artykuł w Przeglądzie Spawalniczym

Inteligentne systemy FANUC
w zrobotyzowanych aplikacjach spawalniczych
szansą na rozwój przedsiębiorstw produkcyjnych
FANUC przedstawia FANUC iRVision Torch Mate
– niezwykle przydatną opcję, która wykorzystuje system wizyjny FANUC, standardowo integrowany w kontrolerze robota spawalniczego, do automatycznej korekty położenia centralnego punktu narzędzia TCP.
Technologie w gospodarce
Na przestrzeni ostatnich lat dokonała się znacząca
zmiana w obszarze zaplecza technologicznego polskiej gospodarki. Proces unowocześniania polskich
zakładów produkcyjnych w dużej mierze zaczął się od
działalności zagranicznych koncernów, które decydowały się przenieść bądź kontynuować swoją produkcję
w naszym kraju. Znając realia zaostrzonej konkurencji na międzynarodowych rynkach, te doświadczone
firmy kładły olbrzymi nacisk na nowoczesne technologie, by móc sprostać rosnącym wymaganiom. Polscy
producenci, którzy chcieli współpracować z takimi firmami, musieli zrobić dokładnie to samo, czyli zacząć
inwestować w technologie. Wielu z nich się to udało,
a w ślad za nimi poszli kolejni, którzy również zauważyli, że tylko fachowa wiedza, doświadczenie i najnowsze technologie mogą skutecznie i w dłuższej perspektywie budować przewagi konkurencyjne. Chcąc
skutecznie konkurować z rodzimymi i zagranicznymi
producentami, w firmach pojawiły się więc wycinarki laserowe zamiast plazmowych, prasy krawędziowe serwo-elektryczne zamiast giętarek ręcznych
i hydraulicznych itd. Wiele z tych urządzeń również
zostało wyposażonych w roboty, aby uzyskać maksymalną jakość i powtarzalność ale też wydajność.
Roboty w spawalnictwie
Podobnie wyglądała sytuacja w przypadku branży
spawalniczej. Tutaj progres widoczny jest jeszcze wyraźniej, w znacznie krótszym okresie. I wcale nie wynika to z zapóźnienia polskiego przemysłu ale - co może
wydawać się dziś zaskakujące – z ogólnych ograniczeń technologicznych. Jeszcze kilkanaście lat temu
wiele z elementów metalowych po prostu nie mogło
być zespolonych metodą spawania przy użyciu robota. Powodów takiego stanu rzeczy było kilka. Jednak
jednym z najistotniejszych był brak możliwości osiągnięcia dostatecznej jakości, na etapie przygotowania
materiałów do dalszej obróbki, w ramach procesu
spawania. Robot, by móc wykonać swoje zadanie prawidłowo, wymaga często innego, dużo lepszego przygotowania materiału. Wiąże się to z koniecznością
FANUC Polska Sp. z o.o.
zachowania większej dokładności i powtarzalności.
Obecny rozwój technologii w zakresie automatyki przemysłowej, a w szczególności robotyki sprawił,
że na przestrzeni ostatnich lat roboty dedykowane branży spawalniczej rozwinęły skrzydła i tylko w przypadku
swojej podstawowej funkcji przypominają wcześniejszych braci. Współczesne roboty zyskały wiele dodatkowych funkcji, które pozwalają na wykonanie spoiny
w sposób prawidłowy nawet, jeżeli detale dedykowane
do spawania wykazują niedokładności lub odstępstwa
w zakresie swoich parametrów od wartości określonych
tolerancją. W tej dziedzinie niepodzielnie od ponad 40 lat
prym wiedzie firma FANUC, która jest pionierem technologii CNC i robotyki, a także światowym liderem w zakresie tworzenia innowacyjnych rozwiązań m.in. dla branży
spawalniczej. FANUC wyjątkowo troszczy się o klienta
i zawsze wychodzi naprzeciw jego oczekiwaniom, oferując rozwiązania przyjazne i rzeczywiście potrzebne użytkownikom.
FANUC iRVision Torch Mate
Przykładem takiej oczekiwanej na rynku innowacji,
szczególnie cenionej przez klientów, jest FANUC iRVision Torch Mate, jeden z wielu inteligentnych systemów, jakie FANUC od lat stosuje w zrobotyzowanych
stanowiskach spawalniczych. Jest to opcja, która
wykorzystuje system wizyjny FANUC, który jest standardowo umieszczony w kontrolerze robota spawalniczego, do automatycznej korekty położenia centralnego punktu narzędzia TCP.
PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87 2/2015
51
Jak działa FANUC iRVision Torch Mate?
W typowej spawalniczej celi zrobotyzowanej
położenie drutu spawalniczego, czyli centralny punkt
narzędzia TCP, powinien być utrzymany w tolerancji
(+/-) nie większej niż połowa średnicy drutu spawalniczego. Jeżeli uchwyt spawalniczy bądź sam drut
ulegają zgięciu w wyniku awarii lub zużycia, może
to powodować szereg problemów w obszarze jakości spawania. Nieprawidłowy przetop, a nawet jego
brak – to bardzo niebezpieczna sytuacja w produkcji
spawalnych elementów metalowych. Z nieprawidłowo
wykonaną spoiną wiąże się także zagrożenie osłabienia wytrzymałości połączenia. W zrobotyzowanych
celach spawalniczych, wyposażonych w jednego
lub większą liczbę robotów bardzo ważne jest, aby
punkt centralny narzędzia (obu robotów) był określony precyzyjnie. W tego typu celach ścieżki robotów
wzajemnie się przecinają lub uzupełniają, zatem bardzo niepożądaną sytuacją jest tutaj przesunięcie TCP
w wyniku kolizji lub zużycia uchwytu spawalniczego.
Właśnie takie sytuacje najczęściej zmuszają operatora do zatrzymania procesu realizowanego w ramach
celi i ponownego ustawienia punktu TCP. Powszechnie wiadomo, że każdy przestój w produkcji oznacza
straty, a więc w aplikacjach spawalniczych, podobnie
jak w innych procesach produkcyjnych, przedsiębiorcy
dążą do zapewnienia ciągłości procesów.
Zalety FANUC iRVision Torch Mate
Wraz z funkcją FANUC iRVision Torch Mate użytkownik otrzymuje przede wszystkim automatyczną
i dokładną kalibrację punktu TCP, za pomocą zintegrowanego systemu wizyjnego. Funkcja ta redukuje
52
PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87 2/2015
cały proces do kilku sekund, podczas gdy taka sama
manualna operacja kalibracji punktu TCP może zająć
nawet kilka minut. Oczywiście, poprawa sprawności
i zmniejszenie czasu kalibracji powoduje zwiększenie
wydajności i powtarzalności spawanych detali.
Funkcję kalibracji punktu centralnego narzędzi
można wykorzystać również do innych aplikacji zrobotyzowanych, gdzie położenie narzędzia ma wpływ
na dokładność procesu. np. w przypadku stosowania
głowic tnących, szczęk w procesie zgrzewania oraz
precyzyjnych chwytakach, gdzie pojawia się ryzyko
zmiany położenia narzędzia w wyniku zużycia lub
uszkodzenia (kolizji).
Funkcjonalność i łatwość zastosowania FANUC iRVision Torch Mate w szczególności docenią użytkownicy,
którzy często muszą manualnie korygować punkt TCP,
jak również użytkownicy zewnętrznych systemów wizyjnych. FANUC wraz z systemem wizyjnym iRVision
proponuje gotowe narzędzie programowe, do natychmiastowego użycia. O wysokiej niezawodności systemu
decyduje fakt, że wszystkie jego komponenty zostały
stworzone przez jednego producenta, w tej samej technologii, z gwarancją pełnej kompatybilności.
Przewaga zintegrowanego systemu wizyjnego FANUC jest szczególnie widoczna w sytuacjach awaryjnych, które co prawda zdarzają się niezmiernie rzadko, ale mimo, to mogą zaburzyć cały proces produkcji
i wywołać niemały stres u operatora. FANUC oferując
kompleksowy produkt wyklucza ryzyko, że ewentualny błąd będzie trudny do zlokalizowania. Operator
obsługujący robota, w każdej nieprzewidzianej sytuacji, będzie mógł dostrzec komunikat o błędzie na panelu sterowania robota.
Kwestią wartą dodatkowego podkreślenia jest
to, że system wizyjny FANUC nie wymaga stosowania
dodatkowych urządzeń zewnętrznych np. komputera
PC. Wszystkie operacje związane z kalibracją, obsługą i kontrolą wizji odbywają się na wspomnianym powyżej panelu robota, zwanym iPendantem z ekranem
dotykowym. Dodatkowo, system wizyjny FANUC iRVision można symulować w programie off-line na komputerze PC w biurze.