Robotlassen in de Productie: De Complete Expertgids

Lassrobots zijn onder de belangrijkste industriële robots in de productieruimte. Ze hanteren lassen, wat essentieel is wat machines bijeenhoudt, auto's inbegrepen. Robotica in de automobielproductie hangt sterk af van geautomatiseerd lassen, ter vervanging van handarbeid in bijna alle autofabrieken wereldwijd. Van alle robottoepassingen in de productie is robotlassen de meest recente, minder dan 20 jaar geleden geïntroduceerd.

Types Robotlasprocessen

Er zijn ongeveer zes geautomatiseerde lasprocessen die wijd worden gebruikt in de industriële productie. Elk proces dient een unieke functie en heeft een speciale robot ontworpen om die functie uit te voeren.

Weerstandspuntlassen (Resistance Spot Welding)

Bij weerstandspuntlassen wordt warmte van elektrische weerstand met kracht toegepast om metalen materialen te lassen. Deze concentratie van druk en electriciteit op één punt zorgt ervoor dat het metaal smeltt en samenvloeit in de vloeibare toestand. Het metaal wordt daarna laten afkoelen en wordt permanent op die plek verbonden, vandaar de naam Puntlassen.

De voordelen van een puntlasrobot zijn talrijk: het is naadloos en laat geen lassporen achter. Het is ook veel sterker dan andere lastypen; als twee delen in elkaar smelten, blijven er geen zwakke punten. De automobielindustrie steunt zwaar op puntlasrobots; de gemiddelde auto heeft meer dan 5000 puntlassen.

Laserlassen

Dit is een andere geavanceerde vorm van metalen verbinden die warmte op één punt focust met laserstralen. De technologie bestaat al meer dan 30 jaar. Laserlassen werkt door twee metalen platen in contact met elkaar te brengen. Vervolgens wordt de laserstraal geconcentreerd op de randen van de metalen platen. De intense warmte laat ze tegelijkertijd smelten, mengt ze en voltooit de verbinding. Na afkoeling worden ze één.

Voordelen van laserlassen zijn hoge precisie (laserstraal makkelijk te regelen), hoge lassnelheid (intense warmte laat elk metaal direct smelten) en hoge consistentie, ideaal voor uniformiteit.

Gas Metaal Booglassen (Gas Metal Arc Welding - GMAW)

Dit is een type robotlasproces waar de warmtebron een boog is gevormd tussen een verbruikbare metaalelektrode en het werkstuk, met een extern toegevoerde gasbescherming (meestal inert gas). Dit vormt een lasbad tussen de twee materialen, die na afkoeling verbonden zijn.

Er zijn twee typen gasmetaal booglasrobots: Metal Inert Gas Lassen (MIG-lasso robot) met inert gas als Argon of Helium, en Metal Active Gas Lassen (MAG) met actief gas (meestal mengsel van zuurstof, koolstofdioxide en argon).

Hoofdvoordeel: geen spatten van vloeibaar materiaal, zoals bij andere lastechnieken; het beschermingsgas beschermt het lasbad tot afkoeling.

Gas Wolfraam Booglassen (Gas Tungsten Arc Welding - GTAW/TIG)

Dit is een lastype dat elektriciteit laat lopen tussen de elektrode en het te lassen materiaal. De las wordt beschermd van de atmosfeer door een beschermingsgas dat het lasgebied omhult. De elektrode is gemaakt van wolfraam, gekozen omdat het de hoogste smelttemperatuur heeft van elk metaal: 6.170 graden Fahrenheit.

De drie belangrijkste wolfraamlegeringen in dit proces zijn: zirconium-gewolfraam (voor non-ferro metalen, hogere AC-stroom), thorium-gewolfraam (voor koolstof- en roestvrij staal), en zuiver wolfraam (voor aluminium en magnesium).

Dunwandig Booglassen (Thin Gauge Arc Welding)

Dit is een robotlasproces voor dunne materialen die delicates laswerk vereisen. Iedereen die met lassen vertrouwd is, weet dat lassen van dunne metalen bladen een grote uitdaging is. Te veel kracht of extreem lassen kan de aard van de materialen veranderen. Dunwandig booglassen werkt door doorbranding te minimaliseren, wat het vloeibare las zou laten instorten en de materialen vervormen. Er worden twee inert gassen gebruikt om spatten te minimaliseren: Wolfraam Inert Gas (TIG) en Metaal Inert Gas (MIG).

Plasmalassen

Plasmalassen is een booglasproces dat op een vergelijkbare manier werkt als dunwandig booglassen; het verschil is dat de plasmaboog gescheiden kan worden van het beschermingsgas. Het plasma wordt vervolgens door een fijn-koperen mondstuk geperst, wat de boog inklemt. Het proces kan op drie manieren worden uitgevoerd: Microplasmalassen voor dunne bladen van 0,1 mm. Mediumstroom-lassen (15-200A) met diepere penetratie. Gatlassen (Keyhole Welding) voor metalen bladen tot 10 mm dik.

Voor- en Nadelen van Robots voor Lassen

Er is geen ontkenning dat robots steeds meer betrokken raken in de productie. In sommige landen hebben ze handarbeid volledig vervangen. Er zijn voor- en nadelen van het gebruik van robots voor lassen:

De Voordelen

• Verhoogde efficiëntie en productiviteit: Lassrobots zijn precies in hun werk omdat ze zo geprogrammeerd zijn; er is weinig ruimte voor fouten. Hun vermogen om herhalende taken zonder vermoeidheid uit te voeren verhoogt de productiviteit.
• Kortere cyclus-tijden: Naarmate productie efficiënter wordt, worden cyclus-tijden korter, wat betekent dat meer geproduceerd kan worden in dezelfde tijdsframe dan met handarbeid.
• Betere vloerbenutting: Automatisering heeft de menselijke voetafdruk verkleind en meer vloerruimte gecreëerd. Een lassrobot doet werk dat vroeger door een groep mensen gedaan werd. Meer ruimte betekent meer bewegingsvrijheid en mogelijkheid voor nieuwe robotlasmachines.
• Verhoogde veiligheid: Mensen kunnen niet lang focus houden; hoe langer ze werken, hoe groter de concentratiedaling, wat leidt tot ongevallen bij zware machines. Lassrobots kunnen dagenlang draaien zonder een fout. Ongevallen zijn niet meer algemeen in fabrieken hierdoor.
• Minder afval: De hoge nauwkeurigheid van robots is zo efficiënt dat er weinig overblijft om te verwerpen. Menselijke fouten zijn de grootste bijdrager aan afval in fabrieken. Met robots worden de meeste grondstoffen maximaal benut.

De Nadelen

• Hoge initiële automatiseringskosten: Gezien de hoeveelheid industriële robotprogrammering en de ingewikkelde tools die nodig zijn, is de kosten van automatisering van je fabriek in de beginfase zeer hoog.
• Training is noodzakelijk: Zelfs als robots menselijke posities innemen, moeten de meeste nog bediend en bewaakt worden door mensen. Mensen trainen om deze robots te bedienen kan duur en tijdrovend zijn, gegeven de sophisticatede aard. Hetzelfde geldt voor reparaties en onderhoud; alleen gespecialiseerde experts kunnen dat aan, en ze zijn schaars.
• Beperkte besluitvorming: Hoe geavanceerd ze ook zijn, robots missen de vermogen om beslissingen te nemen; ze werken puur op basis van instructies van programmeurs. Er zijn talloze beslissingen die de menselijke factor vereisen, wat huidige robots missen. Met AI-ontwikkeling die op gang komt, is er hoop dat robots in de toekomst deze capaciteit zullen krijgen.
• Beperkte flexibiliteit: In tegenstelling tot mensen die getraind kunnen worden voor twee verschillende rollen opvolgend, zijn de meeste lassrobots te gespecialiseerd om dit te halen. Ze zijn geprogrammeerd voor één niche zonder afwijking. De enige manier om rollen te wisselen is herprogrammering.
• Lange implementatietijd: Overstappen naar robots gebeurt niet met een handbeweging. Je moet je fabriek eerst herstructureren, dan levering regelen (wegens gewicht), experts inhuren voor installatie, en een proefperiode doorlopen voordat productie hervat wordt. Minimum 20 weken voordat je volledig operationeel bent.

Robotlassystemen en Programmering

Lassrobots vereisen specifieke software om hun rollen uit te voeren. Deze software wordt gemaakt door onafhankelijke bedrijven die ze aan robotfabrikanten verkopen. Hieronder de populairste robotlassystemen-software.

Verbotics

Verbotics Weld is een eenvoudige maar krachtige lassoftware die vanaf elke desktop draait. Het is een offline setup die robotlassen eenvoudig maakt. Het heeft een gebruikersinterface die een preview geeft van hoe de lasrobot door het programma bestuurd kan worden. Verbotics is niet gratis maar heeft een proefversie om te testen voordat je kiest.

Almacam Weld

Almacam Weld is een offline lasrobotsoftware waarmee fabrikanten hun lasrobots kunnen optimaliseren voor hogere efficiëntie. Almacam Weld is al meer dan 20 jaar in gebruik en heeft zich verbeterd tot een van de meest gezochte lassoftware. Een voordeel: het is eenvoudig te installeren en vereist niet veel training voor de operator.

ABB

ABB is een andere offline lassoftware die gemakkelijk te gebruiken en implementeren is op elke werkplek. Het verhoogt productiviteit, vermindert risico's en maximaliseert investeringen in al je robotsystemen. ABB is compatibel met veel lassrobots en kan bediend worden door iedereen die getraind kan worden om te begrijpen hoe het werkt.

Toepassingsgebieden van Robotlassen

Robotlassen wordt voornamelijk gebruikt in productieplanten die met zware machines te maken hebben. Enkele van deze industrieën:

Automobielindustrie

De gemiddelde auto heeft meer dan 5000 gelaste onderdelen – bewijs genoeg van hoe essentieel geautomatiseerde lassystemen zijn. Het werk werd vroeger door mensen gedaan, wat resulteerde in ongelijkmatig lassen en minder efficiënte auto's. Moderne autofabrikanten kunnen niet zonder lassrobots. De technologie achter robotlassen zal in de toekomst verder verbeteren.

Elektronica-industrie

Computer-moederborden bestaan uit heel kleine componenten die niet met de hand gelast kunnen worden. Robotlassen bij dergelijke items is hooggeavanceerd met de capaciteit om zelfs de kleinste dingen te lassen die het blote oog nauwelijks kan onderscheiden. Robotlassen is de enige manier om elektronica zo snel te produceren als de vraag.

Olie-industrie

De enorme buizen die ruwe olie over grote afstanden transporteren, vertrouwen op robotlassen om ze te verbinden, aangezien ze in secties geproduceerd worden. Een andere reden voor robots is veiligheid: de buizen moeten lekvrij zijn om explosies of lekkages te voorkomen die schade kunnen veroorzaken aan mensen en milieu.

Luchtvaartindustrie

Meer dan auto's vereisen vliegtuigen de meeste aandacht bij productie van onderdelen, omdat ze in de lucht moeten blijven. Om fouten te minimaliseren, wordt alle lassen van vliegtuigonderdelen gedaan door hooggeavanceerde lassrobots die geprogrammeerd zijn om alle delen te dekken. Ze zijn uitgerust met visietechnologie om eventuele fouten te detecteren.

Gids voor het Kopen van een Lasrobot

Het moeilijkste deel van je productiebedrijf automatiseren is de juiste robot kiezen. Er zijn talloze robotfabrikanten, elk met unieke producten die de beste resultaten beloven. Beslissen wat je kiest vereist veel onderzoek, aangezien robots duur zijn. Het is een investering die je eenmaal in je leven doet, dus het moet goed. Hieronder een gids voor het kopen van lassrobots voor je productieplant.

Complexiteit

Een goede lasrobot moet eenvoudig te begrijpen zijn. Een te ingewikkelde lasrobot kan je productie stopzetten bij problemen, omdat een expert van de fabrikant ingehaald moet worden. Bij selectie, zorg ervoor dat het simpel genoeg is voor je eigen technicus om te hanteren, om toekomstige reparatiekosten te besparen.

Randapparatuur (Peripherals)

Sommige lassrobots hebben add-ons nodig om te werken, wat extra kosten zijn die je wilt vermijden. Kies een lasrobot die in een compleet pakket geleverd wordt, met de capaciteit om diverse functies te hanteren zonder extra aankopen. Als je er een moet kopen met accessoires, check dan of de onderdelen lokaal makkelijk te vinden zijn.

Beschikbare Ruimte

Het aantal en de grootte van de lassrobots die je wilt aanschaffen, hangen af van de beschikbare ruimte in je fabriek. Bij het vervangen van handarbeid met robots, moet je de vloer van tevoren ruimen. Grotere ruimte = meer robots, en vice versa. Als je een kleine fabriek hebt en wilt automatiseren, heb je meer vloerruimte nodig.

Aard van het Werk

Sommige productieprocessen vereisen geen geavanceerde lasprocessen, maar als je in productie zit met zware metalen onderdelen, is robotlassen de meest logische keuze. Automobielproductie betreft zware autonderdelen die niet goed door handarbeid gehanteerd kunnen worden; lassrobots zijn de enige optie in die industrie.

Je Budget

De goedkoopste zware industriële robot kost ongeveer $50.000; een tweedehands is iets goedkoper, maar de bottom line is: robots zijn duur. Hoewel het eindresultaat de middelen rechtvaardigt op de lange termijn, zal de initiële lasrobotkost van het automatiseren van een fabriek je in schulden brengen als je niet voorzichtig bent. Naast aankoopkosten heb je ook geld nodig voor training, installatie en toekomstige reparaties. Het duurt een tijdje voordat je de initiële investering terugverdient.

Flexibiliteit

Meeste robots in productie zijn taakgeoriënteerd: ontworpen voor een specifieke rol. Hoewel dit ze efficiënt maakt, beperkt het hun bereik. Gezien hun kosten, zou het helpen als je een fabrieksrobotarm kunt krijgen die meer dan één rol kan. Een lasrobot die ook pick-and-place kan, is een betere investering dan een die alleen kan lassen.

Beschikbaarheid

Het kost meer om een specifieke lasrobot te importeren als hij niet lokaal te vinden is. Als je in de buurt woont van een grote robotfabrikant, heb je geluk en kun je zelfs speciale orders plaatsen voor gecustomiseerde robots. Het gebruik van industriële robots is niet overal even wijdverspreid, wat industriële automatiseringsfabrikanten geconcentreerd maakt in specifieke gebieden die ver van je fabriek kunnen liggen. Overweeg importkosten voordat je kiest.

Ondersteuning (Support)

Na-verkoop-ondersteuning is cruciaal bij robots. Ze zijn machines als andere, alleen hooggeavanceerd. Toch zullen ze na langdurig gebruik breken of mislukken. Wanneer dat gebeurt, heb je hulp nodig zonder enorme bedragen te betalen. Kies industriële robotfabrikanten die garanties en toegewijde technische hulp bieden voor een bepaalde periode.

Reserveonderdelen Beschikbaarheid

Intensief gebruikte lasonderdelen zoals eind-effectoren breken waarschijnlijk als eerste, omdat ze het meeste werk doen. Elk bewegend deel ondergaat wrijving en hoewel het tijd kost, zullen ze vervanging nodig hebben. Selecteer een lasrobot wiens reserveonderdelen op elk moment beschikbaar zijn. Gebrek aan reserveonderdelen kan productie stilleggen – een onderbreking die je niet wilt.

Software-upgrades

De beschikbaarheid van software-upgrades is een ander belangrijk criterium bij de keuze van een lasrobot. Upgrades maken robots efficiënter; vastzitten met verouderde software kan de productiekwaliteit beïnvloeden. Kies robots met constante software-ondersteuning en upgrades ten minste één keer per jaar.

Conclusie

Lassrobots zijn onder de belangrijkste industriële robots in de productieruimte. Vanwege de hoge hitte die het proces met zich meebrengt, is de rol het beste uitgevoerd door lassrobots, omdat ze hitte beter kunnen weerstaan en hanteren dan mensen. Als je van plan bent een lasrobot te kopen voor een productieplant, bezoek de dichtstbijzijnde lasrobotfabrikant en vind de beste geautomatiseerde lasmachine voor je onderneming.

Lees ook:

Lassrobot: Lijst van Beste 10 Robotlas-bedrijfsmerken

14 juli 2021 - Lees meer »

Robotlascel: Wat Het Is en Waar Je Het Koopt

29 maart 2021 - Lees meer »

Beste Lasmachinefabrikanten in Italië

20 oktober 2020 - Lees meer »