Faktor Kunci dalam Desain dan Integrasi Sel Pengelasan Robot

Pengelasan robotik dapat meningkatkan konsistensi produksi dan mengurangi pekerjaan manual yang berulang, tetapi otomatisasi yang sukses bergantung pada lebih dari sekadar robot pengelasan itu sendiri.

Sel pengelasan robotik yang lengkap menggabungkan robot, peralatan pengelasan, perlengkapan, pemosisian benda kerja, sistem kontrol, dan tindakan keselamatan. Jika elemen-elemen ini tidak terkoordinasi dengan baik, sistem dapat mengalami waktu siklus yang lama, pemrograman yang sulit, kualitas las yang tidak konsisten, atau gangguan produksi yang sering terjadi.

Bagi produsen yang merencanakan lini pengelasan baru atau meningkatkan proses yang ada, memahami faktor desain dan integrasi utama sangat penting.

Robot harus sesuai dengan dimensi benda kerja, posisi pengelasan, konfigurasi obor, dan siklus produksi yang diperlukan.

Faktor pemilihan penting meliputi:

• Kapasitas muatan, termasuk obor pengelasan dan peralatan yang terpasang

• Jangkauan dan ruang kerja

• Orientasi alat yang diperlukan

• Kinerja pengulangan dan gerakan

• Posisi pemasangan

• Proses pengelasan dan persyaratan produksi

Robot industri enam sumbu umumnya dipertimbangkan untuk aplikasi pengelasan karena memberikan fleksibilitas dalam memposisikan obor di sekitar benda kerja yang kompleks.

Model robot dari produsen sepertiFANUC dan KUKAdapat dievaluasi untuk proyek pengelasan robotik. Model yang sesuai bergantung pada jangkauan yang diperlukan, muatan, persyaratan aplikasi, dan kompatibilitas dengan peralatan pengelasan yang diusulkan.

Memilih robot hanya berdasarkan jangkauan nominal atau muatannya dapat menyebabkan kesulitan ketika obor perlu mengakses lokasi las yang terbatas.

Perlengkapan menahan benda kerja pada posisi yang diperlukan selama pengelasan.

Desain perlengkapan yang buruk dapat menyebabkan pemosisian suku cadang yang tidak konsisten, akses obor yang sulit, dan penyesuaian berulang selama produksi.

Perlengkapan yang sesuai harus mempertimbangkan:

• Dimensi dan toleransi benda kerja

• Metode penjepitan

• Aksesibilitas jahitan las

• Paparan panas dan percikan

• Ruang pemuatan dan pembongkaran

• Pemosisian yang berulang

• Persyaratan penggantian perlengkapan

Untuk produksi berulang, pemosisian benda kerja yang konsisten sangat penting. Bahkan robot yang diprogram dengan baik dapat menghasilkan hasil yang tidak memuaskan jika benda kerja bergerak atau bervariasi secara signifikan antar siklus.

Di mana beberapa varian suku cadang terlibat, desain perlengkapan juga harus memperhitungkan pergantian produk.

Robot pengelasan dan peralatan pengelasan harus bekerja sama sebagai sistem terintegrasi.

Tergantung pada prosesnya, peralatan dapat mencakup sumber daya pengelasan, obor, pengumpan kawat, stasiun pembersih obor, paket kabel, dan perangkat pemantauan proses.

Pemilihan harus mencerminkan bahan, ketebalan benda kerja, desain sambungan, metode pengelasan, dan kondisi produksi yang diperlukan.

Susunan pemasangan obor juga penting. Robot harus dapat mempertahankan sudut obor yang diperlukan dan mengakses jahitan las tanpa gangguan yang berlebihan dari benda kerja atau perlengkapan.

Sebelum membeli peralatan, konfirmasikan antarmuka listrik, metode komunikasi, dan fungsi kontrol yang diperlukan dengan pemasok robot dan peralatan pengelasan.

Pemosisian pengelasan memutar atau mengorientasikan ulang benda kerja untuk memberikan akses yang lebih baik ke lasan.

Pemosisian dapat berguna ketika robot harus mengelas sisi komponen yang berbeda atau ketika orientasi benda kerja yang tetap akan menciptakan sudut obor yang sulit.

Saat mengintegrasikan pemosisian, pertimbangkan:

• Berat dan dimensi benda kerja

• Rentang rotasi yang diperlukan

• Akurasi pemosisian

• Koordinasi dengan gerakan robot

• Pemasangan perlengkapan

• Perutean kabel dan utilitas

• Waktu siklus yang diperlukan

Tidak semua sel pengelasan memerlukan pemosisian. Untuk benda kerja yang lebih sederhana, perlengkapan tetap mungkin sudah cukup. Untuk suku cadang yang lebih kompleks, gerakan robot dan pemosisian yang terkoordinasi dapat meningkatkan aksesibilitas dan konsistensi proses.

Jalur pengelasan harus sesuai dengan geometri sambungan dan proses pengelasan yang diperlukan.

Insinyur perlu mempertimbangkan orientasi obor, posisi pendekatan dan keberangkatan, jarak bebas tabrakan, perutean kabel, dan urutan penyelesaian las.

Urutan dapat memengaruhi waktu siklus dan deformasi benda kerja. Untuk suku cadang tertentu, urutan pengelasan dan distribusi panas mungkin perlu dipertimbangkan bersama dengan gerakan robot.

Pemrograman dan simulasi offline dapat membantu mengevaluasi jangkauan, mengidentifikasi potensi tabrakan, dan meninjau tata letak sel yang diusulkan sebelum komisioning fisik.

Namun, hasil simulasi harus divalidasi selama penyiapan dan pengujian dengan peralatan dan benda kerja yang sebenarnya.

Sel pengelasan robotik sering kali mencakup banyak perangkat yang harus beroperasi dalam urutan yang benar.

Ini mungkin termasuk:

• Pengontrol robot

• Sumber daya pengelasan

• Penjepit perlengkapan

• Pemosisian

• Sensor

• Peralatan pemuatan suku cadang

• PLC

• Perangkat keselamatan

Misalnya, robot tidak boleh memulai siklus pengelasan sampai benda kerja diposisikan dengan benar dan kondisi penjepitan yang diperlukan dikonfirmasi.

Urutan kontrol juga harus menangani penanganan kesalahan, penyelesaian siklus, intervensi operator, dan pemulihan setelah gangguan.

Komunikasi yang andal antara robot dan peralatan periferal penting untuk produksi yang stabil.

Pengelasan robotik melibatkan beberapa bahaya, termasuk radiasi busur las, permukaan panas, asap, percikan, dan mesin bergerak.

Desain keselamatan yang sesuai mungkin mencakup pelindung pelindung, interlock pintu akses, fungsi penghentian yang aman, dan tindakan yang sesuai untuk asap las dan bahaya listrik.

Perlindungan yang diperlukan bergantung pada aplikasi lengkap, peralatan, tempat kerja, dan peraturan yang berlaku.

Keselamatan harus dipertimbangkan selama tata letak awal dan desain sistem daripada ditambahkan hanya setelah robot dipasang.

Kecepatan gerakan robot tidak menentukan seluruh laju produksi.

Siklus lengkap dapat mencakup pemuatan benda kerja, penjepitan, pengelasan, gerakan pemosisian, inspeksi, dan pembongkaran.

Untuk mengevaluasi waktu siklus target, produsen harus mengidentifikasi setiap tahap dan menentukan di mana penundaan dapat terjadi.

Peningkatan potensial meliputi:

• Mengurangi perjalanan robot yang tidak perlu

• Meningkatkan pemuatan dan pembongkaran perlengkapan

• Mengoptimalkan urutan pengelasan

• Mengkoordinasikan gerakan robot dan pemosisian

• Mengurangi waktu tunggu yang dapat dihindari

• Merencanakan prosedur pergantian yang sesuai

Tujuannya adalah untuk meningkatkan proses pengelasan lengkap daripada mengoptimalkan robot secara terpisah.

Memberikan detail aplikasi yang jelas membantu pemasok menilai persyaratan peralatan dan kompleksitas integrasi.

Siapkan informasi berikut jika tersedia:

• Gambar dan dimensi benda kerja

• Jenis dan ketebalan bahan

• Lokasi las dan detail sambungan

• Volume produksi

• Waktu siklus yang diperlukan

• Persyaratan proses pengelasan

• Persyaratan perlengkapan dan pemosisian

• Ruang lantai yang tersedia

• Peralatan pengelasan yang ada

• Antarmuka keselamatan dan kontrol yang diperlukan

Contoh benda kerja, video produksi, dan gambar tata letak juga dapat membantu selama evaluasi teknis.

Pengelasan robotik yang sukses bergantung pada integrasi robot, peralatan pengelasan, perlengkapan, perangkat pemosisian, kontrol, dan sistem keselamatan.

Memilih robot yang sesuai hanyalah langkah pertama. Pemosisian benda kerja, akses obor, urutan pengelasan, komunikasi, dan perencanaan waktu siklus semuanya memengaruhi kinerja sistem akhir.

Bagi produsen yang mempertimbangkan otomatisasi pengelasan, mengevaluasi sel pengelasan lengkap sebelum membeli peralatan dapat membantu mengurangi kesulitan integrasi dan menciptakan proses produksi yang lebih andal.