Đang tải...

Công nghệ cơ khí Robot hàn

Thảo luận trong 'Cơ khí chế tạo' bắt đầu bởi autovn, 3/3/10.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. autovn
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    29/7/09
    Số km:
    979
    Được đổ xăng:
    91
    Mã lực:
    201
    Xăng dự trữ:
    499 lít xăng
    #1 autovn, 3/3/10
    Last edited by a moderator: 8/7/14
    Ứng dụng chủ yếu của robot công nghiệp là hàn và lắp ráp. Gần 25% robot công nghiệp là robot hàn. Các robot lắp ráp chiếm 33% dân số robot trên thế giới, có mặt nhiều nhất trong các nhà máy sản xuất xe hơi và đồ điện tử.


    Khi nào dùng robot hàn ?

    Một quá trình hàn gồm nhiều thao tác lặp đi lặp lại trên những chi tiết giống nhau sẽ thích hợp để tự động hóa. Số lượng chi tiết cần hàn trong quá trình chế tạo quyết định xem có nên tự động hóa quá trình hàn hay không. Nếu bình thường phải điều chỉnh để các chi tiết ăn khớp với nhau hoặc các mối hàn quá rộng hoặc có vị trí khác nhau trên mỗi chi tiết thì không thể tự động hóa được.
    Tại sao hàn bằng robot ?

    Những lợi ích lớn nhất của hàn tự động là có độ chính xác và năng suất cao. Hàn bằng robot nâng cao độ tin cậy của mối hàn. Một khi được lập trình hợp lý, các robot sẽ tạo ra những mối hàn y như nhau trên các vật hàn cùng kích thước và quy cách.
    Chuyển động của que hàn được tự động hóa sẽ giảm nguy cơ mắc lỗi trong thao tác, do vậy giảm phế phẩm và khối lượng công việc phải làm lại. Robot không những làm việc nhanh hơn mà còn có thể hoạt động liên tục suốt ngày đêm, hiệu quả hơn nhiều so với một hệ thống hàn tay.
    Qúa trình hàn được tự động hóa giải phóng người công nhân khỏi những tác hại khi hàn do tiếp xúc với bức xạ hồ quang, vẩy hàn nóng chảy, khí độc.
    Hàn hồ quang hay hàn điểm ?

    Gần 80% quá trình hàn tự động là hàn hồ quang khí trơ. Phương pháp hàn này có đặc điểm không cần làm sạch điện cực sau khi hàn, thích hợp với sản xuất cường độ cao.


    Hệ thống hàn hồ quang tự động

    Nói chung, thiết bị hàn hồ quang tự động được thiết kế khác hẳn thiết bị hàn tay. Hàn hồ quang tự động thường có chu kỳ làm việc cao độ và yêu cầu các thiết bị hàn phải hoạt động dưới những điều kiện khắc nghiệt đó. Ngoài ra, mỗi thành phần của hệ thống còn phải có đủ tính năng và điều khiển để giao tiếp với hệ điều khiển trung tâm.​
    Một hệ thống hàn hồ quang tự động gồm các thành phần điển hình:

    • Robot hàn hồ quang
    • Nguồn điện (máy hàn)
    • Súng hàn: để truyền dòng điện hàn từ cáp hàn tới điện cực. Nó phải có cơ chế cách ly vùng hàn khỏi không khí.
    • Bộ làm sạch súng hàn: đầu súng hàn gần hồ quang và dần dần dính vẩy hàn, cần phải làm sạch.
    • Bộ cấp điện cực: để bù lại dây điện cực tự tiêu khi hàn.
    • Khung hàntay hàn giữ và định vị các chi tiết để đảm bảo mối hàn sẽ được robot thực hiện chính xác.
    • Bộ định tâm: để đảm bảo que hàn và khung hàn biết vị trí của nhau, cần phải liên tục hiệu chỉnh trọng tâm của hệ thống. Qúa trình này được thực hiện nhờ một thiết bị định tâm tự động.
    Robot hàn hồ quang

    Các robot hàn chủ yếu có dạng cánh tay có khớp hoặc xoay. Loại robot trục Đề-các chỉ được dùng cho các robot rất lớn hoặc rất nhỏ. Cánh tay robot được sử dụng nhiều do nó cho phép súng hàn chuyển động như cách con người thao tác. Góc súng hàn và góc di chuyển có thể thay đổi để hàn ở mọi vị trí, nhất là ở những vị trí khó tiếp cận. Cánh tay robot cũng gọn nhẹ nhất và có tầm với lớn nhất. Thường các robot hàn có 5-6 trục tự do, lập trình được. Các cánh tay robot do nhiều nhà cung cấp bán sẵn như ABB, FANUC, PANASONIC, KUKA, MOTOMAN.
    Nguồn hàn


    Nguồn hàn phải cung cấp dòng điện điều khiển được với điện áp thích hợp cho quá trình hàn. Thường là 10-35V và 5-100A.

    Các máy hàn hồ quang tự động cần nguồn điện phức tạp hơn hàn bán tự động. Máy hàn tự động cần giao tiếp với nguồn điện để điều khiển nguồn hàn nhằm mang lại hiệu năng tối ưu.
    Có 3 loại nguồn hàn hồ quang:

    • Nguồn công suất không đổi
    • Nguồn áp không đổi
    • Nguồn dòng không đổi
    Súng hàn hồ quang
    Sùng hàn dùng để đưa điện cực đến mối hàn, truyền dòng điện hàn vào điện cực và tạo ra lớp cách ly quanh mối hàn. Có nhiều kiểu sùng hàn khác nhau, tùy theo quá trình hàn, dòng hàn, kích thước điện cực và chất cách ly.
    Súng hàn có thể được làm nguội bằng nước luân chuyển hoặc không khí. Qúa trình hàn dùng điện cực tự tiêu như hàn hồ quang kim loại khí hoặc hàn hồ quang lõi thuốc, có thể dùng hoặc không dùng khí cách ly.
    Các súng hàn có thể ở dạng thẳng hoặc cong. Súng hàn cong để tiếp cận mối hàn dễ dàng hơn.
    Chức năng chính của súng hàn là truyền dòng điện tới điện cực. Đối với quá trình hàn dùng điện cưc tự tiêu, dòng hàn được truyền tới điện cực khi nó chuyển động qua súng.
    Chức năng thứ hai của súng hàn là cấp khí cách ly tới vùng hàn (nếu có). Hàn hồ quang kim loại khí dùng khí hoạt động như các-bon đi-ôxít hoặc hỗn hợp khí trơ, thường là argon với CO2 hoặc ô-xy.
    Súng hàn được mắc vào thân robot bằng một cách tay thích hợp. Thường là một ly hợp chống va đập, phòng khi điện cực bị dính hoặc va chạm khi lắp đặt, khởi động.
    Bộ cấp dây


    Bộ cấp dây dùng để bổ sung kim loại điền đầy trong qúa trình hàn tự động. Điều này cho phép linh hoạt trong việc thiết lập nhiều tốc độ cấp dây khác nhau để phù hợp với những yêu cầu cụ thể của từng dây chuyền. Bình thường, bộ cấp dây được mắc trên cánh tay robot, độc lập với nguồn hàn. Với hàn tự động, cần có một giao diện điều khiển giữa bộ điều khiển robot, nguồn và bộ cấp dây. Hệ thống cấp dây hàn phải phù hợp với quá trình hàn và kiểu nguồn điện được sử dụng.
    Có hai kiểu cơ bản. Kiểu thứ nhất dùng cho hàn dùng dây điện cực tự tiêu, gọi là bộ cấp dây điện cực. Điện cực là một phần của mạch hàn, và kim loại nóng chảy từ điện cực lấp đầy vào mối hàn. Có hai loại cấp dây điện cực khác nhau. Nguồn công suất không đổi cần một bộ cấp dây cảm áp, trong đó tốc độ cấp dây thay đổi liên tục. Còn nguồn điện áp không đổi cần tốc độ cấp dây không đổi trong suốt quá trình hàn.
    Kiểu cấp dây thứ hai gọi là cấp dây nguội và được dùng cho hàn hồ quang tăng-xtan khí. Điện cực không phải là một phần của mạch hàn, và kim loại điền đầy lấy từ vật hàn.
    Định vị và giữ cố định vật hàn

    Để nối các vật hàn, mỗi vật hàn phải được căn chỉnh chính xác và giữ chắc chắn tại chỗ trong quá trình hàn. Một điều quan trọng là cách thiết kế một khung giữ các vật hàn tại vị trí thích hợp. Bộ phận này phải thao tác nhanh và dễ dàng, giữ chắc các vật hàn cho tới khi chúng dính vào nhau và phải cho phép súng hàn tự do tiếp cận mối hàn.
    Bộ định vị có thể được thiết kế giống như trong hàn bằng tay, hoặc chuyên biệt để tăng tính linh hoạt và tầm hoạt động của các hệ thống hàn tự động. Độ chính xác cũng phải cao hơn. Ngoài ra, các điều khiển định vị robot phải tương thích và tuân thủ theo bộ điều khiển robot trung tâm để đạt được chuyển động phối hợp tức thì của nhiều trục trong khi hàn.
    Tuy nhiên, thao tác nâng hạ các bộ phận tĩnh của hệ robot rất tốn thời gian và có thể phi thực tế. Sẽ hiệu quả hơn nếu có hai hay nhiều khung giữ trên một bộ định vị vật hàn quay, mặc dù chi phí ban đầu cao hơn.
    Bộ làm sạch súng hàn

    Để làm việc chính xác và tin cậy, súng hàn hồ quang phải được làm sạch liên tục. Chu kỳ làm việc cao độ của hàn tự động nên quá trình làm sạch súng hàn cũng phải được tự động hóa. Chất tách vẩy hàn được phun vào mũi súng hàn. Ngoài ra, bộ làm sạch còn có thể trà sát mũi súng hàn để loại bỏ vẩy hàn bám vào và cắt dây hàn. Hệ thống làm sạch phải được tự động kích hoạt tại các thời điểm mà hệ điều khiển yêu cầu.
    Bộ định tâm

    Cảm biến cuối tay và quá trình căn chỉnh trọng tâm là những yếu tố cơ bản để thực hiện thành công hệ thống hàn tự động. Cảm biến cuối tay dùng để phát hiện vị trí thực tế của cạnh vật hàn so với khung robot, từ đó tính ra chính xác trọng tâm công cụ so với vật hàn.
    Hệ thống hàn điểm tự động


    Robot hàn điểm là thành phần quan trọng nhất trong một hệ thống hàn điểm tự động. Các robot hàn có kích thước khác nhau, xếp loại theo tải trọng và tầm với. Các robot được phân loại theo số trục. Một súng hàn điểm áp dụng lực và dòng điện thích hợp vào các tấm hàn. Có nhiều loại súng khác nhau. Một bộ định thời tự động khởi động và định thời lượng dòng hàn.
    Trong quá trình hàn đối kháng, các điện cực hàn phải chịu sức nóng và áp lực khắc nghiệt. Theo thời gian, những yếu tố này gấy biến dạng điện cực. Để khôi phục hình dạng điện cực, cần một bộ bọc đầu tự động.
    Một vấn đề khi hàn bằng robot là các cáp cấp điện và họng phun khí có xu hướng hạn chế khả năng chuyển động của cổ tay robot. Giải pháp cho vấn đề này là khớp xoay, nó cho phép truyền tải luồng khí nén, nước làm mát, dòng điện và tín hiệu trong một bộ phận xoay duy nhất. Khớp xoay có thể lập trình trước do các cáp và đường ống được dẫn hướng theo những đường đi định trước của cánh tay robot.
    Các bộ phận điển hình của một bệ robot hàn điểm gồm:

    • Robot hàn điểm
    • Súng hàn điểm
    • Bộ định thời
    • Bộ bọc đầu điện cực
    • Khớp xoay
    Robot hàn điểm

    Một robot có thể liên tục di chuyển súng hàn tới mỗi vị trí hàn và định vị nó vuông góc với tấm hàn. Nó cũng có thể “tua lại” lịch trình hàn đã được lập trình. Con người khó có thể thao tác tốt bằng do khối lượng của súng hàn và tính đơn điệu của công việc.
    Các robot hàn điểm có 6 trục hoặc nhiều hơn, có khả năng tiếp cận các điểm trong miền làm việc từ góc độ nào. Điều này cho phép robot linh hoạt trong việc định vị súng hàn để hàn một chi tiết lắp ráp. Một số chuyển động mà con người khó làm được thì lại rất dễ dàng với robot, thí dụ như lật ngược súng hàn.
    Súng hàn điểm

    Các súng hàn điểm được thiết kế sao cho phù hợp với dây chuyền lắp ráp. Có hai loại phổ biến là súng chữ C và súng chữ X (súng hình kéo, kẹp). Các súng chữ C rẻ và phổ biến nhất. Mỗi loại có nhiều biến thể khác nhau, tùy theo hình dạng và kiểu cách của khung, cánh tay, và công việc (lực hàn, dòng hàn).
    Các súng khí nén thường được ưa chuộng hơn do nhanh hơn và cho lực tác dụng đồng bộ. Súng thủy lực thường dùng khi không gian có hạn hoặc cần lực điện cực lớn.
    Bộ định thời hàn

    Một bệ hàn điểm tự động cần thiết bị điều khiển để khởi động và định thời lượng dòng hàn. Bộ định thời (bộ điều khiển hàn) làm nhiệm vụ này. Nó cũng điều khiển cường độ dòng hàn và trình tự, thời gian của các bộ phận khác trong chu kỳ hàn.
    Bộ bọc đầu điện cực

    Chức năng của điện cực là truyền dòng hàn và chịu lực nén lớn để duy trì một vùng tiếp xúc đồng bộ và đảm bảo tương quan hợp lý, liên tục giữa dòng hàn và lực hàn.
    Chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tính đồng bộ của tiếp diện điện cực. Tiếp diện này thường bị biến dạng sau mỗi lần hàn, nguyên nhân có thể do vật liệu điện cực quá mềm, lực nén quá lớn, tiếp diện quá nhỏ, và quan trọng nhất, do dòng hàn quá cao. Những yếu tố này gây ra quá nhiệt và làm mềm đầu điện cực. Ngoài ra khi hàn các vật liệu được sơn sẽ làm bẩn bề mặt điện cực.
    Khi điện cực biến dạng, điều khiển hàn phải tăng dòng hàn để bù đắp lại sự biến dạng. Cuối cùng, thì có thể phải tắt dây chuyền sản xuất để thay thế các điện cực. Qúa trình này cải thiện chu kỳ hàn, nhưng đồng thời tốn kém thời gian và phải dừng dây chuyền. Ngoài ra điện cực bị biến dạng gây hao phí năng lượng không cần thiết.
    Bộ bọc đầu điện cực được lắp vào dây chuyền sao cho robot hàn có thể tiếp cận nó. Robot được lập trình để bọc điện cực tại những khoảng thời gian đều đặn, sau một, hai chu kỳ hàn. Tùy thuộc vào số điểm hàn phải thực hiện trong mỗi chu kỳ. Thí dụ khi hàn các tấm được mạ điện, cứ sau 25 mối hàn điểm lại bọc đầu một lần. Qúa trình bọc mất khoảng 1-2 giây và được thực hiện trong khi các vật hàn được nâng, hạ và vận chuyển. Việc duy trì hình dạng chính xác của điện cực giảm thiểu thời gian trễ sản xuất, chi phí cũng như tăng hiệu quả hàn.
    Khớp xoay hàn điểm

    Một cải tiến trong hàn điểm đối kháng là khớp xoay. Bộ phận này cho phép dẫn khí nén, nước làm mát, dòng hàn và các tín hiệu theo các kênh khác nhau trong một cơ cấu xoay duy nhất. Phát minh này cải thiện lớn hiệu quả tổng thể của các hệ thống hàn điểm tự động.
    Những lợi ích cơ bản gồm:

    • Giảm không gian làm việc – Không còn mớ dây rợ, đường ống từ cánh tay robot
    • Tăng khả năng tiếp cận – Do cổ tay robot không bị hạn chế bởi các cáp và đường ống
    • Tăng độ an toàn – Do giảm lượng khí, các đường điện và nước, mà chỉ còn các đường ống nối nhanh trong cánh tay robot
    • Hiện thực hóa việc lập trình sẵn (offline).
    Khớp xoay được lắp trực tiếp trên giá đỡ súng-mối hàn mà không cần ống hay cáp nào, đảm bảo điều kiện làm việc tốt nhất cho hàn điểm.
    An toàn hàn
    Hàn là một quá trình chế tạo đã có từ lâu và được biết có nhiều nguy hại tiềm ẩn: bức xạ hồ quang, ô nhiễm không khí, điện giật, cháy nổ, khí nén,…Các robot hàn làm thay việc cho con người, chúng giải phóng con người khỏi những mệt nhọc do các thao tác lặp lại đơn điệu, nhàm chán, tốn sức và cũng giải phóng họ khỏi môi trường làm việc độc hại. Về khía cạnh này, robot hàn mang lại lợi ích lớn lao vì loại trừ các tai nạn nghề nghiệp. Mặt khác, robot hàn cũng có thể gây ra các tai nạn chết người. Việc sử dụng robot trong dây chuyền sản xuất đòi hỏi những quy tắc an toàn hợp lý để bảo vệ những người làm việc trực tiếp với robot và những người khác trong nhà máy do không ý thức được nguy hiểm tiềm ẩn.
    Một giải pháp an toàn nhất là mua toàn bộ bệ hàn từ một hãng tích hợp robot. Một bệ hàn hoàn chỉnh gồm các thanh chắn, các thiết bị an toàn cần có và phương thức nâng, hạ vật thao tác.
    Mỗi lắp đặt robot phải được tính toán kỹ lưỡng về tính an toàn. Khi robot đang hoạt động, người không được đứng trong vùng làm việc của nó. Quanh robot phải có rào chắn. Các cánh cửa phải được bảo vệ bằng khóa an toàn, và vùng hàn phải được bảo vệ sao cho nguồn hàn được tách khỏi robot tức thì khi cửa mở. Các nút dừng khẩn cấp phải được bố trí trên các bảng điều khiển, cabin robot và bảng lập trình robot. Rào chắn phải vây kín robot và không cho người trèo hay chui qua. Các đèn tín hiệu phải được bố trí trên robot hoặc trong vùng làm việc của nó để báo hiệu robot đang có điện.
    ( Trịnh Hiệp - hiendaihoa.com )
     
  2. svcongnghe
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    10/12/09
    Số km:
    4
    Được đổ xăng:
    1
    Mã lực:
    1
    Xăng dự trữ:
    82 lít xăng
    sao không thấy có hình gì vậy bạn ơi
     
  3. otohui
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    24/3/09
    Số km:
    2,567
    Được đổ xăng:
    74
    Mã lực:
    381
    Xăng dự trữ:
    350 lít xăng
    upload trên trang upload ảnh bị xóa hết sạch rồi còn đâu :((
     
  4. boyhana
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    22/10/09
    Số km:
    2
    Được đổ xăng:
    0
    Mã lực:
    0
    Xăng dự trữ:
    114 lít xăng
    bạn có tài liệu tính toán và mô phỏng robot hàn điểm 6 bậc tự do không?
    share cho mình với
    mail: boyhana88@aol.com
    thanks
     

Chia sẻ trang này