Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 nổ ra làm thay đổi nhiều phương thức sản xuất. Theo đó, việc đưa Robot sản xuất không còn quá xa lạ, bởi những ưu điểm vượt trội đem lại cho chủ doanh nghiệp, đặc biệt là Robot hàn trong xưởng gia công cơ khí. Vậy thế nào là Robot hàn? Robot hàn ứng dụng trong ngành nào? Có lợi ích gì cho doanh nghiệp?
I. Hiểu về Robot hàn:
Robot hàn là một loại robot đã được lập trình sẵn giúp người chủ hoàn toàn tự động hóa quá trình hàn cơ khí. Tùy vào từng mục đích sử dụng mà thị trường đã cho ra đời nhiều loại robot hàn gia công cơ khí khác nhau về đầu hàn như robot hàn tích, hàn dây, hàn điểm hay hàn laze.
Robot hàn được áp dụng vào các dây chuyền sản xuất tự động đòi hỏi tính chuyên môn, phức tạp như lĩnh vực sản xuất ô tô, xe máy, đường ống, giá đỡ,…, robot hàn sẽ giúp ích rất nhiều và đem lại hiệu quả vượt trội so với lao động thủ công thông thường.
Trong gần 50 năm qua, ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã không ngừng đổi mới để có được diện mạo như ngày hôm nay. Các hãng sản xuất ô tô như Ford, Mercedes, Toyota, Honda, Nissan,v.v… đều ứng dụng dây chuyền sản xuất và lắp ráp tự động, trong đó robot hàn chiếm 40%
II. Cấu trúc cơ bản của robot hàn gia công cơ khí
1. Robot hàn hồ quang
Các robot hàn chủ yếu có dạng cánh tay có khớp hoặc xoay. Loại robot trục Đề-các chỉ được dùng cho các robot rất lớn hoặc rất nhỏ. Cánh tay robot được sử dụng nhiều do nó cho phép súng hàn chuyển động như cách con người thao tác. Góc súng hàn và góc di chuyển có thể thay đổi để hàn ở mọi vị trí, nhất là ở những vị trí khó tiếp cận. Cánh tay robot cũng gọn nhẹ nhất và có tầm với lớn nhất. Thường các robot hàn có 5-6 trục tự do, lập trình được. Các cánh tay robot do nhiều nhà cung cấp bán sẵn như ABB, FANUC, PANASONIC, KUKA, MOTOMAN
2. Nguồn hàn
Nguồn hàn phải cung cấp dòng điện điều khiển được với điện áp thích hợp cho quá trình hàn.
Các máy hàn hồ quang tự động cần nguồn điện phức tạp hơn máy hàn bán tự động. Máy hàn tự động cần tiếp nối với nguồn điện để điều khiển nguồn hàn nhằm mang lại hiệu năng tối ưu.
3. Súng hàn hồ quang
Súng hàn dùng để tiếp điện cực đến mối hàn, truyền dòng điện hàn vào điện cực và tạo ra môi trường bảo vệ quanh mối hàn. Có nhiều kiểu súng hàn khác nhau, tùy theo quá trình hàn, dòng hàn, kích thước điện cực và vật liệu bảo vệ mối hàn.
Súng hàn có thể được làm nguội bằng nước luân chuyển hoặc không khí. Các súng hàn có thể ở dạng thẳng hoặc cong. Súng hàn cong để tiếp cận mối hàn dễ dàng hơn.
Chức năng chính của súng hàn là truyền dòng điện tới điện cực. Đối với quá trình hàn dùng điện cưc nóng chảy, dòng hàn được truyền tới điện cực khi nó chuyển động qua súng.
Chức năng thứ hai của súng hàn là cấp khí bảo vệ vùng hàn . Hàn hồ quang dùng khí hoạt tính như các-bon đi-ôxít hoặc hỗn hợp khí trơ, thường là argon với CO2.
Súng hàn được gắn vào thân robot . Thường trang bị một ly hợp chống va đập, ngăn điện cực bị dính hoặc va chạm khi lắp đặt, khởi động.
4. Bộ cấp dây
Bộ cấp dây dùng để bổ sung kim loại điền đầy trong qúa trình hàn tự động. Điều này cho phép linh hoạt trong việc thiết lập nhiều tốc độ cấp dây khác nhau để phù hợp với những yêu cầu cụ thể của từng dây chuyền. Bình thường, bộ cấp dây được gắn trên cánh tay robot, độc lập với nguồn hàn. Với hàn tự động, cần có một giao diện điều khiển giữa bộ điều khiển robot, nguồn và bộ cấp dây. Hệ thống cấp dây hàn phải phù hợp với quá trình hàn và kiểu nguồn điện được sử dụng.
5. Định vị và gá cố định vật hàn
Để nối các vật hàn, mỗi vật hàn phải được căn chỉnh chính xác và gá chắc chắn tại chỗ trong quá trình hàn. Một điều quan trọng là cách thiết kế một khung gá các vật hàn tại vị trí thích hợp. Bộ phận này phải thao tác nhanh và dễ dàng, giữ chắc các vật hàn cho tới khi chúng dính vào nhau và phải cho phép súng hàn tự do tiếp cận mối hàn.
Bộ định vị có thể được thiết kế giống như trong hàn bằng tay,hoặc chuyên biệt để tăng tính linh hoạt và tầm hoạt động của các hệ thống hàn tự động. Độ chính xác cũng phải cao hơn. Ngoài ra, các điều khiển định vị robot phải tương thích và tuân thủ theo bộ điều khiển robot trung tâm để đạt được chuyển động phối hợp tức thì của nhiều trục trong khi hàn.
Tuy nhiên, thao tác nâng hạ các bộ phận tĩnh của hệ robot rất tốn thời gian và có thể phi thực tế. Sẽ hiệu quả hơn nếu có hai hay nhiều khung giữ trên một bộ định vị vật hàn quay, mặc dù chi phí ban đầu cao hơn.
6. Bộ làm sạch súng hàn
Để làm việc chính xác và tin cậy, súng hàn hồ quang phải được làm sạch liên tục. Chu kỳ làm việc hầu hết ở chế độ 100% nên quá trình làm sạch súng hàn cũng phải được tự động hóa. Chất tách vẩy hàn được phun vào mũi súng hàn. Ngoài ra, bộ làm sạch còn có thể chà sát mũi súng hàn để loại bỏ vẩy hàn bám vào và cắt dây hàn. Hệ thống làm sạch phải được tự động kích hoạt tại các thời điểm mà hệ điều khiển yêu cầu.
7. Bộ định tâm
Cảm biến cuối tay và quá trình căn chỉnh trọng tâm là những yếu tố cơ bản để thực hiện thành công hệ thống hàn tự động. Cảm biến cuối tay dùng để phát hiện vị trí thực tế của cạnh vật hàn so với khung robot, từ đó tính ra chính xác trọng tâm công cụ so với vật hàn.
III. Ứng dụng của robot hàn gia công cơ khí
- Năng suất làm việc vượt trội: Robot hàn có khả năng làm việc cao gấp 5 lần một người. Và Robot không bị ảnh hưởng bởi môi trường làm việc khắc nghiệt.
- Khả năng làm việc chính xác: do được lập trình máy tính nên các thao tác của robot hàn có thể đạt đến độ chuẩn xác cao.
- Đảm bảo môi trường làm việc phù hợp tiêu chuẩn an toàn lao động: Các tác nhân như khí độc, điện giật, môi trường làm việc trên cao, không an toàn, dễ cháy nổ,… hoàn toàn không ảnh hưởng đến Robot.
- Giải quyết vấn đề liên quan đến tay nghề của nhân công: Robot hàn làm việc dựa trên lập trình được cài đặt sẵn, doanh nghiệp không cần quan tâm đến việc thiếu hụt nhân sự có trình độ chuyên môn cao.
- Sản phẩm đồng nhất: Với độ chính xác cao gần như tuyệt đối của robot hàn, hàng loạt sản phẩm được sản xuất ra sẽ mang chất lượng đồng đều và đủ tiêu chuẩn bởi tính duy trì ổn định của robot hàn về mặt thời gian, tốc độ,…
Tại Việt Nam, Vuletech là một trong những công ty nhận thi công các giải pháp Robot Kuka. Để biết thêm thông tin chi tiết, quý doanh nghiệp vui lòng liên hệ:
Công ty TNHH Công Nghệ Vũ Lê
Địa chỉ: 27 Xuân Quỳnh, KDC Gia Hòa, P. Phước Long B, Quận 9, Tp.HCM
Hotline: (028) 3620 8179 / 3620 8176 / 3620 8177
Fax: (028) 3620 8178
Mail: info@vuletech.com