Następny mistrz spawania? Zrobotyzowane cele przemysłowe

W dzisiejszym świecie przemysłowym zasadniczą rolę odgrywają nowoczesne technologie Przemysłu 4.0, które umożliwiają automatyzacje i robotyzacje procesów produkcyjnych przy bardzo małym lub znikomym udziale ludzkiej interwencji. Szereg korzyści, jakie dają, oraz rosnąca potrzeba doskonalenia procesów produkcyjnych, skłaniają przedsiębiorstwa do szukania innowacyjnych rozwiązań, które zapewnią im konkurencyjność na rynku.

Jednym z nich są zrobotyzowane cele (ang. robotic welding cell) wykorzystywane w procesach przemysłowych, takich jak spawanie czy zgrzewanie. Ich głównym zadaniem jest zwiększanie wydajności procesów, zapewnianie większej elastyczności oraz jak najwyższej jakości wytwarzanych produktów przy jednoczesnym optymalizowaniu kosztów.

Pierwotnie zrobotyzowane cele spawalnicze zostały przyjęte w przemyśle motoryzacyjnym w celu przezwyciężenia niedoboru wykwalifikowanej siły roboczej do aplikacji spawania ręcznego. Obecnie te oraz inne stanowiska pracy robotów zyskują popularność w licznych branżach produkcyjnych, takich jak elektryczna, elektroniczna, metalowa, maszyn, lotnicza, obronna, budowlana czy farmaceutyczna.

W tym artykule przyjrzymy się, jak wygląda rynek spawania zrobotyzowanego, czym są oraz jakie korzyści przynoszą przedsiębiorstwom zrobotyzowane cele, dlaczego warto w nie inwestować oraz z jakimi technologiami spawania i zgrzewania zrobotyzowanego można się spotkać w przemyśle.

Rynek spawania zrobotyzowanego

Zgodnie z raportem firmy MarketsandMarkets, globalny rynek spawania zrobotyzowanego pod względem przychodów został oszacowany na kwotę 7,1 miliarda dolarów w 2021 roku. Prognozuje się, że jego wartość wzrośnie do 11,7 miliarda dolarów do 2026 roku, przy średniorocznym wzroście (CAGR) na poziomie 10,5% (patrz wykres poniżej).

Czynniki napędzające wzrost tego rynku, które zostały przedstawione w raporcie, to Przemysł 4.0, czyli coraz większą świadomość firm dotycząca wdrażania innowacyjnych rozwiązań z tego obszaru, wzrastające zapotrzebowanie na wydajne roboty spawalnicze w branży motoryzacyjnej i transportowej, oraz inicjatywy rządowe, mające na celu wspieranie transformacji cyfrowej przedsiębiorstw.

Czym są zrobotyzowane cele produkcyjne?

Cele zrobotyzowane to wygrodzone obszary pracy, w których roboty przemysłowe wraz z niezbędnym osprzętem wykonują przypisane im zadania. Te zaawansowane systemy są odpowiedzią na potrzebę automatyzacji i robotyzacji stanowisk ręcznych, do których brakuje wykwalifikowanej kadry pracowników, na przykład spawaczy. Integracja robotów przemysłowych w procesy produkcyjne wyręcza pracowników ze żmudnych, monotonnych zadań wymagających dużej precyzji, zapewniając wysoką, powtarzalną jakość procesu wytwarzania. Cele zrobotyzowane znajdują zastosowanie w różnych procesach produkcyjnych, między innymi jako zautomatyzowane cele spawalnicze, zgrzewania, lakierowania czy sortowania, zastępując potrzebę ręcznego wykonywania tych procesów. Są zaprojektowane zgodnie z dyrektywą maszynową oraz wyposażone w odpowiednie systemy bezpieczeństwa. Realizują dokładnie i skutecznie zaprogramowane dla nich operacje w środowiskach produkcyjnych, gdzie szybkość, powtarzalność i precyzja są kluczowe.

W Aiut projektujemy kompleksowe rozwiązania do zautomatyzowanego spawania zrobotyzowanego. Realizacja cel spawalniczych i zgrzewalniczych odbywa się poprzez każdorazowe dostosowanie ich do potrzeb klienta, począwszy od prostych, standardowych rozwiązań, po te bardziej złożone konfiguracje stanowisk zrobotyzowanych.

Jak wygląda projektowanie stanowisk do cel zrobotyzowanych?

Tworzenie celi zrobotyzowanych wymaga dokładnej i precyzyjnej analizy procesu produkcyjnego klienta. Na tej podstawie projektowane są odpowiednie roboty i niezbędne oprzyrządowanie. Na przykład mogą to być systemy wizyjne, które umożliwiają rozpoznawanie elementów, przekazując ich współrzędne robotowi, który jest w stanie je potem odpowiednio posortować. Integrację z oprzyrządowaniem zapewnia wgrane do robota oprogramowanie, które jest następnie testowane, aby zapewnić bezpieczną i efektywną pracę robota.

Robotyzacja produkcji — do czego służą cele zrobotyzowane?

Stosowanie zrobotyzowanych cel przynosi wiele korzyści dla przedsiębiorstw produkcyjnych. Po pierwsze, umożliwiają one zwiększenie wydajności poprzez automatyzację procesów, co przekłada się na szybszą produkcję i krótsze czasy cyklu. Po drugie, zapewniają jednolitą i powtarzalną jakości wytwarzanych produktów. Ponadto, zrobotyzowane cele pozwalają na optymalizację zużycia surowców i energii, co prowadzi do redukcji kosztów produkcji. Co więcej, zapewniają komfort i bezpieczeństwo, wyręczając ludzi ze żmudnych, monotonnych i niebezpiecznych czynności, na przykład spawaczy narażonych na długotrwałą pracę w szkodliwych warunkach.

Zalety zrobotyzowanych cel przemysłowych

• wysoka, powtarzalna jakość wykonania
• zwiększenie efektywności i wydajności produkcyjnej zakładu
• dokładność i szybkość realizacji procesów
• zapewnienie ciągłości produkcji i minimalizacja przestojów
• produkcja 24/7 dzięki robotom
• minimalizacja błędów ludzkich
• zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na spawane produkty
• wszechstronność robotów poprzez dobór odpowiedniego oprogramowania
• podniesienie standardów i bezpieczeństwa pracy

Cele spawalnicze i zgrzewalnicze — jakie technologie się w nich stosuje?

Zgrzewanie rezystancyjne punktowe

Zgrzewanie rezystancyjne punktowe (ang. spot welding), zwane też zgrzewaniem oporowym punktowym lub zgrzewaniem elektrycznym oporowym, to proces polegający na wykorzystaniu prądu elektrycznego do wytworzenia ciepła. W efekcie metal topi się, co prowadzi do połączenia dwóch elementów. Zrobotyzowane cele do zgrzewania rezystancyjnego są wyposażone w specjalne elektrody, które dociskają materiały i generują prąd, tworząc trwałe połączenie. Parametry celi w tym procesie, które można zmieniać, to natężenie prądu zgrzewania, czas przepływu prądu oraz siła docisku elektrod.

Zgrzewanie garbowe

Jest to jeden z rodzajów zgrzewania rezystancyjnego punktowego, w którym materiały są podgrzewane przy wykorzystaniu tarcia. Zrobotyzowane cele do zgrzewania garbowego wykorzystują odpowiednio zaprogramowane roboty, które precyzyjnie kontrolują nacisk i ruchy, aby zapewnić skuteczne połączenie materiałów.

Spawanie MIG/MAG

Spawanie metodą MIG (ang. Metal Inert Gas) lub MAG (ang. Metal Active Gas) polega na łączeniu materiałów za pomocą łuku elektrycznego, który jest utrzymywany między przewodzącym drutem a obrabianym materiałem. Z uchwytu spawalniczego dostarczany jest gaz osłonowy — w przypadku MIG gaz obojętny, a w MAG gaz aktywny. Łuk stapia spawany materiał i tak powstaje spoina. Zrobotyzowane cele do spawania MIG/MAG wykorzystują nowoczesne roboty spawalnicze, które precyzyjnie sterują procesem, zapewniając jednolite i trwałe połączenia.

Spawanie laserowe i hybrydowe

Spawanie laserowe wykorzystuje wysokoenergetyczny strumień światła laserowego do topienia materiałów i tworzenia połączeń. Dzięki wysoce skoncentrowanemu źródle ciepła, spawanie laserowe cienkich elementów osiąga duże prędkości, a w grubszych może wytwarzać głębokie i wąskie spoiny. Zrobotyzowane cele do realizacji procesu spawania laserowego są wyposażone w precyzyjne układy optyczne i zaawansowane systemy sterowania, które umożliwiają dokładne prowadzenie wiązki laserowej. Technologia spawania laserowego jest stosowana w odległych miejscach, do których trudno dotrzeć. Może być również używana w aplikacjach o dużej objętości, które wymagają zwiększonej precyzji w branżach motoryzacyjnej i transportowej, elektrycznej i elektronicznej oraz lotniczej i obronnej.

Natomiast spawanie hybrydowe łączy w sobie zalety spawania laserowego oraz MIG/MAG, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości połączeń przy jednoczesnym zwiększeniu efektywności procesu.

Program partnerski Fronius Polska

AIUT otrzymał status Authorized Integrator PARTNER w ramach programu partnerskiego Fronius Polska, lidera na rynku zrobotyzowanych systemów spawania. Bliższa współpraca przyspieszy zakres oferowanych przez AIUT rozwiązań spawalniczych, dzięki wdrażaniu najnowszych technologii i aplikacji spawania zrobotyzowanego. Dowiedz się więcej tutaj.

Robotyzacja produkcji — projektowanie stanowisk zintegrowanych z robotami AMR

Jako integrator współpracujemy z największymi firmami na rynku spawania zrobotyzowanego, takimi jak FANUC, Kuka, ABB itp. Oprócz realizacji cel zrobotyzowanych do spawania i zgrzewania, tworzymy także autonomiczne roboty mobilne serii F, aby jeszcze bardziej zwiększyć wydajność procesów produkcyjnych i logistycznych. Wszystko dzięki temu, że nasze AMR mogą dostarczaćć produkty do cel zrobotyzowanych, które są potrzebne robotom przemysłowym do realizacji zadań. Dodatkowo projektujemy roboty współpracujące (ang. cobots), które są zintegrowane z ramionami robotycznymi. Poniżej możecie zobaczyć naszego autonomicznego robota mobilnego F23 z zaaplikowanymi ramionami robotów wymienionych wcześniej firm, który prezentowaliśmy na zeszłorocznym Warsaw Industry Week.

Podsumowanie

Zrobotyzowane cele stanowią niezbędne narzędzie w dzisiejszym przemyśle, umożliwiając przedsiębiorstwom produkcyjnym osiągnięcie większej wydajności i efektywności. Wykorzystując zaawansowane technologie zgrzewania i spawania, te innowacyjne urządzenia przyczyniają się do poprawy jakości, zwiększenia wydajności oraz obniżenia kosztów produkcji. Dodatkowo integracja procesów produkcyjnych z autonomicznymi robotami mobilnymi pozwala osiągnąć firmom jeszcze wyższy poziom automatyzacji oraz utrzymać konkurencyjną pozycję na rynku.