Hàn thủ công so với hàn robot
Như tên gọi, hàn robot là hàn tự động sử dụng cánh tay robot hàn để hàn. Trong loại hàn này, robot di chuyển mỏ hàn dọc theo mối nối để hàn các chi tiết lại với nhau. Robot hàn hiện có thể thực hiện nhiều loại quy trình hàn bằng các công cụ hàn tiên tiến .
Có hai loại hàn bằng robot: tự động và bán tự động.
Trong hệ thống hàn tự động bằng rô-bốt, các bộ phận được đưa vào băng tải hoặc ổ chứa. Sau đó, chúng được kẹp vào vị trí để rô-bốt hàn. Khi rô-bốt hàn xong các bộ phận, người vận hành sẽ di chuyển chúng đến một hoạt động khác để kiểm tra, lắp ráp hoặc đóng gói.
Trong hệ thống hàn robot bán tự động, người vận hành sẽ vào ô robot và tháo mối hàn đã hoàn thành. Sau đó, người vận hành sẽ định vị các chi tiết tiếp theo để robot hàn.
So với hàn thủ công, hàn bằng robot nhanh hơn và có năng suất cao hơn. Điều này là do robot không cần nghỉ giải lao. Chi phí hàn cho mỗi sản phẩm cũng giảm vì robot hàn có thể sản xuất nhiều chi tiết hàn hơn so với con người.
Công nghệ hàn bằng robot đã xuất hiện từ bao lâu?
Bạn có thể nghĩ rằng robot hàn là một phát minh mới, nhưng sự thật là chúng đã tồn tại hơn 60 năm. Chúng ta hãy cùng xem nhanh quá trình phát triển của robot hàn.
George Devol đã phát minh ra robot lập trình đầu tiên vào năm 1954. Sau đó, ông đã tạo ra robot công nghiệp đầu tiên trên thế giới. Sau đó, ông thành lập công ty robot đầu tiên trên thế giới Unimation. Tại công ty này, Devol và các đồng nghiệp đã tạo ra robot công nghiệp đầu tiên. Họ gọi nó là Unimate. Nhà máy ô tô General Motors (GM) đã sử dụng Unimate trong nhà máy của họ ở New Jersey. Robot đã thực hiện hàn điểm và đúc khuôn. Sau thử nghiệm ban đầu, đánh giá tích cực đã lan truyền sự phổ biến của robot hàn trên toàn thế giới.
Năm 1978, với tiền của GM, Unimation đã chế tạo Máy lắp ráp vạn năng có thể lập trình (PUMA). Chiếc máy này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.
Vào những năm 1980, ngành công nghiệp robot công nghiệp phát triển. Các công ty đưa ra máy hàn robot mới mỗi tháng. Cũng trong thập kỷ này; cánh tay robot phát triển khả năng di chuyển và kiểm soát tốt hơn.
Thiết kế robot đã tiếp tục được cải thiện kể từ đó. Giao diện robot được cải thiện và thiết kế được sắp xếp hợp lý và đơn giản hóa. Giao diện của người vận hành cũng được cải tiến để bảo trì và sửa chữa dễ dàng hơn.
Từ robot công nghiệp, robot cộng tác nhỏ hơn (Cobot) được phát minh để làm việc cùng con người. Cobot dễ lập trình hơn và an toàn hơn so với các đối tác công nghiệp của chúng.
Ưu điểm của Robot hàn
Tăng năng suất
Thợ hàn robot hoàn thành công việc nhanh hơn, hiệu quả hơn. Họ cũng ít mắc lỗi hơn so với người thợ. Họ có thể đạt hiệu suất lên đến 85% so với 20% người thợ lành nghề.
Robot không bao giờ mệt mỏi, cần nghỉ ngơi hoặc đi nghỉ. Chúng có thể tạo ra các mối hàn chất lượng như nhau ngày này qua ngày khác. Thợ hàn con người ít nhiều có thời gian hồ quang dưới 50% và con số này có thể giảm khi mệt mỏi. Robot có thể có thời gian hồ quang lên tới 95%.
Chất lượng không đổi
Robot không bị phân tâm. Chúng có thể duy trì tốc độ hàn, dòng điện và các biến số khác không đổi. Nhờ đó, chúng có thể mang lại chất lượng mối hàn rất cao mọi lúc. Sử dụng robot hàn cho các dự án hàn cần yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt là lý tưởng.
Giảm thiểu chất thải và vật tư tiêu hao
Robot hàn loại bỏ rất nhiều lỗi hàn do con người gây ra. Điều này là do robot không mệt mỏi và cắt giảm các vấn đề mà sự mệt mỏi có thể mang lại. Robot hàn cung cấp chất lượng mối hàn như nhau bất kể tình huống nào. Tránh phế liệu giúp dễ dàng duy trì ngân sách, đặc biệt là đối với các công việc có giá trị cao.
Máy hàn robot hiệu quả vì chúng có thể sử dụng vật tư tiêu hao như chất độn hiệu quả hơn. Hiệu quả này làm giảm lượng chất thải được tạo ra. Vòi phun cũng là một vật tư tiêu hao khác mà máy hàn robot sử dụng tiết kiệm, giúp tăng tuổi thọ của chúng. Vật tư tiêu hao được mua ít thường xuyên hơn, tiết kiệm chi phí.
Hạn chế của Robot hàn
Mặc dù robot hàn có nhiều ưu điểm nhưng chúng cũng có những hạn chế. Chúng ta hãy cùng xem xét một vài hạn chế này.
Yêu cầu lập trình và đào tạo
Hầu hết các robot công nghiệp đều cần kỹ năng lập trình phức tạp. Vì vậy, bạn có thể cần thuê một nhóm lập trình viên mới để xử lý việc lập trình robot. Bạn cũng cần đào tạo chuyên biệt và các khóa học an toàn cho công nhân của mình. Các khóa học này nhằm mục đích làm quen với cách làm việc với robot một cách an toàn. Các nhà tích hợp robot có thể giúp bạn lắp đặt robot công nghiệp hoặc bạn có thể tự mình thực hiện với các nhân viên có kiến thức của mình.
Cần một khoản đầu tư đáng kể để bắt đầu
Robot hàn cần một khoản đầu tư đáng kể – cả về máy móc, đồ gá, cũng như đào tạo. Tuy nhiên, nếu sử dụng đúng cách, robot có thể tự trả tiền cho chính chúng trong khoảng thời gian từ một đến ba năm. Nếu bạn muốn biết mình có thể thu hồi vốn đầu tư trong bao lâu, bạn có thể sử dụng Máy tính lợi tức đầu tư (ROI) của thợ hàn robot trực tuyến . Máy tính này sẽ cho bạn biết liệu nó có đáng để đầu tư hay không.
Robot hàn được sử dụng để làm gì?
Hiện nay, robot hàn chiếm 20 phần trăm tổng lượng hàn tại Hoa Kỳ. Tuy nhiên, con số này đang tăng nhanh. Nhìn chung, các ngành công nghiệp sử dụng hàn robot khi cần tốc độ sản xuất cao. Hàn điểm, thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, là một trong những robot hàn phổ biến nhất. Tuy nhiên, hàn hồ quang cũng đang trở thành lựa chọn ngày càng phổ biến để sử dụng robot hàn.
Có những loại robot hàn nào trên thị trường?
Có nhiều thương hiệu máy hàn robot trên thị trường. Nhưng trong bài viết này, chúng ta hãy nói về các loại robot khác nhau dựa trên quy trình hàn mà chúng sử dụng .
Các loại robot hàn khác nhau là:
- Robot hàn điểm điện trở
- Robot hàn cộng tác
- Robot hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc (SMAW)
- Hàn hồ quang kim loại bằng khí (GMAW/MIG)
- Hàn hồ quang vonfram khí robot (GTAW/TIG)
- Robot hàn laser
- Robot hàn Plasma
Robot hàn điểm điện trở
Ngành sản xuất ô tô thường sử dụng phương pháp hàn điểm điện trở. Đây là quy trình hàn điện trở sử dụng dòng điện lớn hơn để nối hai hoặc nhiều tấm ở một vị trí duy nhất.
Robot hàn điểm là robot có khớp nối. Chúng là robot có khớp quay có phạm vi từ hai đến 10 trục. Robot hàn điểm có động cơ servo được trang bị bộ mã hóa độ phân giải cao giúp điều khiển chính xác chuyển động của súng hàn điểm. Súng hàn có một cặp điện cực có thể mở và đóng. Nó cũng đi kèm với phần mềm điều khiển gia tốc, vị trí và lực của cánh tay robot.
Robot hàn cộng tác
Hàn robot cộng tác, hay gọi tắt là hàn cobot, cũng là một cánh tay robot, thường là 6 trục, với mỏ hàn là bộ phận tác động cuối. Không giống như robot công nghiệp, cobot có thể làm việc cùng với con người. Vì lý do này, không cần phải đặt chúng trong một ô robot hàn. Bạn chỉ có thể đảm bảo an toàn khi hàn (flash, splatter). Chúng cũng dễ dàng triển khai và triển khai lại cho các nhiệm vụ khác nhau.
Với sự ra đời của robot cộng tác (hay cobot), các doanh nghiệp hàn cỡ vừa cũng có thể hưởng lợi từ tự động hóa hàn. Chúng cũng dễ lập trình hơn. Cobot Welder từ Hirebotics chắc chắn là cobot dễ lập trình nhất trên thị trường. Dễ như thế nào? Thợ hàn của bạn có thể dễ dàng dạy robot bằng điện thoại của họ bằng ứng dụng.
Robot hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc (SMAW)
Hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc (SMAW) còn được gọi là hàn que. Trong loại hàn này, hồ quang được tạo ra giữa điện cực thông lượng tiêu hao và vật liệu hàn.
Robot SMAW cần xem xét một biến thể của điểm trung tâm công cụ (TCP). TCP là một biến được sử dụng trong robot để máy tính theo dõi đầu công cụ, ở đây là điện cực tiêu hao. Tốc độ tiêu thụ của điện cực xác định hướng của cánh tay robot.
Hàn hồ quang kim loại bằng khí (GMAW/MIG)
Thông thường, robot được sử dụng để hàn GMAW khi cần tỷ lệ lắng đọng cao để đạt được tỷ lệ sản xuất cao. Trong hàn GMAW, điện cực tiêu hao được nấu chảy và hoạt động như vật liệu độn. Hàn GMAW bằng robot được sử dụng để hàn thép không gỉ, đồng, niken, thép cacbon và nhôm. Nó thường được sử dụng cho các kim loại có điểm nóng chảy dẫn điện cao.
Hàn hồ quang vonfram khí robot (GTAW/TIG)
Robot hàn hồ quang khí vonfram (GTAW) được sử dụng khi hàn các chi tiết mỏng hoặc muốn có mối hàn thẩm mỹ và chính xác.
Trong GTAW Robotic, các biến số như chuyển động của mỏ hàn, dòng khí bảo vệ trước, tần số xung, v.v., được điều khiển tự động. Chiều dài hồ quang cũng có thể được duy trì tự động bằng điều khiển điện áp tự động. Hệ thống hàn robot GTAW thông minh có camera giúp theo dõi vị trí mối hàn và phát hiện lỗi. Trong loại hệ thống này, người vận hành hiệu chỉnh camera và dạy robot đường hàn. Sau đó, robot chụp ảnh trước khi hồ quang được thiết lập và so sánh hình ảnh này với hình ảnh tham chiếu. Loại hệ thống này lý tưởng để hàn các vật liệu mỏng, trong đó vị trí của hồ quang đóng vai trò quan trọng.
Robot hàn laser
Robot hàn laser là loại hàn sử dụng chùm tia laser tập trung làm nguồn năng lượng. Hàn laser có thể thông qua dẫn nhiệt hoặc laser sâu.
Máy hàn laser robot bao gồm đầu laser sợi quang, hệ thống theo dõi, laser sợi quang và robot công nghiệp. Máy thường được sử dụng để hàn các vật liệu có độ dày khác nhau từ nhiều góc độ và hướng khác nhau. Các thiết bị y tế và ngành hàng không vũ trụ thường sử dụng robot hàn laser.
Robot hàn Plasma
Loại máy hàn robot này sử dụng hồ quang plasma làm nguồn nhiệt để làm nóng chảy mối nối của hai kim loại cần hàn. Robot hàn plasma được trang bị một mỏ hàn plasma. Một điện cực vonfram được treo bên trong mỏ hàn. Điện cực nén hồ quang, do đó plasma chảy ra khỏi mỏ hàn với tốc độ cao. Robot hàn plasma thường sử dụng robot khớp nối sáu trục.
Robot plasma được sử dụng để hàn nhiều loại kim loại bất kể độ dày của chúng. Hàn plasma bằng robot nổi tiếng với các mối hàn chính xác và thời gian chu kỳ ngắn. Những robot này cũng có thể hàn cả mối hàn hẹp và mối hàn không bị biến dạng chi tiết.
