Bahan yang berbeda, ketebalan pelat, ukuran batch, dan struktur benda kerja memberikan tuntutan yang sangat berbeda pada solusi pengelasan robotik. Artikel ini membahas skenario umum seperti pengelasan masukan-lembar tipis-panas-tipis, pengelasan paduan aluminium, pengelasan multi-lapisan multi-lintasan pada pelat-tebal sedang, pelacakan jahitan, koordinasi multi-sumbu, pengelasan kolaboratif, dan pengelasan-pengajaran-bebas berbasis penglihatan. Laporan ini meninjau produk robot pengelasan dan kemampuan proses untuk membantu produsen beralih dari "tantangan pengelasan" ke solusi otomatisasi yang lebih tepat. Saat membeli robot las, jangan membandingkan spesifikasi robot saja. Evaluasi seluruh kemampuan pengelasan yang terdiri dari robot, sumber daya pengelasan, proses, penginderaan jahitan, sumbu eksternal, dan database ahli.
“Robot las seperti apa yang cocok dengan benda kerja kita?” Ini adalah salah satu pertanyaan yang paling sering ditanyakan oleh produsen ketika mempersiapkan otomatisasi pengelasan.
Namun siapa pun yang benar-benar menjalankan proyek pengelasan robot mengetahui bahwa jawabannya tidak dapat ditemukan hanya dengan melihat "berapa banyak muatan yang dimiliki robot atau berapa panjang lengannya."
Bahkan di antara robot pengelasan, lembaran 0,5 mm dan pelat 50 mm memerlukan dua pendekatan teknis yang sangat berbeda. Benda kerja terstandarisasi dan struktur-batch non-standar kecil memberikan tuntutan yang berbeda pada sistem otomasi. Baja karbon, baja tahan karat, lembaran galvanis, dan paduan aluminium juga sangat berbeda dalam masukan panas, perpindahan tetesan, hujan rintik-rintik, kedalaman penetrasi, dan kontrol distorsi.
Jadi ketika sebuah perusahaan membeli robot las, yang sebenarnya perlu dipilih bukanlah satu robot, melainkan solusi pengelasan lengkap yang terdiri dari robot itu sendiri, sumber tenaga pengelasan, proses pengelasan, penginderaan jahitan, sumbu eksternal, dan sistem perangkat lunak.
Jadi, bagaimana sebaiknya Anda memilih skenario manufaktur yang berbeda?
Lembaran tipis terbakar, terdistorsi, dan berceceran banyak. Solusi pengelasan mana yang harus Anda pilih?
Ini adalah salah satu masalah paling umum pada perangkat keras, suku cadang otomotif, lembaran logam, dan fabrikasi baja tahan karat.
Konflik inti dalam pengelasan-lembar tipis adalah Anda harus memastikan sekring las, tanpa membiarkan masukan panas berlebihan menyebabkan luka bakar-, kendur, distorsi, atau percikan besar.
Pendekatan tradisional adalah dengan mengurangi arus dan kecepatan gerak, namun hal ini dapat menyebabkan efisiensi pengelasan yang lebih rendah, permulaan busur yang tidak stabil, atau pembentukan manik yang buruk.
Untuk skenario ini, CRP saat ini menawarkan dua jenis solusi utama.
Tipe pertama adalah seri Pro dan Nynhan, yang menggunakan kontrol terpadu antara robot dan sumber daya pengelasan untuk meningkatkan kemampuan pengelasan-spatter dan-lembar tipis.
Misalnya, seri Pro-generasi baru telah ditingkatkan versinya untuk proses-lembar tipis, dan menawarkan proses polaritas-lembar lurus ultra-tipis 0,6 mm.
Seri Nynhan berfokus pada percikan{0}sangat rendah, pemrograman cepat, desain terintegrasi, dan-gerakan berkecepatan tinggi. Sumber daya pengelasannya yang cocok menggunakan kontrol frekuensi tinggi 100 kHz dan mempertahankan kontrol percikan yang baik bahkan pada 200 A. Sumber ini juga mendukung proses lembaran tipis, pulsa busur pendek, dan pengelasan kawat berinti fluks.
Tipe kedua adalah pengelasan busur dingin / solusi masukan-tipe-panas-rendah, untuk aplikasi dengan persyaratan lebih tinggi pada lembaran tipis.
Pengelasan busur dingin CRP menggunakan obor pengumpan kawat servo untuk mengontrol retraksi kawat pada frekuensi tinggi. Menggabungkan kontrol fisik dan elektromagnetik, ini menghasilkan perpindahan tetesan yang lebih lembut dan dengan demikian menurunkan masukan panas secara keseluruhan. Teknologi ini memiliki fitur percikan mendekati-nol, masukan panas rendah, panjang busur stabil, kemampuan menjembatani celah-yang kuat, dan-pengelasan berkecepatan tinggi.
Bisakah robot mengelas baja karbon, lembaran galvanis, dan baja tahan karat dengan ketebalan sekitar 0,5 mm dengan andal?
Ya, tetapi batasan prosesnya berbeda dari satu bahan ke bahan lainnya.
Robot las busur dingin CRP kini terlindungibaja karbon, baja tahan karat, lembaran galvanis, aluminium, dan tembaga, di antara materi lainnya. Kisaran umum yang berlaku adalah: baja karbon sekitar 0,5–5 mm, baja tahan karat sekitar 1,0–5 mm, lembaran galvanis sekitar 0,5–5 mm, tembaga 1–5 mm, dan aluminium sekitar 1 mm ke atas.
Dalam pengujian proses, pengelasan busur dingin telah mencapai pengelasan butt pada lembaran baja karbon ultra-tipis 0,5 mm. Dalam kasus khusus, hal ini telah dilakukan lebih jauh, dengan mengelas lembaran baja karbon ultra-tipis 0,4 mm, dan pengelasan telah diverifikasi di bawah dua gas pelindung: 80% Ar + 20% CO₂ dan 100% CO₂. Dibandingkan dengan pengelasan berpelindung gas-biasa, pengelasan busur dingin mengurangi masukan panas sekitar 20%, yang secara efektif mengurangi distorsi pengelasan.
Untuk lembaran galvanis, masukan panas rendah juga sama pentingnya.Lapisan seng mudah terbakar pada suhu tinggi, yang juga dapat meningkatkan porositas dan percikan. Dalam pengujian busur dingin CRP, dibandingkan dengan proses percikan rendah-konvensional, beberapa skenario pengujian lembaran galvanis menunjukkan porositas berkurang lebih dari 20%, percikan berkurang lebih dari 10%, dan kedalaman penetrasi meningkat lebih dari 30%.
Mengapa pengelasan paduan aluminium lebih sulit? Apa yang harus dicari oleh solusi robot?
Pengelasan aluminium selalu menjadi skenario yang menguji kemampuan proses robot las.
Alasannya lebih dari sekadar konduksi panas yang cepat dari paduan aluminium. Hal ini juga mencakup stabilitas pengumpanan kawat, penyalaan busur, kontrol tetesan, pembentukan manik, dan lapisan oksida. Jadi pengelasan aluminium tidak dapat dipahami hanya sebagai "menukar gulungan kawat aluminium".
Solusi pengelasan busur dingin CRP menggunakan umpan kawat dorong-tarik servo dengan kontrol panjang busur, sehingga gerakan kawat dan keadaan busur terkoordinasi dengan lebih tepat. Perusahaan ini telah mengembangkan berbagai proses pengelasan aluminium dan dapat memproduksi manik-manik las-bersisik ikan.
Bagi pelanggan, ada dua pertanyaan yang paling penting: apakah sistem pengumpanan kawat dapat menangani kawat dengan stabil, dan apakah ada parameter proses matang yang dapat dipanggil secara langsung untuk berbagai ketebalan pelat, jenis sambungan, dan persyaratan tampilan las.
Mengapa kesulitannya melonjak saat-pelat dengan ketebalan sedang, mesin konstruksi, dan pengelasan struktur baja?
Jika masukan panas adalah masalah tersulit dalam pengelasan-lembaran tipis, maka untuk pelat-tebal sedang, masalah tersulitnya adalah penetrasi, fusi, stabilitas, dan konsistensi di beberapa lapisan dan lintasan.
Mesin konstruksi, mesin pertanian, struktur baja, dan peralatan besar sering kali terlibatAlur V-, K-, dan J-sendi. Semakin tebal pelat, semakin banyak jalur las yang perlu diisi, dan semakin tinggi tuntutan perencanaan jalur robot, urutan pengelasan, dan manajemen parameter.
Salah satu sasaran penentuan posisi seri RH CRP adalah aplikasi-pelat tebal sedang dan perluasan multi-sumbu, dengan dukungan untuk pencarian jahitan, pelacakan busur, pengelasan multi-lapisan multi-lintasan, dan koordinasi-sumbu eksternal.
Lebih penting lagi,CRP tidak hanya memecahkan masalah "dapatkah robot mengelas pelat tebal?" Mereka sedang membangun database ahli untuk-pelat dengan ketebalan sedang.
Dalam penggunaan sebenarnya, operator dapat memasukkan informasi seperti ketebalan pelat, kawat, gas pelindung, jenis alur, dan ukuran kaki, serta meminta sistem menghasilkan set parameter lintasan multi-lapisan multi-yang sesuai. Setelah dibuat, las tersebut dapat ditinjau, dimodifikasi, dan disimpan kembali, sehingga jenis las yang sama dapat dipanggil berulang kali.
Hal ini secara bertahap mengubah proses pengelasan dari "bergantung pada pengalaman pribadi" menjadi "aset data yang dapat direplikasi".
Di bidang pelat ultra{{0}tebal, CRP juga telah melakukan eksplorasi proses yang cukup sistematis. Dalam kondisi pengelasan-gas CO₂ dan campuran, telah dilakukan penelitian tentang pengelasan multi-lapisan multi-pass otomatis pada pelat ultra-tebal 10–100 mm dengan berbagai bentuk alur, meliputi alur V-, K-, dan J{10}}.
Kesalahan perakitan benda kerja yang besar: bagaimana robot mengetahui bahwa lasan telah menyimpang?
Ini adalah masalah yang harus diselesaikan setelah pengelasan robotik berpindah dari laboratorium ke pabrik nyata.
Betapapun tingginya keakuratan posisi pengulangan robot, hal ini hanya menjamin bahwa "robot mengulangi jalur yang diajarkan". Namun sebenarnya lasan tidak selalu berada pada posisi yang sama.
Kesalahan pemotongan pelat, kesalahan perlengkapan, penyimpangan alur, kesalahan kumulatif dari proses hulu, dan distorsi termal semuanya dapat membuat pengelasan sebenarnya menyimpang dari jalur teoritis.
Jadi robot juga perlu "merasakan". Solusi pengelasan CRP saat ini telah membentuk kombinasi teknologi:penginderaan sentuhan, pelacakan busur, pelacakan laser, penglihatan, dan koordinasi multi-sumbu.
Setelan penginderaan sentuh menemukan posisi las sebenarnya sebelum pengelasan; pelacakan busur secara dinamis mengoreksi jalur selama pengelasan berdasarkan sinyal busur.
Sistem pelacakan busur CRP dapat melacak secara stabil pada arus sekitar 120 A dan lebar tenunan sekitar 1 mm, dan secara otomatis mengoreksi jalur pengelasan.
Pelacakan laser memindai profil alur secara real-time dengan sensor laser dan secara dinamis mengoreksi postur dan jalur obor, sehingga menawarkan kemampuan adaptasi yang lebih baik terhadap celah dan ketidaksejajaran.
CRP juga dapat membangun stasiun kerja digital dari model 3D, menggunakan database ahli untuk mencocokkan proses, dan memperbaiki jalur secara real time melalui pelacakan proses.
Struktur besar di luar jangkauan, dengan postur pengelasan yang rumit: apa yang harus dilakukan?
Dalam mesin konstruksi, struktur baja, mesin pertanian, dan manufaktur peralatan besar, robot{0}sumbu enam saja sering kali tidak cukup.
Benda kerja yang besar dapat menjangkau beberapa meter, sehingga robot harus mencakup area kerja yang lebih luas sambil menjaga pengelasan pada posisi pengelasan yang menguntungkan. Hal ini memerlukan robot untuk bekerja sama dengan sumbu eksternal seperti lintasan tanah dan pengatur posisi.
Satu robot mendukung hingga6+6, total 12 sumbu, ekspansi, dan mendukung kombinasi seperti rel linier dan positioner dua-sumbu.
Misalnya, salah satu proyek mesin pertanian telah menggunakan koordinasi 11-sumbu: robot 6-mekanisme sumbu + 3 eksternal-sumbu + positioner 2-sumbu, dipadukan dengan penginderaan sentuh, pelacakan busur, dan fungsi multi-lintasan multilapis untuk menyelesaikan pengelasan pelat tebal sedang yang kompleks.
Nilai dari sistem seperti itu bukan hanya “robot dapat menjangkau lebih jauh”. Positioner secara aktif mengubah postur benda kerja, mengubah beberapa posisi pengelasan vertikal dan overhead menjadi postur pengelasan yang lebih baik, yang membantu meningkatkan stabilitas kualitas.
Jumlah kecil, banyak varian, banyak-bagian non-standar: apakah robot masih cocok?
Di masa lalu, banyak perusahaan percaya bahwa pengelasan robotik cocok-komponen standar bervolume besar seperti yang ada di pabrik otomotif, sedangkan pengelasan manual lebih fleksibel untuk-komponen non-standar-dalam jumlah kecil.
Penilaian itu sedang berubah. CRP saat ini mempunyai dua jalur teknis untuk mengatasi hal ini.
Salah satu caranya adalah robot pengelasan kolaboratif.Model pengelasan kolaboratif CRP saat ini mencakupRC09-05-W, RC13-10-W, dan RC18-05-W.
Nilai terbesar dari pengelasan kolaboratif bukan hanya robotnya yang lebih ringan dan fleksibel. Hal ini membuat pemrograman pengelasan dan pergantian menjadi lebih sederhana, mengurangi ketergantungan perusahaan pada pemrogram robot khusus.
Operator dapat langsung menyeret robot hingga mendekati titik target, lalu menyempurnakan-penyetelan ke enam arah (atas/bawah, kiri/kanan, maju/mundur) menggunakan joystick di efektor akhir, dan mencatat perintah titik, garis, busur, pengelasan, dan tenun langsung di efektor akhir.
Pengelasan kolaboratif CRP juga mendukung fungsi perangkat lunak pengelasan seperti tenun, multi-lapisan multi-pass, pencarian jahitan, dan pelacakan busur, serta menawarkan deteksi tabrakan, UPS, dan kompensasi gravitasi.
Untuk penerapannya, robot las kolaboratif CRP mendukung beberapa bentuk, termasuk kereta bergerak, dudukan magnet, dan ekstensi sumbu{0}}eksternal. Kereta bergerak telah diiterasi ke generasi kedua dan lebih cocok untuk lantai produksi sebenarnya; basis magnet standar cocok dengan CRP-RC09-05-W dan CRP-RC13-10-W. Untuk proyek yang membutuhkan jangkauan kerja lebih besar atau positioner tambahan, robot kolaboratif juga dapat memperluas hingga 5 sumbu eksternal.
Bosan mengajar setiap hari: dapatkah robot "menemukan benda kerja dan menghasilkan jalur" sendiri?
Ini sudah menjadi arah penting untuk tahap otomatisasi pengelasan selanjutnya.
CRP kini telah mengembangkan beberapa solusi pengelasan cerdas yang didorong oleh visi dan model.
Misalnya, untuk bagian struktur-batch kecil dan multi-variasi, sistem dapat memindai benda kerja dan memodelkan-baliknya, tanpa memerlukan gambar terlebih dahulu. Ini mendukung lebih dari 10 bentuk struktur seperti balok H-, dan secara otomatis menghasilkan jalur pengelasan yang sesuai.
Untuk jahitan cincin bagian dalam dan luar pada alat kelengkapan pipa,sistem pengajaran visi-bebas dapat memindai las, membalikkan-memodelkannya, dan secara otomatis menghasilkan program pengelasan, sambil berkoordinasi dengan sumbu eksternal dan merencanakan sudut positioner.
Dalam skenario menara baja transmisi daya, solusi CRP juga dapat menggunakan awan titik laser garis untuk mengidentifikasi pengelasan, secara otomatis mengelas menara pipa baja berdiameter 600–2000 mm, dan secara otomatis mencocokkan proses pengelasan dari database parameter ahli multi-lapisan multi-pass.
Selain itu, dalam skenario lembaran-baja tahan karat standar seperti boiler dan penukar panas, pengelasan otomatis dapat diselesaikan melalui kombinasi gambar CAD, visi 3D, obor TIG khusus, dan pelacakan busur.
Apakah pengelasan robotik yang lebih cepat selalu lebih baik?
Belum tentu. Kecepatan pengelasan harus dibangun berdasarkan kualitas las yang stabil.
Khususnya dalam pengelasan-lembar tipis, jika Anda mengejar kecepatan dan berakhir dengan putusnya busur, undercut, porositas, atau pembentukan manik yang buruk, biaya pengerjaan ulang mungkin akan lebih tinggi.
Salah satu fitur teknologi busur dingin CRP adalahini mengoreksi panjang busur melalui kontrol-lingkaran tertutup terus-menerus, menjaga busur tetap stabil bahkan ketika kecepatan pengelasan dan-kawat menonjol berubah.
Dalam beberapa pengujian proses, dibandingkan dengan-pengelasan hujan rintik-rintik rendah, kecepatan pengelasan busur dinginmeningkat sebesar 10% –20% atau lebih, Danlebih dari 50%dalam kondisi pengelasan-arus tinggi,-kecepatan tinggi.
Mengapa pengelasan pabrikan yang berbeda sangat berbeda pada robot yang sama?
Karena robot hanya memecahkan “cara bergerak”. Termasuk juga yang sangat menentukan kualitas lassumber listrik pengelasan, sistem{0}}pengumpanan kawat, algoritma kontrol, dan proses pengelasan.
Ambil contoh Nynhan: robot dan tukang las menggunakan kontrol terintegrasi, sehingga parameter tukang las dapat diatur dan disimpan langsung pada liontin pengajaran robot, dan parameter yang disederhanakan mengurangi kesulitan bagi operator dalam menyesuaikan proses.
Solusi busur dingin melangkah lebih jauh dengan merancang robot, kawat servo-pengumpan obor, tukang las, dan algoritme kontrol sebagai satu sistem yang lengkap.
Misalnya, dalam kontrol panjang busur, sistem memantau panjang retraksi kawat secara real-time dan menyesuaikan kecepatan pengumpanan kawat melalui kontrol-loop tertutup. Hal ini menjaga arus dan panjang busur tetap stabil ketika terjadi perubahan, sehingga menghasilkan kedalaman penetrasi dan pembentukan las yang konsisten.
Hal ini juga menunjukkan prinsip pemilihan penting: robot industri dapat menjadi perangkat-bertujuan umum, namun robot pengelasan tidak bisa hanya memiliki kemampuan gerak-untuk tujuan umum. Bagi pelanggan pengelasan, yang lebih penting adalah seberapa banyak pengalaman nyata dalam proses pengelasan yang telah dikumpulkan oleh pabrikan.
"Lembaran kami terlalu tipis, pengelasan manual mudah terbakar, dan setelah itu kami memerlukan penggilingan berat dan koreksi bentuk." Untuk pelanggan seperti ini, hal pertama yang harus dilihat adalah kemampuan mengontrol masukan panas dan perpindahan tetesan, bukan hanya presisi robot.
Setelah Anda memikirkan kondisi ini secara menyeluruh, Anda akan menemukan bahwa saat ini "membuat robot bergerak sesuai jalur yang telah diajarkan" bukan lagi masalah tersulit. Kesulitan sebenarnya adalah: bagaimana mengontrol masukan panas pada lembaran tipis; cara mencapai penetrasi yang stabil pada-pelat dengan ketebalan sedang; cara menyelesaikan pengelasan multi-lapisan multi-pass pada pelat setebal 50 mm atau 100 mm; bagaimana menemukan lasan ketika benda kerja menyimpang; cara mencapai koordinasi multi-sumbu pada struktur besar; cara menurunkan biaya pemrograman untuk batch kecil dan banyak varian; bagaimana menjamin kualitas las pada material khusus seperti paduan aluminium dan lembaran galvanis; dan bagaimana mengubah akumulasi pengalaman bertahun-tahun dari para tukang las yang unggul menjadi parameter proses yang dapat ditiru dan basis data ahli.
Dari pengelasan-percikan kecil,-kinerja tinggi pada Pro dan Nynhan, hingga koordinasi-pelat tebal sedang dan multi-sumbu seri RH; mulai dari masukan panas rendah pada pengelasan busur dingin/CMT, hingga penerapan pengelasan kolaboratif yang fleksibel; dan ke operasi bebas pengajaran berbasis visi, koordinasi sumbu eksternal, dan basis data ahli, CRP secara bertahap mengintegrasikan kontrol robot, sumber daya pengelasan, proses pengelasan, dan penginderaan cerdas ke dalam satu sistem teknologi pengelasan yang lengkap.
Bagi produsen, dalam memilih robot las, daripada hanya bertanya “Berapa harga robot ini?”, lebih baik tanyakan dulu, “Di mana sebenarnya benda kerja saya yang sulit dilas?” Yang pada akhirnya menentukan kualitas, biaya, dan efisiensi bukanlah robotnya saja, namun keseluruhan sistem teknologi di baliknya: sumber tenaga pengelasan, proses, sensor, dan perangkat lunak cerdas. Dan inilah kunci untuk menggerakkan otomatisasi pengelasan dari “robot yang menggantikan tenaga kerja” menuju “kecerdasan proses”.