hitsausrobotti

Hitsausteollisuudessa on meneillään vallankumous, ja sitä johtaa hitsausrobotti. Kansainvälisesti hitsausyritykset hyötyvät näistä erittäin tuottavista koneista, jotka tarjoavat nopeuden, tarkkuuden ja johdonmukaisuuden yhdistelmän, jota on vaikea saavuttaa manuaalisilla hitsaustoiminnoilla.

Tässä artikkelissa syvennytään robottihitsauksen maailmaan ja tarkastellaan sen kehitystä, etuja, rajoituksia, sovelluksia, tyyppejä ja paljon muuta.

Johdatus robottihitsaukseen

Robottihitsauksella tarkoitetaan mekanisoitujen ohjelmoitavien työkalujen (robottien) käyttöä, jotka automatisoivat hitsausprosessin täysin suorittamalla sekä hitsauksen että kappaleen käsittelyn. Tällä automatisoinnilla saavutetaan nopeus- ja tarkkuustaso, joka lisää tuottavuutta ja vähentää käyttökustannuksia.

Manuaalinen hitsaus vs. robottihitsaus

Käsikäyttöisessä hitsauksessa ammattitaitoinen työntekijä ohjaa hitsausprosessia. Vaikka tällä menetelmällä on hyvät puolensa, kuten kyky mukautua ainutlaatuisiin työvaatimuksiin, sillä on rajoituksia nopeuden, johdonmukaisuuden ja tuottavuuden suhteen.

Toisaalta hitsausrobotti voi siirtää hitsauspoltinta liitosta pitkin hitsatakseen kappaleet yhteen ilman taukoa, mikä lisää tuottavuutta ja alentaa hitsauskustannuksia kappaletta kohti.

Robottihitsauksessa on kaksi pääluokkaa: automaattinen ja puoliautomaattinen hitsaus. Automaattisessa järjestelmässä osat syötetään kuljettimen tai lippaan kautta, ne kiinnitetään paikoilleen ja robotti hitsaa ne. Puoliautomaattisissa järjestelmissä käyttäjä menee robottisoluun, poistaa valmiin hitsin ja asettaa seuraavat kappaleet robotin hitsattavaksi.

Hitsausrobottien lyhyt historia

Hitsausrobotti on ollut olemassa jo yli 60 vuotta. Ensimmäisen ohjelmoitavan robotin keksi George Devol vuonna 1954. Tämä keksintö tasoitti tietä maailman ensimmäisen robottiyrityksen Unimationin perustamiselle, jossa Devol ja hänen tiiminsä loivat maailman ensimmäisen teollisuusrobotin, Unimaten. Tätä robottia käytettiin General Motorsin (GM) autotehtaalla pistehitsauksessa ja painevalun louhinnassa.

1980-luvulla teollisuusrobottiteollisuus kasvoi merkittävästi, ja uusia hitsausrobottikoneita kehitettiin lähes kuukausittain. Nämä mallit ovat jatkuvasti parantuneet: robottivarret ovat entistä liikkuvampia ja hallittavampia, käyttöliittymiä on parannettu huollon ja korjauksen helpottamiseksi, ja markkinoille on tullut pienempiä yhteistyörobotteja (Cobot), jotka on suunniteltu työskentelemään ihmisen rinnalla.

Hitsausrobottien edut

Robottihitsauslaitteilla on useita etuja, kuten:

Lisääntynyt tuottavuus

Robottihitsaajat ovat tehokkaita, tekevät vähemmän virheitä ja voivat saavuttaa jopa 85%:n hyötysuhteen verrattuna ammattitaitoisten ihmishitsaajien 20%:hen. Robotit eivät väsy, tarvitse taukoa tai mene lomalle, ja ne pystyvät tuottamaan saman laatuisia hitsejä jatkuvasti, mikä lisää tuottavuutta.

Jatkuva laatu

Robotit pitävät hitsausnopeuden, -virran ja muut muuttujat vakiona ja tuottavat korkealaatuisia hitsejä joka kerta. Tämän vuoksi ne ovat ihanteellisia projekteissa, joissa tarvitaan tiukkoja laatuvaatimuksia.

Jätteiden ja kulutustarvikkeiden vähentäminen

Robottihitsaajat eliminoivat monia hitsausvirheitä, jotka johtuvat ihmisen tekemästä hitsauksesta. Ne voivat käyttää lisäaineiden, kuten täyteaineiden, kaltaisia tarvikkeita tehokkaammin, mikä vähentää jätettä. Kulutustarvikkeita ostetaan harvemmin, mikä säästää kustannuksia.

Hitsausrobottien rajoitukset

Hyödyistään huolimatta hitsausroboteilla on muutamia rajoituksia. Ne vaativat monimutkaisia ohjelmointitaitoja, joten saatat joutua palkkaamaan uusia ohjelmoijia robotin ohjelmointia varten. Lisäksi tarvitset työntekijöillesi erikoiskoulutusta ja turvallisuuskursseja.

Lisäksi hitsausrobotit vaativat huomattavia investointeja koneisiin, laitteisiin ja koulutukseen. Asianmukaisella käytöllä robotit voivat kuitenkin maksaa itsensä takaisin yhden tai kolmen vuoden kuluessa.

Hitsausrobottien sovellukset

Hitsausrobottien osuus hitsauksen kokonaismäärästä Yhdysvalloissa on 20 prosenttia, ja tämä osuus kasvaa nopeasti. Niitä käytetään yleensä teollisuudenaloilla, joilla vaaditaan suuria tuotantonopeuksia. Pistehitsaus, jota käytetään pääasiassa autoteollisuudessa, on yksi hitsausrobottien suosituimmista sovelluksista. Kuitenkin myös kaarihitsauksesta on tulossa yhä suositumpi valinta hitsausrobottien käyttöön.

Hitsausrobottien tyypit

Markkinoilla on erilaisia hitsausrobotteja, jotka eroavat toisistaan niiden käyttämien hitsausprosessien perusteella. Näitä ovat mm:

Vastus pistehitsausrobotit

Vastuspistehitsauksessa, jota käytetään yleisesti autoteollisuudessa, käytetään suurempia sähkövirtoja kahden tai useamman levyn liittämiseen yhteen paikkaan. Pistehitsausrobotit ovat nivellettyjä robotteja, joissa on pyörivät nivelet.

Yhteistyöhön perustuva robottihitsaus

Yhteistyöhön perustuvassa robottihitsauksessa käytetään 6-akselista robottikättä, jonka päätehyödykkeenä on hitsauspoltin. Toisin kuin teollisuusrobotit, cobotit voivat työskennellä ihmisen rinnalla, jolloin hitsausrobottisolua ei tarvita.

Suojametallikaarihitsausrobotit (SMAW)

SMAW-hitsauksessa, josta käytetään myös nimitystä puikkohitsaus, valokaari luodaan kuluvan vuoelektrodin ja hitsattavan materiaalin välille.

Robottikaasukaarihitsaus (GMAW/MIG)

Robotteja käytetään usein GMAW- tai MIG-hitsauksessa, kun tarvitaan suuria pinnoitusnopeuksia suuren tuotantonopeuden saavuttamiseksi.

Robottikaasuhitsaus (GTAW/TIG)

GTAW-robotteja käytetään, kun hitsataan ohuita osia tai kun tarvitaan esteettisiä ja tarkkoja hitsejä.

Robotin laserhitsaus

Laserhitsausrobotit käyttävät energialähteenä fokusoitua lasersädettä, joten ne soveltuvat erinomaisesti eripaksuisten materiaalien hitsaamiseen eri kulmista ja suunnista.

Plasmahitsausrobotti

Plasmahitsausrobotit käyttävät plasmakaarta lämmönlähteenä sulattaakseen kahden hitsattavan metallin liitoskohdan.

Robottihitsauksen tulevaisuus

Robottihitsauksen ja cobot-hitsauksen myötä sekä pienet että keskisuuret hitsausyritykset voivat hyödyntää robottiautomaation etuja. Teknologian kehittyessä edelleen hitsaustekniikan tulevaisuus lupaa jännittävää kehitystä.

Tällä hetkellä hitsausteollisuus on ottamassa vastaan hitsausrobottien tuomat tehokkuus- ja tuottavuushyödyt, mikä tekee tästä jännittävää aikaa alan yrityksille.

Päätelmä

Yhteenvetona voidaan todeta, että hitsausrobotti muuttaa hitsausteollisuuden tilannetta. Korkean tuottavuuden, tasaisen laadun ja pienemmän jätteen määrän ansiosta se mullistaa hitsaustapoja. Vaikka robotilla on rajoituksensa, sen edut ja tulevaisuuden mahdollisuudet tekevät siitä kannattavan investoinnin hitsausteollisuuden yrityksille.

Teknologian kehittyessä edelleen voimme vain ennakoida, mitä muita edistysaskeleita robottihitsauksen tulevaisuus tuo tullessaan. Yksi asia on kuitenkin varma: hitsausrobotti on tullut jäädäkseen, ja se muokkaa hitsausteollisuuden tulevaisuutta.