Robotisch lassen:hoe robots kunnen helpen bij het automatiseren van lastaken

Robotisch lassen is het proces waarbij een automatiseringssysteem wordt gebruikt om lastaken uit te voeren. Leer meer over lasrobots en hoe u vandaag nog uw eerste lasproject kunt automatiseren.

Een lasrobot is elke geautomatiseerde machine die in een lastoepassing werkt. Robots en lassen hebben een lange geschiedenis. Het is dan ook geen wonder dat robotlastoepassingen vaak een sterk investeringsrendement hebben. Er zijn vaak veel integrators en fabrikanten die gespecialiseerd zijn in robotlassen.

Het doel van dit artikel is om de basisprincipes van robotlassen en de voordelen ervan te verkennen. Dit zal u helpen een startpunt te krijgen bij het automatiseren van sommige van uw processen.

In dit artikel:

• Industrieën voor robotlassen
• Typen robotlassen
• Waarom het lasproces automatiseren?
• Robottypes gebruikt voor lassen
• Aanvullende overwegingen

Ontvang aanbiedingen van leveranciers over hoe zij uw lasproces kunnen automatiseren - plaats uw verzoek.

Industrieën voor robotlassen

Idealiter kunnen robots lassen in elke industrie met lastoepassingen. De meest voorkomende industrieën voor robotlassers zijn:

• Automobiel
• Lucht- en ruimtevaart
• Metalen
• Constructie

Bedrijven in deze sectoren boeken vaak veel succes met robotlassen. De reden hiervoor is dat het soort producten dat deze bedrijven maken zich gemakkelijk lenen voor automatisering. In een vorig artikel bespraken we de kenmerken van taken die ideaal zijn voor robots. U kunt hier meer over dat onderwerp lezen:Industrial Robots:The #1 Guide to Robotics for All Industries .

Zo is de auto-industrie een grootverbruiker van lasrobots. Automotive lasprocessen hebben de volgende kenmerken:

• Voer dezelfde las herhaaldelijk uit
• Kleine variatie van te lassen onderdelen
• Proces heeft inherente gevaren
• Vereist een hoge mate van herhaalbaarheid en nauwkeurigheid
• Heeft een hoge doorvoer nodig

Het is duidelijk waarom de eerste robot werd gebruikt in een autolastoepassing!

Typen robotlassen

Er zijn verschillende soorten laswerk. Natuurlijk kun je je afvragen welke lastypes robots kunnen doen. Robots kunnen doorgaans elk type lasproces uitvoeren. Dit omvat:

• Pleklassen
• Booglassen
• Weerstandslassen
• MIG-lassen
• TIG-lassen
• Laserlassen
• Plasmalassen

Pleklassen is een soort weerstandslassen dat twee stukken metaal op één plek met elkaar verbindt. Vandaar de naam "puntlassen". Dit proces gebruikt grote hoeveelheden elektrische stroom door het metaal om enorme hoeveelheden warmte te creëren. Door deze warmte smelt het metaal waardoor twee platen samenkomen.

Booglassen is een oude maar veel voorkomende vorm van lassen. Zoals de naam al doet vermoeden, gebruikt booglassen een elektrische boog om metaal aan elkaar te lassen. Net als puntlassen is elektriciteit de katalysator voor dit proces. Een stroom gaat door een metalen stok naar het materiaal. De metalen stick wordt een elektrode genoemd. De stroom verschijnt als een heldere boog. Deze boog zorgt voor de warmte die nodig is om de twee stukken metaal samen te smelten.

Weerstandslassen is een bredere term voor verschillende soorten lassen. Dit omvat elke las waarbij elektrische stroom via direct contact door twee stukken metaal wordt geleid om ze aan elkaar te lassen. Puntlassen is een vorm van weerstandslassen. Andere soorten zijn projectielassen en naadlassen.

MIG-lassen is een vorm van booglassen. MIG staat voor metaal inert gas. Het heeft vaak de voorkeur vanwege zijn snelheid en veelzijdigheid met verschillende soorten metalen. MIG-lassen is ook gebruikelijk voor robotlastoepassingen. Een bijkomend onderdeel van MIG-lassen is het gebruik van een beschermgas. Dit gas beschermt het lasproces tegen verontreinigingen die zich in de directe atmosfeer kunnen bevinden.

TIG-lassen is een ander type booglassen. TIG staat voor tungsten inert gas. Dit proces maakt gebruik van een wolfraamelektrode om de boog te creëren. Net als MIG-lassen maakt dit type ook gebruik van gas voor bescherming tegen verontreiniging. TIG-lassen is een notoir moeilijk type voor operators om onder de knie te krijgen. Het is ook niet zo snel als andere vergelijkbare lastypes. Wat het aan snelheid verliest, wint het in een meer gerichte, vaak sterkere las.

Laserlassen maakt gebruik van een krachtige laserstraal om kleine en gerichte lassen te maken. Deze stijl zorgt voor een ongeëvenaarde controle, waardoor het nuttig is voor zowel metaal- als kunststoflassen. Laserlassystemen omvatten vezel-, gas- en solid-state-types. Deze systemen bieden enkele van de hoogste snelheids- en nauwkeurigheidspercentages die haalbaar zijn voor de lasindustrie. U mag echter verwachten dat laserlassystemen tot de duurste opties op de lasmarkt behoren.

Plasmalassen is vergelijkbaar met TIG-lassen en maakt soms zelfs gebruik van een wolfraamelektrode. Het verschilt vooral in de constructie van de fakkel. De toorts heeft een klein koperen mondstuk dat de boog met hoge snelheid en temperatuur uitwerpt. Dit is waar het voordeel van plasmalassen ligt. Standaard boogtemperaturen voor plasmalassen kunnen in het bereik van 25.000 °C tot 30.000 °C liggen. Ter vergelijking:standaardtemperaturen voor andere soorten booglassen kunnen in het bereik van 5.000 °C tot 6.000 °C liggen.

Waarom het lasproces automatiseren?

Er zijn tal van factoren die bedrijven ertoe aanzetten om het lasproces te automatiseren. Enorme opbrengsten worden gevonden bij de overgang van handmatig naar geautomatiseerd lassen. Veelvoorkomende redenen zijn:

• Verbeteringen in cyclustijd
• Arbeidskosten en beschikbaarheid
• Consistentie
• Precisie
• Materiaalefficiëntie
• Veiligheid

Cyclustijd

Cyclustijd is vaak een onmiddellijke zorg voor lasprocessen met een hoog volume. Toepassingen die een hoge doorvoer vereisen, vinden de snelheid van de operator soms de beperkende factor in de productie. Met andere woorden, handmatige lassers hebben limieten voor de lassnelheid die een negatieve invloed kunnen hebben op fabrikanten. Robots kunnen sneller lassen dan zelfs ervaren menselijke lassers. Deze snelheid wordt niet alleen gevonden tijdens het lasproces zelf, maar ook in de tijd die nodig is om tussen posities te bewegen. Bovendien hebben robots geen pauzes nodig en ervaren ze geen downtime als gevolg van ploegenwisselingen. Een robotlasser kan doorgaan met lassen zolang het materiaal voor hem beschikbaar is. Deze factoren leiden vaak tot het meest opvallende investeringsrendement voor fabrikanten.

Hoe zou uw terugkeer eruit kunnen zien? Onze investeringscalculator kan u helpen besparingen in te schatten, verbeterpunten te identificeren en uw investeringsrendement te berekenen.

Arbeidskosten en nauwkeurigheid

Geschoolde lassers zijn een duur en beperkt goed op de huidige arbeidsmarkt. Dit plaatst fabrikanten in een moeilijke positie om hun activiteiten te handhaven. Vaardigheidsverschillen leiden tot merkbare kwaliteitsverschillen bij het lassen wat een negatief effect heeft op de verkoop. Bovendien hebben arbeidskosten een aanzienlijke impact op het bedrijfsresultaat van een fabrikant. Om deze reden vinden veel bedrijven het automatiseren van het lasproces een noodzakelijke beslissing om concurrerend te blijven.

Consistentie

Kwaliteitscontrole is essentieel voor lastoepassingen. Kleine onvolkomenheden en inconsistenties veroorzaken holtes, kromtrekken en zwakke punten in lassen. Dergelijke problemen kunnen het product zelfs onbruikbaar maken. Dit leidt tot meer afval en verspilling van materiaal. De meeste fabrikanten houden elk jaar de hoeveelheid verspild materiaal bij. Deze kost kan worden terugverdiend met de integratie van een lasrobot in uw proces. De consistentie van robotica betekent elke keer dezelfde laskwaliteit en minder uitval in vergelijking met handmatig lassen.

Precisie

Voor bepaalde toepassingen is uiterste precisie vereist. Dit prestatieniveau kan alleen worden bereikt door het lasproces te automatiseren. De feedback met hoge resolutie die door de servomotoren op de robots wordt geleverd, zorgt voor een precisie die niet kan worden geëvenaard door menselijke lassers. Deze precisie is keer op keer haalbaar omdat de robot ook niet vermoeid raakt zoals handmatige lassers.

Materiaalefficiëntie

Robotlassers gaan efficiënter om met materiaalgebruik. Omdat ze een geprogrammeerde reeks instructies volgen, zullen robots dezelfde hoeveelheid materiaal gebruiken elke keer dat ze een onderdeel lassen. Zelfs ervaren lassers zullen fouten maken en inconsistenties hebben. Er zijn variaties in de hoeveelheid lasmateriaal die van onderdeel tot onderdeel wordt verbruikt in het handmatige proces. Deze materialen omvatten elektroden, plasma, gassen, enz.

Veiligheid

Het lasproces is inherent gevaarlijk. Deze gevaren omvatten:

• Elektrische schok
• Geluid
• Boogbelichting
• Explosiegevaar

Elk proces dat gebruik maakt van hoogspannings-elektriciteit en hoge temperaturen is gevaarlijk voor de mens. Handlassers worden tijdens het lasproces altijd aan deze gevaren blootgesteld. Mogelijke verwondingen zijn onder meer:

• Brandwonden
• Elektrocutie
• Gehoorverlies
• Blindheid

Arbeidsongevallen zijn duur. Deze kosten worden beperkt door het gebruik van robotlassers. Het is belangrijk om te onthouden dat robots het gevaar niet uit het proces verwijderen. Robots verwijderen eenvoudigweg een menselijke operator van directe blootstelling aan het proces. U moet de juiste veiligheidsprotocollen en risicobeperkende strategieën volgen wanneer u een robotlasser in uw faciliteit integreert.

Robottypes gebruikt voor lassen

Technisch gezien kan elk type stationaire robot worden gebruikt in een lastoepassing. Deze robottypen omvatten:

• Knikarmen
• Zes-assige robots
• SCARA-robots
• Cilindervormig
• Cartesiaans of Gantry 

Elk van deze robots kan een lasser zijn als een lasapparaat aan het uiteinde van zijn arm kan worden gemonteerd. Zes-assige typen zijn echter verreweg het meest voorkomende type lasrobots. De reden hiervoor is dat ze het meest flexibele robottype zijn. De robot met zes assen kan zichzelf verwringen om te lassen onder hoeken die niet haalbaar zijn door de andere robottypes. Deze robot kan ook worden geschaald om een ​​groot bewegingsbereik te hebben dat nodig is voor veel lastoepassingen.

Een recente innovatie in de robotlasindustrie is de opname van samenwerkende zesassige robots voor het lassen. Collaboratieve robots zijn gemakkelijker om nieuwe processen aan te leren dan standaard industriële robots. Het leerproces wordt vaak gedaan met een handgeleide techniek. Een operator kan de robot met de hand door het proces leiden om hem een ​​nieuw onderdeel te leren lassen. Dit geeft robotica een plek voor middelgrote toepassingen. Standaard industriële robots vereisen dat nieuwe code wordt geschreven om een ​​nieuw onderdeel aan te leren. Hiervoor kan een specialist enkele uren tot dagen nodig hebben om de code te ontwikkelen en te testen. Een operator kan een cobot binnen enkele minuten een nieuw onderdeel leren.

Een belangrijke opmerking hierbij is dat collaboratieve lasrobots beperkingen hebben. Factoren zoals grootte, snelheid en laadvermogen betekenen dat collaboratieve robots niet geschikt zijn voor alle lastoepassingen. Het is belangrijk om rekening te houden met de specifieke vereisten van uw toepassing om te bepalen of een collaboratieve robot de juiste oplossing is voor uw lasrobot. Een deskundige kan u helpen deze afweging te maken. Het netwerk van onafhankelijke adviseurs van HowToRobot kan u helpen bepalen waar en hoe u kunt automatiseren.

Aanvullende overwegingen

Er zijn aanvullende overwegingen waarmee u rekening moet houden bij robotlassers. Zelden kan een robot zonder extra apparatuur in een proces worden geïntroduceerd. Robots werken mogelijk ook niet in elke lastoepassing. Om deze redenen is het belangrijk om ervaren leveranciers te identificeren.

Vraag leveranciers hier om oplossingen met onze RFI-tool. Ze zullen je antwoorden hoe ze je proces snel en gemakkelijk kunnen automatiseren.

Extra uitrusting kan bestaan ​​uit mallen en veiligheidssystemen. Een mal is een mechanisch systeem dat de te lassen onderdelen op een voorspelbare manier vasthoudt en presenteert aan de robot. Jigs kunnen dingen zijn zoals draaitafels of klemsystemen, afhankelijk van de toepassing. Jigs kunnen ook behoorlijk duur zijn. Daarom is het belangrijk om na te denken over hoe het onderdeel voor uw lasproces aan de robot wordt gepresenteerd.

Zoals bij elke robot, moet veiligheidsuitrusting worden opgenomen in de totale kosten van het project. Veiligheidsuitrusting kan zijn:

• Veiligheidskooien
• Sensoren
• Lichtgordijnen
• Veiligheidsscanners
• Veiligheidsrelais

Het lasproces heeft extra gevaren die veiligheid nog belangrijker maken om te overwegen. Robots zijn ontworpen om hun taak automatisch herhaaldelijk uit te voeren. Veiligheidssystemen zorgen ervoor dat als er menselijke operators of obstakels aanwezig zijn, de robot zich op een veilige en voorspelbare manier zal gedragen.

Wanneer zijn lasrobots een slecht idee?

Er zijn bepaalde scenario's waarin robots mogelijk niet gunstig zijn voor uw toepassing. Bepaalde processen kunnen te veel verschillen in het gebruikte producttype. Denk bijvoorbeeld aan een bedrijf dat veel custom onderdelen in kleine volumes produceert. Het kan zijn dat dit bedrijf vele malen per jaar een robot moet herprogrammeren. Deze extra kosten en uitvaltijd kunnen een robot inefficiënt maken voor dit proces.

Andere risico's zijn onder meer afhankelijkheden van robots in bepaalde toepassingen. Als een enkele robotstoring een heel proces kan ophouden, kunt u zichzelf blootstellen aan risico's. Om deze reden is het belangrijk om preventieve onderhoudsmaatregelen en reserveonderdelen te hebben.

Wat nu?

U kunt door onze leveranciersgids bladeren om bedrijven bij u in de buurt te vinden die gespecialiseerd zijn in uw toepassing of merk robot. Onze lijst met meer dan 15.000 leveranciers kan u helpen om snel en gemakkelijk in contact te komen met bedrijven die voor u relevant zijn.

Het is belangrijk om te onthouden dat robotlassystemen een forse investering vooraf vereisen. Dit leidt voor sommige fabrikanten tot een hoge toetredingsdrempel tot de markt voor robotlassen. U kunt de RFQ-tool van HowToRobot gebruiken om offertes en aanbiedingen van robotleveranciers te ontvangen op basis van uw behoeften om te zien wat uw kosten zouden kunnen zijn.