Роботизированная лазерная сварка: знакомимся с технологией

Сварка лазером может выполняться роботами разных видов. Они классифицируются по следующим категориям:

1. По способу установки. Выделяют модели напольного, подвесного настенного и подвесного потолочного исполнения. Подвесные занимают меньше свободного пространства, отличаются более компактными размерами. Напольные сварочные роботы массивнее, но их производительность выше. 
2. По сферам применения. Существует оборудование, предназначенное для выполнения сварки в автомобильной промышленности, литейном производстве, металлообработке, машиностроении и пр. Оно уже учитывает специфику предстоящих работ. Также есть универсальные модели. 
3. По месту установки источника тока. Он может быть встроен в исполнительное устройство или в рабочий орган оборудования. Также может применяться отдельный блок, работающий совместно с отдельным исполнительным органом. 
4. По размерам. Выделяют крупные, средние, микро- роботы. Их размеры, грузоподъемность, площадь действия разные. 
5. По технологии сварки. Роботы, выполняющие сварочные работы при помощи лазера могут работать по классической, гибридной, клещевой, удаленной, роллерной технологии, использоваться для микросварки и пайки. 

Подобрать вид сварочного робота можно только после тщательной проработки предстоящих задач. Надо знать с какими работами будет сталкиваться оборудование, в каком режиме работать, где размещаться. Наибольшую распространенность получили сварочные роботы брендов Fanuc, Kuka, uFactory, Universal Robots, Hanwha.

Все сварочные роботы, несмотря на их тип, имеет примерно одинаковое строение. Основа механизма – «рука». Конструктивно она состоит из нескольких металлических балок, соединенных между собой подвижными элементами. Чем больше таких звеньев, тем более сложную и точную работу сможет выполнять машина. На нижней части манипулятора предусмотрена рабочее сопло с оптическим наводчиком. Он обеспечивает высокую точность наложения сварного шва. Подключается сварочный робот к пульту управления с загруженным специальным программным обеспечением. Для каждой предстоящей задачи составляется своя рабочая программа. Это позволяет тонко кастомизировать возможности машины.

Работает техника, как и обычный лазерный станок. В источнике генерируется поток энергии. Проходя через оптическую систему, он преобразовывается в тонкий луч высокой мощности. Он направляется в точку воздействия, вызывая точечный нагрев материала в месте будущего шва до температуры его плавления. После остывания на месте воздействия формируется прочное, неразъемное соединение однородной структуры. Наибольшее применение при работе с металлическими заготовками получили станки с излучателем на основе оптического волокна.

Лазерная сварка роботом подходит для выполнения разных видов соединений:

• стыковой шов; 
• внахлест; 
• заливной шов; 
• соединение кромки фланца.

Среди достоинств, выгодно выделяющих лазерную сварку роботом перед традиционными методиками, стоит выделить:

1. Полную автоматизацию процесса. Робототехника функционирует по заранее загруженной программе, не требует вмешательства оператора. Исключается человеческий фактор, повышается качество готовых изделий, исключается брак. 
2. Высокую скорость выполнения действий, производительность. Здесь она примерно в 10 раз выше, чем в случае с классической дуговой сваркой. Не требуют переноса заготовок через вакуумную камеру. 
3. Точность. Никаких отклонений: программа концентрирует луч лазера на поверхности с точностью до сотых миллиметра. 
4. Бесконтактный способ обработки. Нет тепловой деформации поверхности за счет малого масштаба воздействия, невысокой тепловой отдачи волоконных лазеров. 
5. Снижение производственных затрат. Обеспечивается высокой скоростью работ, отсутствием требований к использованию присадочных электродов, флюсов. 
6. Подходит для разных материалов любой толщины. Роботизированная лазерная сварка может использоваться для быстрого соединения заготовок из нержавеющей, низкоуглеродистой стали, алюминиевых, титановых сплавов, цветных металлов (меди, латуни, бронзы), неметаллических элементов. 
7. Минимальные требования к подготовке кромок. Перед началом обработки их не надо зачищать, выравнивать, подгонять. 
8. Нет обязательных требований по закреплению заготовок на рабочей поверхности. Подходит для обработки крупных деталей, в том числе по месту их установки. 
9. Роботизированной лазерной сваркой можно соединять разнородные материалы. Основное условие для их применения – пластичность заготовок. 
10. Возможность использования в труднодоступных местах. Лазерное излучение легко проникает к месту соединения благодаря минимальному диаметру луча. 

Оборудование обеспечивает высокоскоростные, бесконтактные решения для соединения разных заготовок. Это один из наиболее передовых, надежных, автоматизированных процессов, обеспечивающих высокое качество работ при невысоких затратах на обработку, без строгих требований к техническому обслуживанию.