Niezawodność, precyzja oraz bogactwo dodatkowych funkcji inteligentnych powoduje, że roboty spawalnicze FANUC cieszą się uznaniem coraz szerszego grona użytkowników. Wykorzystują je nie tylko olbrzymie koncerny przy produkcji wielkoseryjnej, ale coraz częściej ich zalety dostrzegają mali i średni przedsiębiorcy, zajmujący się produkcją jednostkową, prototypową lub wysoko specjalistyczną.

Podstawą dobrego spawania jest odpowiednie przygotowanie materiału oraz jego pozycjonowanie. Te dwa elementy mają istotny wpływ nie tylko na jakość wykonanej spoiny ale bardzo często decydują o możliwości wykonania takiego połączenia za pomocą robota w ogóle. Są w Polsce przedsiębiorstwa a nawet całe branże, które mają problemy z odpowiednim przygotowaniem materiału i właśnie z takiego powodu nie korzystały z pomocy robotów, bądź wykorzystując stare urządzenia zaprzestały dalszych doświadczeń w tym względzie.

Stare nie zawsze znaczy dobre

Przykładem takiej branży mogą być firmy produkujące kotły. W Polsce, zakładów, które w swojej ofercie posiadają kotły, piece czy kominki jest kilkaset. Większość z nich to niewielkie przedsiębiorstwa, które wykorzystują tradycyjne metody przygotowania blach przy użyciu bardzo często urządzeń mało wydajnych i nieprecyzyjnych, bo za takie należy uznać słabej jakości wycinarki plazmowe (nierzadko ręczne), nożyce gilotynowe czy giętarki ręczne. Materiał przygotowany przez te urządzenia stanowi duże wyzwanie przy spawaniu ręcznym a co dopiero mówić o zrobotyzowanym. Kłopoty z niedokładnością materiału czy złym pozycjonowaniem są przeszkodą nie do przebycia przy użyciu starej technologii.

Czas na nowoczesne rozwiązania

Z tego powodu wiele firm zraziło się do zautomatyzowanych rozwiązań poprzestając na wcześniejszych „ręcznych” metodach. Inne, chcąc iść dalej do przodu, musiały znaleźć lepsze rozwiązanie. Okazało się nim być inwestowanie w najnowsze technologie. Ich dostępność w Polsce jest już naprawdę szeroka, także dzięki wieloletniej działalności firmy FANUC, będącej światowym liderem automatyki przemysłowej i robotyki. W swojej ofercie japoński potentat ma szeroki wachlarz robotów spawających, odpowiednich  praktycznie do każdego zastosowania. Ich niewątpliwą zaletą oprócz niewiarygodnej precyzji i niezawodności, jest przede wszystkim olbrzymie bogactwo dodatkowych funkcji inteligentnych, które znakomicie wspierają wszelkie procesy spawania. Ciekawym przykładem i zarazem najbardziej interesującym dla firm nie tylko z branży kotłów może być funkcja kompensowania niedokładności pozycjonowania czy śledzenie ścieżki spawania on-line.

Detal ma znaczenie

Dziś, nawet przy użyciu tradycyjnych metod, nie stanowi problemu wykonanie połączenia detali o niewielkiej wadze, które zostały wytworzone w precyzyjny sposób, choćby przy użyciu obrabiarek Robodrill, gdzie dokładność wykonania liczona jest w pojedynczych mikronach. Takie detale można dość precyzyjnie i powtarzalnie ustawić w tym samym miejscu. Wówczas nawet robot starszej generacji, bez specjalnych udogodnień może wykonać spaw, gdyż detale i miejsce spoiny są dokładnie w tym samym miejscu. Problem pojawia się jednak wtedy, gdy chcemy spawać np. kocioł grzewczy, który waży kilkadziesiąt kilogramów i osiąga spore rozmiary. Jak wtedy spozycjonować taki detal, który nie dość, że jest duży i ciężki to jeszcze wykonany w tolerancji liczonej raczej w milimetrach niż w mikronach? Nie ma takiej możliwości, żeby operator stanowiska zamontował kocioł za każdym razem w ten sam sposób.

Kompensowanie niedokładności pozycjonowania

Z pomocą przychodzi tu firma FANUC, która w swoich robotach od wielu lat stosuje rozwiązanie
o nazwie Touch Sensing, czyli wykrywanie położenia detali za pomocą „dotyku”. Ta bardzo powszechna dziś już funkcja działa następująco: robot FANUC, poprzez drut spawalniczy z obwodem elektrycznym, wykrywa miejsce w którym znajduje się detal. Może wykryć płaszczyznę, kąt ustawienia blach, położenie kilku blach itd. Opcji jest bardzo wiele i dlatego, to rozwiązanie stosowane jest w licznych aplikacjach, również tych nie spawalniczych. W przypadku produkcji kotłów wystarczy trzema punktami sprawdzić odchylenie położenia blachy od poziomu czyli od teoretycznej płaszczyzny. Całość zajmuje dosłownie kilka sekund. Następnie robot po wykryciu owych trzech punktów, wprowadza tzw. offset i cały program spawania zostaje automatycznie skorygowany od wartości teoretycznej do rzeczywistego położenia spoin. W ten sposób zostaje zniwelowany błąd pozycjonowania i spoina zostaje wykonana w prawidłowym miejscu. Tę funkcję z dużym powodzeniem można wykorzystać również w spawaniu ogrodzeń, płotów oraz innych detali, gdzie istnieje duże prawdopodobieństwo błędów pozycjonowania.

Lasery w procesie spawania

Dużo bardziej zaawansowanym systemem korygującym błędy pozycjonowania i dokładności wykonania detali są czujniki laserowe. Tu roboty FANUC korzystają z funkcji, które mają za zadanie „czytanie” sygnałów z czujników zewnętrznych. Jednym z wielu takich czujników są tzw. linijki laserowe. Wiele firm na świecie korzysta już z takich rozwiązań, np. przy produkcji hal przemysłowych czy kontenerów. Doskonale sprawdzają się tu modele M-710iC/20L o zasięgu aż 3 metrów wyposażone w czujniki laserowe, które znakomicie radzą sobie z nierównościami blachy falistej. Roboty te w jednej linii najpierw skanują laserem odchylenia blachy falistej od modelu teoretycznego, potem wprowadzają nowe dane co do położenia tejże blachy, a następnie rozpoczynają spawanie. 

W normie, nie znaczy dokładnie

Odpowiednie przygotowanie materiału przy wykorzystaniu tradycyjnych technologii miało bardzo duże znaczenie dla sukcesu całego procesu spawania z użyciem robotów. W przypadku wyrobów hutniczych takich jak rury czy profile, sama tolerancja hutnicza mówi o tym, że zgodnie z nomą DIN mogą różnić się one od siebie o +/- 10%. To oznacza, że zarówno rozmiar jak i kształt są prawidłowe o ile znajdują się w tej tolerancji. Robot, który nie jest wyposażony w odpowiednie funkcje będzie poruszał się po trajektorii teoretycznej a profil może odbiegać od niej o +10% lub -10%. Przy małych średnicach te odchyłki mogą być niewielkie, idące w dziesiąte części milimetra. Jeśli jednak spawana jest rura o średnicy 1000 mm, wówczas odchyłka może już wynosić milimetry, a robot nie będzie w stanie utrzymać łuku przy zmieniającej się średnicy.

Śledzenie ścieżki spawania, w tym on-line

Sprawdzonym rozwiązaniem w takich przypadkach są roboty FANUC wyposażone w kolejną funkcją wspomagającą proces spawania TAST (Through Arc Seam Tracking) czyli śledzenie ścieżki spawania. Ta funkcja jest od wielu lat wykorzystywana w procesie zrobotyzowanego spawania kotłów, cylindrów czy profili konstrukcyjnych gdyż znacznie kompensuje odchylenia detalu od teoretycznego modelu. Badając odchylenia prądu łuku spawalniczego, robot wykonuje samodzielnie ruchy w osiach X, Y, Z, po to, żeby długość tego łuku była prawidłowa a przetop właściwy. Oczywiście FANUC posiada również funkcje pozwalające na wykorzystanie zewnętrznych czujników pozwalających na śledzenie ścieżki podczas spawania w czasie procesu czyli on-line. Sygnały z czujników laserowych META, SCANSONIC czy innych producentów, są analizowane i odpowiednio interpretowane, a za pomocą gotowych narzędzi znajdujących się na wyposażeniu standardowym robota, zamieniane są na właściwe ruchy robota w trzech osiach. Robot FANUC dokładnie wie, jak ma się przesunąć i w którym kierunku, żeby spojenie zostało wykonane prawidłowo.

Tylko nowoczesne technologie

Wiele firm chce automatyzować procesy spawania nie tylko ze względu na koszty ale głównie z uwagi na troskę o bezpieczeństwo i higienę pracy operatorów. Szukając odpowiednich rozwiązań stają przed dylematem, czy zainwestować w nowoczesną technologię czy może nieco zaoszczędzić i kupić sprzęt już używany. Dynamiczny rozwój automatyzacji przemysłu oraz szeroka dostępność nowoczesnych technologii w Polsce powoduje, że warto szukać najlepszych rozwiązań. Zakup starszych urządzeń powoduje niejednokrotnie jedynie pozorne oszczędności. Wymagają one bowiem sporych nakładów na przywrócenie ich pełnej sprawności, a brak inteligentnych funkcji czyni je mało przydatnymi. Jednak trzeba wyraźnie podkreślić, że dzięki tym funkcjom wspomagającym spawanie, możliwości działania są nieporównywalnie większe niż jeszcze 10 lat temu. Detale, których spojenie było wówczas jedynie marzeniem, dziś możemy spawać spokojnie.