Schweißroboter-Schweißprozess
Schweißindustrieroboter werden hauptsächlich in Branchen eingesetzt, die eine hohe Produktivität erfordern. Punktschweißen und Lichtbogenschweißen können grundsätzlich mit Hilfe von Robotern durchgeführt werden. Neben dem Widerstandspunktschweißen und dem Lichtbogenschweißen sind zwei gängige Schweißverfahren für Produktionszwecke das Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) und das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG).
Schweißindustrieroboter automatisieren den Prozess und sorgen so für höhere Präzision, weniger Abfall und einen schnelleren Betrieb. Durch den weit verbreiteten Einsatz mechanischer Ausrüstung können sich Schweißindustrieroboter an eine Vielzahl von Schweißprozessen anpassen, darunter Lichtbogen-, Widerstands- und Punktschweißen. Eines der gebräuchlichsten industriellen Roboterschweißverfahren ist das Lichtbogenschweißverfahren. Beim Lichtbogenschweißen handelt es sich um einen Schweißprozess, bei dem Metall durch Elektrizität miteinander verschmolzen wird. Zwischen einer Elektrode (verbrauchbar oder nicht verbrauchbar) und dem Metall wird unter Verwendung von Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) ein Lichtbogen erzeugt, der dazu führt, dass diese schmelzen und sich miteinander verbinden.
Widerstandspunktschweißverfahren: Widerstandspunktschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem zwei geformte Elektroden aus einer Kupferlegierung verwendet werden, um den Schweißstrom auf einen Punkt zu konzentrieren, während die Bleche miteinander verbunden werden. Der hohe Strom, der in eine Spitze geleitet wird, führt dazu, dass das Metall schmilzt und eine Schweißnaht bildet. Durch die Anwendung von hohem Strom an einer bestimmten Stelle wird der Rest des Blechs während des Schweißvorgangs nicht erhitzt.
Punktschweißverfahren: Einige Materialien können dem Strom widerstehen und sind daher für andere Schweißverfahren unzugänglich. Dies geschieht häufig in der Automobilindustrie bei der Montage von Karosserieteilen. Um dieses Problem zu lösen, nutzen schweißende Industrieroboter eine Variation des Widerstandsschweißverfahrens, um ein Paar dünner Metallbleche an einem Punkt zu verbinden.
Visuelles Nahtverfolgungssystem für Pipeline-Schweißroboter
Für den Einsatz in Pipeline-Schweißrobotern wird ein Nahtverfolgungssystem vorgeschlagen, das auf der Erzeugung von sichtbarem Licht basiert. Zunächst wird ein visueller Sensor entwickelt, der auf der Analyse der Wirkung der Laserreflexion auf der Schweißoberfläche und der Position der Kamera, der Ebene, in der sich der Laser befindet, und dem Bild der Laserstreifen nach dem Schweißen basiert. Um starke Reflexionsstörungen im Schweißbild zu verhindern, werden Bildverarbeitungs- und Merkmalsextraktionsalgorithmen entwickelt. Für die Nahtverfolgung beim Pipeline-Schweißen wird ein Bildverarbeitungssystem eingesetzt. Die Leistung dieses Systems wird durch die Steuerung des Nahtverfolgungsexperiments des Pipeline-Schweißroboters überprüft.
Die Schweißnahtverfolgung ist eines der wichtigen Themen beim Roboterschweißen und zugleich die Grundlage für qualitativ hochwertiges automatisiertes Schweißen. Zum Einlernen werden meist industrielle Schweißroboter eingesetzt, wobei der Roboter diesen Weg wiederholt, um den Positionsanforderungen des Strahls beim Schweißen gerecht zu werden. Bei diesem Modus von Schweißrobotern gibt es einige Probleme, wie z. B. Ungenauigkeiten in der Schweißposition, Verformung und Verzerrung der Schweißnaht durch Wärmediffusion. Diese Probleme führen dazu, dass der Strahl von seinem theoretischen Schweißpfad abweicht. Daher ist es notwendig, die Schweißbahn des Strahls während des Schweißens zu kontrollieren. Zweitens kann der Rohrschweißroboter die Schweißnaht nicht vordefinieren, da die Schweißnaht bei einer Richtungsänderung des Rohrs von der Position im Rohr abweichen kann. Die Schweißbahn kann sich ändern, wenn sich das Rohr in axialer Richtung bewegt. In diesem Fall ist dieser Modus nicht zum Rohrschweißen geeignet und der Schweißroboter muss den Versatz zwischen Strahl und Schweißnaht beim Schweißen rechtzeitig korrigieren.
Um eine Abweichung der Schweißnaht beim Bewegen des Rohrs zu vermeiden, besteht die Lösung darin, einen Multimanipulator mit drei Freiheitsgraden zu verwenden, um das Rohr anzuheben, die Position des Rohrs anzupassen und die Richtung des Rohrs zu begradigen. Wenn das Rohr seine Richtung ändert, weicht die Schweißnaht von ihrer ursprünglichen Position ab und dann ist für eine qualitativ hochwertige Schweißung ein Schweißnahtverfolgungssystem erforderlich.