Как выбрать сварочного робота: 5 критериев принятия решений для промышленных покупателей

Как выбрать подходящего сварочного робота для вашей производственной линииМировой дефицит талантов для сварщиков - это уже не предсказание ♪ это реальность, ощущаемая каждый день на фаб-цехах The Американское сварочное общество (AWS) по оценкам, с этого момента до 2028 года США потребуется около 330 тысяч новых членов сварочной гильдии, в то время как средний возраст сегодняшних сварочных кадров составляет 55 лет. На этом фоне все больше и больше производителей обращают внимание сварочный робот системыно выбор неправильного робота сварщик может обескровлить шестизначный капитал без выгоды.

В этом руководстве представлены пять факторов принятия решений, которые промышленные покупатели используют для выбора правильного сварочного робота. Каждый из них включает фактические данные о характеристиках, контекст затрат и подводные камни для новичков.

Почему правильный сварочный робот повышает или нарушает рентабельность инвестиций в автоматизацию

Роботизированная сварка является второй по величине целью промышленных роботов в мире, на ее долю приходится около 15-21 процента установок. The Отчет IFR World Robotics 2025 указывает, что с 2024 года заводы установили примерно 542 000 новых роботов (robots) (тренд, удвоенный за последние 10 лет).Основной драйвер? Производители, которые не могут адекватно выполнить задачи ручной сварки.

По данным Бюро статистики труда данные, около 45 600 вакансий сварочных позиций открываются каждый год, часто для замены выхода на пенсию. Между тем, роботизированные сварочные аппараты обычно достигают 60-85 процентов по дуге во времени по сравнению с 20-35 процентами для сварщика в течение всего дня. Этот разрыв в производительности - это то, что производители считают таким привлекательным, но только если робот соответствует поставленным задачам сварки.

Критерий 1 — Соответствует процессу сварки вашему применению

Ваш процесс сварки определяет каждое последующее решение конкретики горелки, тип защитного газа, толщину проволоки, параметры сварки и даже полезную нагрузку робота. Прежде чем рассматривать любые модели-кандидаты, определите, какой из различных процессов сварки требуется вашим деталям.

MIG/MAG (Газометаллическая дуговая сварка)

Сварщик MIG, безусловно, наиболее широко адаптируется к различным производственным сварочным задачам. Они прядут наполнитель через непрерывно подаваемый проволочный стик, защищенный в газе на основе инертного или активного газа. Стальные варианты, алюминиевые варианты, все эти работают в MIG. Структурные-прочные детали с высокими напылениями, похожими на балки, косынки, стойкости bracesoften по умолчанию для MIG сварки робот.

TIG (Газово-вольфрамовая дуговая сварка)

Там, где MIG сварил для скорости, TIG сварил для точности. неплавящийся вольфрам выводит узкий, чистый валик сварки с небольшим или без брызг. Приложения, где внешний вид или металлургическое состояние имеет приоритет, такие как компоненты из аэрокосмической и пищевой нержавеющей стали, и тонкостенные трубы малого размера идут на TIG-связывание, а не на эффективность большого объема.

Лазерная сварка

Роботы для лазерной сварки фокусируют концентрированный луч световой энергии металлов (сохраняя зону влияния тепла крошечной. Скорости путешествий могут достигать нескольких метров a minute undistortion остается минимальным. что имеет значение для сборок, построенных с жесткими допусками. капитальные затраты бегут выше, но окупаемость приходит быстро с объемом и повторяющейся сваркой.

Точечная сварка

Точечная сварка по-прежнему составляет большую часть производства автомобильного кузова в белом. два медных электрода сжимаются на панели из листового металла и пропускают ток до тех пор, пока не образуется контактный сварной шов “nugget”. Полезная нагрузка робота может составлять более ста килограммов для пистолетов точечной сварки; выбор роботизированной руки в первую очередь будет зависеть от веса пистолета и охвата каждого места сварки.

Критерий 2 — Оценка полезной нагрузки, охвата и конфигурации оси

Каждый сварочный робот должен физически нести узел горелки, вместе с подающим проволоку, кабелями и дополнительным пакетом датчиков, к каждому месту сварного соединения. уменьшение размера полезной нагрузки или возможности достижения может привести к пропущенным положениям сварки во время сложных сварочных операций, дополнительного приспособления или модернизации переоборудования после доставки (уменьшение преимуществ роботизированной сварки еще до того, как система начнет производство).

Полезная нагрузка

Дуговые сварочные горелки со встроенными проволочными питателями обычно будут иметь массу в диапазоне 6-12 кг. Включая встроенную камеру или датчик слежения за швом, это означает нагрузку на запястье, приближающуюся к отметке 15 кг. Всегда специфицируйте полезную нагрузку с большим запасом прочности, по крайней мере, на 20 процентов выше фактического требования. Например, Zhouxiang ZXR12-2010 представляет собой полезную нагрузку массой 12 кг, в то время как ZXR10W-1440-D может управлять нагрузкой массой 10 кг, что более чем достаточно для сварочного оборудования TIG и MIG.

Достичь (Радиус руки)

Достижение определяет размер рабочего конверта. 1440 мм вылет хорошо для сварных швов от малого до среднего длиной менее метра. сварка крупных стальных конструкций, таких как пластинчатые колонны, опорные балки на уровне платформы или секции судового моста, потребует вылет более 2000 мм. Когда часть или приспособление не могут быть достигнуты даже с помощью робота с большим расстоянием, системы земля-железнодорожные системы расширяют рабочее пространство. стандартные рельсы Чжоусяна длиной 6 м легко растягиваются до пользовательских длин для сварных швов с длинным швом.

Счет оси и монтаж

Шестиосевые роботы являются отраслевым стандартом в области дуговой сварки. Его шестая ось позволяет факелу приближаться практически под любым углом. Семиосевые системы развиваются до дополнительной оси движения для работы в узких рабочих местах или при частичном перемещении за приспособлениями. монтирование универсального пола (пол, потолок, настенные кронштейны или перевернутые кронштейны (перевернутые) определяет, сколько места на полу потребляет сварочная камера.

Критерий 3 い assess Объем производства и сложность деталей

Конфигурация ячеек зависит гораздо больше от вашего типичного производственного комплекса, чем от какого-либо отдельного технического фактора. завод, производящий шестьсот одинаковых кронштейнов за смену, будет планировать совершенно иначе, чем тот, который сваривает двадцать различных структурных каркасов в неделю.

Высокий объем, простая геометрия

Если процесс сварки не требует никаких изменений, кроме повторения в каждом цикле, то простая одиночная ячейка станции будет наиболее экономичной. инструкции программы остаются одинаковыми для каждого цикла, в то время как стационарный стол (цикл) поворотный позиционер или фиксированный стол опция (фиксированный стол) может удерживать свариваемую деталь.

Большой объем, сложная геометрия

Работайте со многими сварными швами под разными углами или труднодоступными швами? Многостанционные сварочные ячейки с сервоприводными позиционерами могут помочь. Пока робот занимается сваркой на станции А, оператор загружает новую деталь на станции Б. Позиционеры наклоняют и вращают заготовку, поэтому каждое соединение оптимизировано для достижения наилучшего угла сварки, а не требует нежелательных компромиссов угла наклона горелки.

Малый объем, большой микс

Части с множеством различных номеров деталей? Программное обеспечение для автономного программирования - это решение. Операторы просто загружают 3D CAD чертежиTekla, Solid Works, или UG — и генерируют пути программ для роботов на обычном настольном компьютере, не снимая ячейку. Программирование без обучения позволяет избежать часов бега-обучения, которые делают автоматизацию с небольшими партиями неэкономичной для старых систем. эти автоматизированные сварочные системы пусть квалифицированные сварщики сосредоточатся на задачах сварки с точностью, которую роботы пока не могут воспроизвести.

Одновременное отслеживание швов может значительно улучшить согласованность и гибкость сварки. Лазерный линейный трекер, такой как датчик CP350V в рельсовых системах Чжоусян, может измерять фактическое расположение соединения во время сварки и корректировать путь горелки, чтобы компенсировать любые изменения между частями. Это особенно важно при сварке конструкционной стали и тяжелых пластин, где искажающие прихватки сварные швы могут сдвинуть соединение на 3-4 миллиметра.

Критерий 4 — промышленный робот против совместного робота (кобота)

Не каждый проект автоматизации сварки требует робота сварочной системы за забором безопасности.Совместные роботы — роботы — — — — — — сейчас установили важную роль в сварке, благодаря более низким первым затратам и готовой адаптации к малообъемным приложениям. Это сводится к скорости, пропускной способности и площади.

Когда побеждает промышленный робот

Промышленные роботы предназначены для максимальной пропускной способности Они работают на более высокой скорости (скорость инструмента 2 метра в секунду является обычным явлением), могут поддерживать гораздо более тяжелые полезные нагрузки и поддерживать рабочий цикл, который поддерживает активность дуги на 85 процентов смены или более. Если ваш рабочий процесс работает в две или три смены, сваривает тяжелые пластины или должен учитывать эргономику ячеек нескольких станций с оборудованием с рейтингом безопасности, промышленный робот является правильным выбором для использования роботизированной сварки в масштабе.

Когда побеждает кобот

Коботы не обладают высокими характеристиками промышленных роботов, но ими гораздо проще управлять Коботу не нужен защитный корпус (safety conscorus).Колбот может быть оснащен встроенными датчиками силы и приближения, управляемыми через ИСО/ТС 15066 сила и мощность ограничения, и поэтому может работать рядом с людьми операторов. рука может быть ручной провод через путь сварки, поэтому никакие робототехнические знания не нужны для внедрения новой программы. начинающийся cobot сварочная ячейка может работать примерно половину стоимости обычного промышленного, с большей частью скорости нетронутой.

Скорость - контраргумент. правила ограничивают скорость центра инструмента всего примерно до 1-1,5 метра в секунду в режиме совместной работы. Для малообъемных приложений с высоким содержанием смеси, которые не требуют использования сварочной камеры за защитным ограждением, это приемлемый компромисс. Для крупнообъемного производства 24 часа в сутки, 7 дней в неделю это не так.

Соответствие безопасности распространяется на оба пути. промышленные роботы должны соответствовать Рекомендации OSHA по безопасности роботов и стандарт ANSI/RIA R15.06 (полученный из ISO 10218).Коботы должны дополнительно удовлетворять ограничениям силы и давления ISO/TS 15066 для 29 определенных областей тела. В США, OSHA 29 CFR 1910.252-255 покрывает дуговую сварку, контактную сварку и противопожарную сварку без каких-либо условий, является ли сварщик человеком или роботом.

Вся цена наклейки руки сварочного робота говорит вам, что система будет стоить на бумаге Когда я попытаюсь сделать справедливую оценку, я полагаюсь на TCO — от первой покупки до 10 или более лет производства.

Начальный капитал

• Робот-манипулятор — наиболее очевидные расходы, хотя обычно они составляют всего от двадцати пяти до тридцати пяти процентов от общего количества клеток.
• Источник питания - MIG, TIG или лазерная головка, соответствующая процессу сварки.
• Факел и питатель проволоки us-сторона
• приспособления и позиционеры — специализированные инструменты, используемые для удержания детали на месте
• Безопасный корпус (Safe enclosure), блокировки, световые занавески (не нужны для коботов)
• Интеграционный труд ввод в эксплуатацию, электрический, программирование,
• Обучение оператор и обслуживающий персонал

Текущие затраты

• Сварочная проволока, защитный газ, контактные наконечники и сопла (наиболее постоянно повторяющийся элемент линии)
• Профилактическое обслуживание — очистка горелки, проверка кабеля, смазка для сервопривода Станция очистки пистолета (как и SC220A, входящая в состав рельсовых систем Zhouxiang) автоматизирует очистку сопла между циклами и сокращает незапланированные простои.
• Запчасти ♪ моторы, редукторы, корпуса горелок
• Электричество — роботы потребляют 4 — 6 кВА во время сварочных операций

Скрытые затраты на просмотр

• Модификация напольного пространства (вентиляция, удаление дыма, модернизация электрических панелей)
• Лицензии на программное обеспечение для сварки для автономного программирования и моделирования
• Время простоя производства во время установки и нарастания (обычно 2 (4 недели)
• Модернизация крепления при изменении геометрии детали

Расчет окупаемости

Данные по отрасли из многих источников неизменно указывают на окупаемость инвестиций в роботизированную сварочную установку, работающую с использованием от умеренного до высокого, за 1-3 года. Вот основная математика:

Удобный короткий отруб (handy shortcut) compute the cost per weld, not the cost per robot.Ячейка $120,000, делающая 400 сварных швов/смену в течение 2 смен (примерно 200K сварных швов/год), будет меньше $1/сварка менее чем за 18 месяцев, безусловно, является сильной отдачей от инвестиций для любого ручного сварочного цеха.

Следующие шаги — от выбора до первой сварки

После того, как вы оценили 5 критериев выше, это обычно займет три-шесть месяцев для пути от заказа на поставку до производственной сварки. Вот упрощенный контрольный список реализации, который суммирует ключевые этапы.

• ✔
  Определить процесс сварки и типы соединений МИГ, ТИГ, лазер, диапазон толщины материала; углы доступа к соединению
• ✔
  Размер робота ≥ маржа платной загрузки ≥ 20% выше веса инструмента; охват охватывает полный конверт детали плюс безопасный зазор
• ✔
  Спроектируйте расположение ячеек счетчик станций, тип позиционера, маршрутизация удаления дыма
• ✔
  Проведите тестовые сварные швы перед тем, как приступить к полному производственному программированию, купонные тесты на репрезентативных соединениях
• ✔
  Тренируйте свою команду операторы, обслуживающий персонал и как минимум один руководитель внутреннего программирования
• ✔
  Наращивать постепенно — начните с самой высокой части, стабилизируйте время цикла и качество, затем расширьте

Выбор правильной системы так же важен, как и выбор правильного робота, Вам нужен поставщик, который может доставить, не только роботизированные сварочные решения, но и специфичные для сварки ноу-хау, послепродажную поддержку, запасные части, и техническое обучение.Zhouxiang предлагает полное решение, спаривая каждую шестиось промышленный сварочный робот с дизайном ячеек "под ключ", программным обеспечением для автономного программирования и вводом в эксплуатацию на месте.

Часто задаваемые вопросы