (typu „hollow wrist” lub tradycyjnego, podajnika drutu, spawarki). Funkcjonalność robota spawalniczego jest jednak ukryta w opcjach dodatkowych, których często nie widać na pierwszy rzut oka. Wiadomo bowiem, że roboty przemysłowe z oprzyrządowaniem spawalniczym (różnego typu) mogą być stosowane w wielu branżach. Do ostatnich aplikacji firmy Comau można zaliczyć cele spawalnicze do spawania stalowych palet transportowych, koszy transportowych, a także komponenty do instalacji centralnego ogrzewania, takie jak piece czy kotły CO. W tym rozwiązaniu oprzyrządowanie spawalnicze zostało zamontowane na robotach rodziny Racer, których wysoka szybkość pozwala na skrócenie całego czasu cyklu produkcyjnego. Często jednak dodatkowe opcje (które powinny być standardem) są pomijane w celu ograniczenia kosztów. A do najważniejszych należą przede wszystkim układy śledzenia spoin i wykrywania pozycji elementu. Układy te pozwalają na korekcję niedokładności detali poprzez śledzenie prądu spawania (lub – jak mówią niektórzy – monitorowanie długości łuku) oraz poprzez dotknięcie detalu drutem przed spawaniem. W przypadku ich braku na wyposażeniu stacji jakiekolwiek niedokładności w położeniu detali wynikające z tolerancji (w praktyce jeśli niedokładności są większe niż +/- 0,5 . grubość używanego drutu) mogą powodować ogromne problemy technologiczne, z niemożliwością prawidłowego zespawania detalu włącznie. Niezwykle ważne jest również odpowiednie oprzyrządowanie spawalnicze (przyrządy spawalnicze montowane na stołach stałych obrotowych, pozycjonery poziome/pionowe/orbitalne itp.) Prawidłowo wykonane oprzyrządowanie pozwala na seryjne wytwarzanie konstrukcji z zachowaniem powtarzalności detalu (przeprężenia, bazy montażowe, zaciski ręczne lub pneumatyczne). Ponadto bezpośrednio wpływa na jakość spawanej konstrukcji poprzez wyeliminowanie niezgodności spawalniczych (w pozycjach wymuszonych istnieje większe prawdopodobieństwo wystąpienia wad spawalniczych) zapobiega odkształceniu konstrukcji pod wpływem ciepła. Coraz większego znaczenia nabiera dziś również kwestia odpowiedniego sterowania i oprogramowania robotów spawalniczych, ułatwiającego parametryzację i kontrolę procesu spawania. Dedykowana aplikacja (jak np. Smart Arc) umożliwia operatorowi intuicyjną nastawę wszystkich parametrów i pozwala kompleksowo przeprowadzić proces spawania.

Układy czyszczenia palnika i korekcji punktu TCP
Prawidłowo zaprojektowana cela spawalnicza obowiązkowo musi być wyposażona w układ czyszczenia palnika w cyklu automatycznym, a także układ do sprawdzania i korekcji punktu TCP palnika (punktu definiowanego na końcu palnika zamontowanego na robocie, który jest dla sterownika robota punktem referencyjnym, według którego wygenerowane są programy). Dlaczego to takie ważne? Cela spawalnicza musi działać w trybie automatycznym, a nieplanowane przestoje poświęcone na konserwacje palnika powodują zmniejszenie wydajności. W praktyce – jeśli wystąpi kolizja palnika, a stanowisko nie ma na wyposażeniu układu korekcji punktu TCP, operator straci 15 minut na prawidłowe ustawienie narzędzia.

Pozycjoner lub obrotnik spawalniczy – koniecznie kontrolowany jako kolejna oś robota
W niektórych rozwiązaniach integratorzy szukający oszczędności dostarczają obrotnik spawalniczy, który ma współpracować z robotem, oparty na zwykłych silnikach z przekładnią typu SEW czy NORD. Oczywiście napędy takie idealnie sprawdzają się w pozycjonerach i obrotnikach w spawaniu manualnym jednak niekoniecznie w spawaniu zrobotyzowanym. W przypadku gdy do napędu pozycjonera użyty jest serwonapęd robota, kontrolowany z kontrolera obrotnik może przyjąć dowolną pozycję, z dokładnością do 0,1 mm, może obracać się w ruchu skoordynowanym z ruchami robota (np. przy spawaniu profili zamkniętych). Tymczasem możliwości obrotnika opartego o zwykły napęd są bardzo niewielkie. W zasadzie jego zalety sprowadzają się do niższej ceny. Do wad trzeba natomiast zaliczyć brak możliwości zatrzymania się w dowolnej pozycji (z reguły jest tylko blokowany w kilku ustalonych pozycjach poprzez blokadę wstrzeliwanym pneumatycznie pinem), ponadto nie jest skoordynowany z robotem i nie daje możliwości spawania w ruchu współbieżnym z robotem profili zamkniętych.

Odpowiednie źródła spawalnicze
Warto zwrócić uwagę na źródła spawalnicze dostarczane wraz z robotami. Dobrze gdy producent robotów instaluje markowe źródła spawalnicze najlepszych producentów. Dzięki temu klient może skorzystać z dostępnego wsparcia technologicznego ekspertów ds. spawania z firm dostarczających źródło i jednocześnie posiada wygodny dostęp do części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych. W przypadku gdy źródło jest np. wbudowane w kontroler robota, klienci są zmuszeni korzystać wyłącznie z części zamiennych, serwisu i specjalistów ds. spawania z firmy z branży robotyki lub integratorskiej dostarczającej rozwiązanie. Ceny części zamiennych są często znacznie wyższe. Często „źródła wbudowane w kontroler” mają mniejsze możliwości niż markowe źródła. Producenci dostarczają też kompleksowo gotowe cele spawalnicze. Przykładem może być zunifikowana cela spawalnicza ATHOMO firmy COMAU. Składa się ona z:

• robota spawalniczego lub 2 robotów spawalniczych (możliwych do wyboru jest kilka typów robotów o różnym zasięgu),
• pozycjonera spawalniczego o konfigurowalnej długości (od 2000 mm aż do 5000 mm), o pionowej lub poziomej osi obrotu,
• kontrolera robotów COMAU – C5G, umożliwiającego sterowanie w ruchu skoordynowanym 2 robotów i wszystkich osi pozycjonera,
• markowego źródła spawalniczego firm ESAB, FRONIUS, KEMPPI,
• układów śledzenia spoin – SeamTrack i SeamFind umożliwiających korekcję niedokładności detalu w czasie spawania,
• oprogramowania spawalniczego zarządzającego całą celą,
• układów bezpieczeństwa i ogrodzeń,
• wspólnej solidnej platformy na której zamontowane są wszystkie urządzenia.

Tego typu ustandaryzowane, sprawdzone i skonfigurowane przez producenta rozwiązanie jest gotowe do spawania natychmiast po instalacji na linii produkcyjnej i montażu przyrządów spawalniczych. Tematyka prawidłowego doboru i konfiguracji zrobotyzowanych cel spawalniczych jest bardzo szeroka i nie sposób omówić wszystkich jej zagadnień w tak krótki sposób. Najważniejsze jest jednak posiadanie świadomości, że decyzja o wyborze konkretnego rozwiązania musi być poprzedzona dokładną analizą i porównaniem nie tylko cen, ale również (a może przede wszystkim) funkcjonalności i możliwości jakie zyskuje się w tej cenie.

www.comau.com