Spawanie pod ciągłą kontrolą

© Kemppi

Udostępnij:

Spawanie jest procesem niezawodnym i wydajnym, ale prawidłowość jego realizacji wymaga przestrzegania odpowiednich procedur i standardów jakości. Dlatego wciąż rośnie oferta inteligentnych systemów zdalnego nadzoru procesów spawania zarówno ręcznego, jak i z wykorzystaniem automatów czy w instalacjach zrobotyzowanych.

Rozwój technologii oraz rosnące wymagania klientów odnośnie jakości sprawiły, że współczesne spawanie stało się procesem, który musi podlegać ciągłemu monitorowaniu. Szczególnie spawanie ręczne, którego jakość zależy głównie od umiejętności operatorów urządzeń spawalniczych. Dane (natężenie prądu spawania, napięcie łuku elektrycznego, prędkość podawania drutu elektrodowego czy objętościowe natężenie przepływu gazu osłonowego) pobierane są dziś bezpośrednio z układów pomiarowych i sterowniczych urządzeń spawalniczych, a dedykowane do współpracy z rejestratorami oprogramowanie pozwala na przetwarzanie zebranych danych i przedstawienie ich w postaci szczegółowych raportów dostosowanych do wymagań dowolnego użytkownika. Takie rozwiązania to obecnie niemal standard u wiodących producentów sprzętu spawalniczego. Kemppi od lat rozwija swój program do zarządzania pracami spawalniczymi. Nowa, trzecia wersja Kemppi ARC System to specjalnie opracowany zestaw narzędzi i zaawansowane rozwiązanie do łączenia sprzętu z internetową bazą danych na potrzeby zarządzania procesem spawania. Pozwala on użytkownikowi wybrać moduły do doskonalenia dowolnego aspektu procesu produkcji, np. zarządzania jakością, kierowania projektami czy wydajności. Moduł ArcQuality odpowiada za wykrywanie niezgodności w czasie rzeczywistym i automatycznie rejestruje dane spawania na potrzeby dokumentacji dotyczącej jakości. Przykładowo, jeśli nastawione napięcie spawania przekroczy limit zapisany w WPS, system automatycznie powiadomi o tym operatora lub osobę odpowiedzialną za jakość. Spawacz jest szybko informowany o odchyleniu i poproszony o korektę napięcia spawania i pracę zgodnie z limitami instrukcji technologicznych (WPS). Jeżeli fakt ten pozostałby niezauważony to mógłby doprowadzić do wystąpienia groźnej niezgodności w złączu.



Tego typu rozwiązania pozwalają na udokumentowanie nawet pojedynczej spoiny. Można je wykorzystać zarówno w przypadku spawania MIG/MAG, jak i TIG, gdzie rygorystyczne wymogi dotyczące umiejętności spawacza, ustawień parametrów i zgodności materiałów muszą być bezwzględnie przestrzegane. Wszystkie te informacje są zapisywane, przechowywane i udostępniane (np. za pośrednictwem bezprzewodowej sieci LAN) na potrzeby różnorodnych dokumentacji dotyczących jakości spawania. Obsługując pojedyncze zakłady lub różne lokalizacje, ArcQuality tworzy jasne i oparte na faktach raporty, a bezpieczna platforma pracy w chmurze zapewnia dostęp do danych z dowolnego punktu na świecie. Oferta podobnych rozwiązań wciąż się powiększa, a pojawiające się na rynku rozwiązania niezależnych producentów świadczą o rosnącej potrzebie kontroli jakości spawania. Przykładem może być rejestrator parametrów spawania typu RPS-3 służący do monitorowania i rejestracji parametrów spawania takimi metodami, jak MMA, MIG/MIG, TIG oraz SAW. Zbiera on i przetwarza – za pośrednictwem dedykowanego oprogramowania PC – dane, takie jak: czas spawania, parametry spawania (m.in. natężenie prądu, napięcie łuku elektrycznego, prędkość podawania drutu elektrodowego, objętościowy przepływ gazu osłonowego) oraz informacje o spawaczu, WPS i umożliwia identyfikację zleceń.

Robota też trzeba pilnować

W zrobotyzowanych instalacjach spawalniczych zarówno sterownik robota, sprzętu spawalniczego, jak też innych urządzeń współpracujących w zrobotyzowanej instalacji spawalniczej mają zaimplementowane liczne funkcje diagnostyczne i generują różnorodne komunikaty informujące w czasie rzeczywistym o stanie samych urządzeń, jak i o przebiegu procesu. Komunikacja sterownika gniazda z robotem i spawarką czy też wymiana informacji między robotem a spawarką odbywa się dzisiaj na ogół za pośrednictwem przemysłowych sieci komputerowych i Internetu. Dzięki temu operatorzy i technolodzy zyskują możliwość monitorowania stanu samych urządzeń, jak też przebiegu procesu. Dostawcy sprzętu oferują specjalne pakiety oprogramowania na standardowe stacje PC, na ogół wyposażone w wygodne i funkcjonalne interfejsy graficzne. Oprogramowanie to umożliwia odczyt interesujących danych, rozbudowę oprogramowania maszyny, archiwizowanie ustawień i komunikatów, a nawet sterowanie urządzeniem z poziomu komputera. Przykładem jest Fronius Xplorer - oprogramowanie do centralnej eksploatacji, monitorowania, diagnostyki i dokumentacji usieciowanych systemów spawalniczych w zautomatyzowanych systemach produkcji. Instalowany na PC program służy do wymiany informacji ze spawarką, w tym do zarządzania i analizowania danych o wszystkich parametrach spawania. Jest to uniwersalny pakiet oprogramowania, wspólny dla różnych systemów spawalniczych Fronius. Oprogramowanie oferuje m.in. możliwość pozyskania dokładnej informacji o urządzeniach wchodzących w skład systemu spawalniczego dane na temat źródła prądu, podajnika, modułów, przystawek oraz podaje aktualny, rzeczywisty status każdego urządzenia. Pozwala także na sterowanie źródłem prądu z komputera PC czy kompleksową analizę parametrów z podaniem konkretnych wartości czasu pracy, zużycia prądu, gazu osłonowego, drutu itp.

Tego typu systemy są wciąż rozwijane i optymalizowane w oparciu o ścisłą współpracę producentów sprzętu spawalniczego z dostawcami rozwiązań zrobotyzowanych. Firma Kemppi ma w swojej ofercie KempArc Pulse – modułowe urządzenie MIG/MAG przeznaczone dla rozwiązań zautomatyzowanych, a ABB od lat oferuje modułowe cele spawalnicze ABB FlexArc jako kompletne rozwiązanie do robotyzacji procesu spawania łukowego dostępne w kilku wszechstronnych pakietach. Obaj producenci już od ponad roku współpracują w celu opracowania kompletnych pakietów przeznaczonych do spawania zautomatyzowanego. Dzięki temu, że urządzenia Kemppi znajdą się na wszystkich certyfikowanych stanowiskach w laboratoriach ABB, klienci mogą przeprowadzać testy na najnowszych dostępnych rozwiązaniach przeznaczonych do spawania zautomatyzowanego. W opracowaniu są innowacyjne, modułowe zestawy spawalnicze, które mają stać się uniwersalnymi i opłacalnymi rozwiązani dla firm różnej wielkości.



Robot na usługach człowieka

Różnorodność procesów technologicznych wykorzystujących spawanie (różnymi metodami) wymusza często bardzo zindywidualizowane rozwiązania, w których ważną rolę mogą odgrywać systemy widzenia maszynowego. Systemy wizyjne coraz częściej trafiają do zrobotyzowanych aplikacji spawalniczych – są wykorzystywane zarówno bezpośrednio w samym procesie (pozycjonowanie elementów, śledzenie spoiny itp.), w kontroli jakości spawania, jaki mogą znaleźć zastosowanie również jako pośredni element sterowania aplikacją pomiędzy operatorem a robotem. Takie rozwiązanie zastosowano u producenta łączników rurowych – w firmie Valen Fittings. Zastosowanie dwóch robotów FANUC pozwoliło na zwiększenie zdolności produkcyjnych i eliminację wysiłku fizycznego pracowników, którzy manualnie wykonywali operacje cięcia i spawania plazmowego.

Kompensując odchylenia wynikające ze specyfiki produkcji, zastosowane systemy uwzględniają adaptacyjną kontrolę ścieżki cięcia plazmowego i nadzór operatora nad kontrolą ścieżki spawania w czasie rzeczywistym. Robot FANUC M-16iB przeprowadza operację cięcia plazmowego na krawędziach (w ramach 0,5 mm tolerancji), na których następnie tworzy kąt rozwarcia rowka pod operację spawania.

Ze względu na specyfikę produkcji (nie ma dwóch identycznych wytłoczek ze względu na grubość i kształty detalu w procesie produkcji) nie istnieje możliwość pełnego zautomatyzowania procesu spawania. W celu monitorowania spawania przygotowanych sekcji przeprowadzanego przez drugiego robota (6-osiowy FANUC ArcMate 120iC) w celi zamontowano kamerę wysokiej rozdzielczości i przesuwny system sterowany joystickiem, który jest zamontowany na szóstej osi robota. Podczas każdego cyklu operator może obserwować na monitorze wtopienie boczne i wyrównanie spoiny 1-warstwowej. Dzięki zastosowaniu joysticka w celu robienia 0,5-milimetrowych przesunięć, operator może swobodnie dostosowywać palnik podczas spawania. Takie rozwiązanie pozwoliło poprawić znacząco wygląd spoiny, jednak jakość spoiny nadal odzwierciedla indywidualne umiejętności operatora.

Udostępnij:

Drukuj



Sebastian Kanikuła




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również