Как инженеры мы должны смотреть дальше существующих технологий и спрашивать, есть ли лучший способ.
Джеймс Дайсон
Возможности для автоматизации производств
Темп развития промышленных технологий стремительно нарастает. Появляются новые материалы и принципиально новые конструкции изделий. Спрос и требования к продукции смещаются в сторону индивидуальных требований и малосерийного производства. Все эти изменения приводят к необходимости пересмотра и адаптации производственных процессов и технологий.
Если сегодня перед предприятием стоит вопрос обновления парка оборудования, модернизации или расширения производства, то обоснованным и дальновидным будет рассмотрение в первую очередь самых инновационных и перспективных из имеющихся на рынке решений. Особенно актуален такой подход при запуске новых линий или производств в области импортозамещения и экспорта.
Одними из наиболее инновационных и перспективных направлений в металлообработке в обозримой перспективе являются лазерные технологии и роботизация процессов.
Лазерные технологии в комбинации с промышленными роботами меняют сложившиеся технологические стереотипы. Открываются новые возможности для автоматизации даже там, где раньше подобные решения были невозможны или неэффективны, отвоевывая ниши у традиционных технологий, которые постепенно устаревают.
Использование роботизированных решений способно увеличить производительность, улучшить качество продукции, добиться более точного соблюдения заданных параметров, значительно минимизировать участие человека в сложных процессах, снизить производственные расходы и себестоимость изделий.
Лазерная роботизированная резка
Хирургическая точность и предельная производительность. Лазерная резка давно и активно используется в производстве. Однако благодаря универсальным характеристикам, получаемым в сочетании с роботами, ее потенциальным потребителем становится практически каждое предприятие, имеющее в технологическом цикле производство заготовок и обработку материалов.
Основные преимущества:
• прецизионная точность вырезки деталей;
• способность высокоскоростной резки по трехмерной траектории;
• гибкая и оперативная перенастройка оборудования на новые изделия;
• возможность прецизионной резки и сверления материалов, не поддающихся механической обработке: композитов, сверхтвердых сплавов, изделий порошковой металлургии, керамики и др.
Дополнительным экономическим драйвером для внедрения выступает падение цен на лазерные системы: стоимость лазерного оборудования сейчас в среднем на 30-40% ниже,
чем в начале 2000-х.
Лазерная роботизированная сварка
Качество и универсальность на высоких скоростях. Лазерная сварка особенно эффективна, когда использование традиционных способов трудоемко, не дает желаемых результатов, технически сложно осуществимо или вообще невозможно:
• позволяет значительно упростить технологию изготовления сварных изделий, выполняя сварку как заключительную операцию, без последующей правки или механической обработки;
• когда необходимо существенно повысить производительность, поскольку скорость ее может быть в несколько раз больше, чем у традиционных способов;
• при изготовлении крупногабаритных конструкций малой жесткости или с труднодоступными швами;
• при необходимости соединения трудно свариваемых, в том числе разнородных материалов лазерная сварка может оказаться единственным процессом, обеспечивающим качественные сварные соединения.
В пользу лазерной сварки говорят и следующие факторы:
• превосходное качество и прочность швов, близкая к прочности основного материала;
• возможность обрабатывать материалы толщиной от долей миллиметров до десятков миллиметров в зависимости от материала;
• высокая надежность за счет отсутствия контакта и механического воздействия, а также применения неизнашивающихся инструментов;
• низкие издержки на единицу продукции благодаря высокой скорости процесса и низкой потребности в доработке.
Лазерно-гибридная сварка роботом
Раскрывает потенциал двух технологий. Лазерно-гибридная сварка (ЛДС, Laser-Hybrid) объединила в один метод преимущества традиционного процесса дуговой сварки MIG-MAG с возможностями волоконного лазера. В результате стало возможным обеспечить высокую скорость и работу по зазорам, характерные для дуговой сварки с большой глубиной проплавления и малой шириной шва, характерных для лазерной сварки.
Полностью раскрыть потенциал этого высокопроизводительного процесса и использовать гибкость компактной сварочной головки возможно исключительно при совмещении лазерно-гибридной сварки с промышленными роботами:
• глубокое, узкое проплавление;
• высокие скорости сварки;
• незначительное тепловложение;
• пониженная зона термического воздействия;
• практически полное отсутствие деформаций;
• высококачественные сварные швы с отличным внешним видом и физическими характеристиками;
• сокращение или отсутствие постобработки;
• лучший контроль корня сварки, иногда позволяющий достигать полной проварки, без необходимости проводить сварку нижней стороны.
Роботизированная лазерная наплавка для аддитивных технологий
Большой шаг в производстве сложных деталей. Новые возможности для более широкого использования роботизированных лазерных технологий открывает аддитивное производство. Роботизированная лазерная наплавка/выращивание, в том числе с использованием металлических порошков, больше чем просто 3D-печать. Этот инновационный производственный метод применяют в различных сферах: от защитных покрытий, ремонта компонентов и процессов сборки до комплексного создания деталей и даже изделий.
Лазерная наплавка роботом открывает широкие возможности дизайна при индивидуальном изготовлении деталей, прежде всего в сравнении с общепринятыми пресс-формами. Лазерная наплавка с присадочными материалами позволяет создавать новые градиентные структуры (плавный переход материала изделия из одного в другой), изменять форму и поверхность существующих заготовок. Также возможно создавать детали большого формата, которые не помещаются в монтажное пространство 3D-принтера, выращивать тонкостенные образцы с толщиной стенки от 0.6 мм.
Ключевые факторы успеха внедрения роботизированных лазерных технологий на производстве
Извлечь максимум производительности и эффективности из инвестиций в роботизированные решения с применением лазера, позволяют:
• тщательный подбор технологии и оборудования с учетом материала, характеристик и габаритов изделия;
• привлечение к реализации проекта разработчиков‑интеграторов с компетенциями и опытом в нескольких областях: роботизация, лазерные системы, сварочные технологии и других, в зависимости от задачи проекта;
• разработка индивидуального решения с учетом всех параметров конкретного производства;
• заказ решения под ключ у одного исполнителя для обеспечения гарантии запуска и техподдержки на стадии эксплуатации.
ООО «ДС-Роботикс»
109387, Россия, г. Москва, ул. Люблинская, д. 42, офис 223-3
тел: +7 (495) 649-60-69, info@ds-robotics.ru
Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 4-2019
