Роботизированная сварка в сравнении с ручной сваркой: Что обеспечивает более высокую производительность?
Роботизированные сварочные системы обеспечивают явное повышение производительности по сравнению с ручными методами в большинстве крупносерийных производств. Испытания показали, что роботизированные сварочные аппараты могут производить до 35 сварных швов в минуту, в то время как даже квалифицированные ручные сварщики обычно выполняют не более 18-20 швов в минуту.
Такая разница в скорости позволяет значительно повысить эффективность производства, где требуются последовательные, повторяющиеся сварные швы. Роботизированные системы также снижают риски безопасности на рабочем месте, избавляя людей от прямого воздействия сварочной дуги, дыма и тепла.
Однако ручная сварка по-прежнему имеет важные преимущества для некоторых областей применения. Более низкие первоначальные затраты делают ее практичной для небольших мастерских и индивидуальных проектов. Ручные сварщики могут вносить коррективы в режиме реального времени при работе со сложными сварными изделиями или необычными металлами.
В компании DEK мы протестировали роботизированную и ручную сварку на тысячах металлических деталей. В нашей статье мы сравним эти два метода и поможем вам определить, какой из них лучше подходит для ваших нужд.
Виды сварки
Сварка соединяет металлические детали с помощью процесса, в результате которого образуется бассейн расплавленного металла. Этот бассейн застывает, образуя прочное соединение между деталями. В современном производстве мы используем несколько основных методов сварки.
Газо-металлическая дуговая сварка (GMAW) хорошо подходит для толстых листов и углов, используя электрическую дугу для нагрева металлов. Проволока подается через пистолет, который расплавляет ее в месте соединения.
Лазерная сварка обеспечивает высокую точность при работе с толстыми и тонкими материалами благодаря фокусировке мощного луча на заготовке.
Сварка сопротивлением, часто называемая точечной, отлично подходит для тонких металлических листов. При этом методе ток проходит через металл, создавая тепло в месте контакта. Сварка TIG Для создания дуги используется вольфрамовый электрод, а присадочный металл добавляется отдельно.
Каждый тип сварки имеет конкретное применение в зависимости от толщины материала, требуемой прочности и объема производства. Выбор влияет как на качество, так и на производительность производственных операций.
Роботизированная сварка
Роботизированная сварка использует автоматические машины с запрограммированными движениями для создания точных сварных швов на металлических деталях. Эти промышленные роботы оснащены механическими руками со сварочными инструментами, которые перемещаются по фиксированным траекториям для соединения материалов. MIG-сварка (газовая дуговая сварка металлов) остается наиболее распространенным методом в робототехнике благодаря своей скорости и надежности.
Преимущества роботизированной сварки
Роботизированная сварка значительно повышает производительность, а наши аппараты плазменной сварки могут выполнять до 35 швов в минуту с неизменным качеством сварки.
Такая высокая скорость работы обеспечивает большую производительность и сокращение производственных циклов при изготовлении сложных деталей. Мы измерили эффективность времени дуги в диапазоне 50-80% с помощью наших роботизированных систем, что делает их в 4-5 раз более эффективными, чем сварщики-люди.
Роботизированная сварка выводит контроль качества на новый уровень, снижая количество брака и затраты на доработку. Точный контроль подачи тепла предотвращает коробление тонкостенных материалов.
Минусы роботизированной сварки
Роботизированные сварочные системы требуют больших первоначальных инвестиций, которые включают в себя не только сам робот, но и приспособления, программирование и обучение персонала.
Роботизированной сварке также не хватает гибкости, которой обладают сварщики-люди. Им трудно справиться со сложными соединениями или необычными материалами без обширного перепрограммирования.
Технические проблемы могут привести к люфту в роботизированных шарнирах, вызывая нарушения точности до 0,75 мм (0,030 дюйма).
Ручная сварка
Ручная сварка предполагает наличие квалифицированных работников. Мы убедились, что для проектов, требующих быстрых изменений или специальных маневров, сварщик способен заметить проблемы в процессе сварки и немедленно их устранить.
Ручная сварка позволяет создавать уникальные изделия, а для художественных работ на заказ сварщикам не нужно вносить сложные изменения в настройку.
Кроме того, фактор стоимости делает ручную сварку привлекательной для многих малых предприятий и заводов с разнообразными операциями, поскольку она обходится гораздо дешевле, чем приобретение роботизированной системы.
Ручная сварка является более гибкой, позволяя сварщикам переключаться между задачами без перепрограммирования, что экономит время при краткосрочном производстве и изготовлении прототипов.
Преимущества ручной сварки
При изготовлении сложных сварных деталей с уникальными требованиями ручные сварщики могут создавать детали, которые не под силу машинам, например, узкие пространства или специальные углы.
Мы видели сварщиков, которые выполняли до 20 швов в минуту, сохраняя при этом высокие стандарты. Такая скорость идеально подходит для мелкосерийного производства, где ручной сварщик может сразу заметить проблемы и внести коррективы на месте.
Гибкость ручной сварки дает нам огромное преимущество при работе над широким спектром проектов, обеспечивая нашим клиентам быстрое выполнение заказа и сокращение сроков изготовления деталей по индивидуальному заказу.
Ограничения ручной сварки
Ручная сварка работает гораздо медленнее и не может поддерживать одну и ту же скорость в течение длительного времени.
Даже для опытных мастеров между одинаковыми деталями могут существовать тонкие различия, а непоследовательное повторение является серьезной проблемой.
Сварщики подвергаются воздействию высоких температур, вредных испарений и яркого света - все это может привести к травмам даже при использовании защитного снаряжения.
Эти опасные факторы на рабочем месте приводят к увеличению расходов на страхование и могут стать причиной задержек в производстве из-за отсутствия работников.
Роботизированная сварка и ручная сварка: Обзор
При выборе между этими двумя методами решающее значение имеет стоимость. Первоначальная стоимость робота выше, но, увеличив скорость, вы сможете сэкономить на стоимости одного сварного шва.
Для крупносерийного производства лучше всего подходят роботы, в то время как для специальных работ обычно требуется квалифицированный персонал. Ваш выбор зависит от типа продукции и объема ваших потребностей. Давайте вместе найдем оптимальное решение для вашего проекта.
Сравнение производительности: Скорость, последовательность и эффективность
Роботы занимают лидирующие позиции по скорости выполнения сварочных работ. Робот-сварщик может выполнить около 35 сварных швов в минуту, в то время как квалифицированный ручной сварщик может выполнить 18-20 швов в минуту.
Этот разрыв в скорости еще больше увеличивается при длительных производственных циклах, когда выносливость ручного сварщика становится ограничивающим фактором. Цифры также наглядно демонстрируют эффективность - роботизированные сварочные камеры имеют время дуги (Arc Time) до 90% по сравнению с 10-30% при ручной сварке.
В производственной среде нельзя недооценивать преимущество постоянства. Робот поддерживает одинаковое качество сварки от первой до последней детали, устраняя естественные отклонения, возникающие при ручной сварке в течение смены.
Контроль точности и качества сложных механически обработанных деталей
Помимо скорости и эффективности, для сварки сложных деталей важна точность. Роботизированная сварка может обеспечить точность до 0,75 мм (0,030 дюйма).
Такой уровень точности позволяет получать одинаковые сварные швы на сотнях и тысячах идентичных деталей. Запрограммированные движения всегда последовательны, гарантируя, что каждый сварной шов соответствует точным спецификациям без человеческих ошибок или усталости.
Ручные сварщики привносят в сложные проекты различные преимущества контроля качества. Они могут обнаруживать дефекты в режиме реального времени и немедленно вносить коррективы в изменения материала или другие проблемы.
Гибкость и адаптивность в производственных сценариях
Гибкость - это то, в чем ручная сварка действительно выигрывает и является ключевым фактором при принятии производственных решений.
Ручные сварочные аппараты могут быстро адаптироваться к различным проектам без длительного перепрограммирования, переключаясь между деталями и внося коррективы в режиме реального времени. Такая адаптация очень важна для небольших серий или работ по индивидуальному заказу.
Ручные сварщики подходят для выполнения сложных работ, в то время как роботы отлично справляются с повторяющимися задачами.
Погрузка и разгрузка
Гибкость производства, естественно, заставляет нас рассматривать критические аспекты загрузки и разгрузки при сварочных операциях. Загрузка и разгрузка представляют собой важную часть сварочного процесса, которая влияет на общую производительность.
Перед началом сварки роботам требуются люди для позиционирования и зажима. Человеческий фактор остается важным даже в высокоавтоматизированных системах.
Мы убедились, что роботизированные системы перемещения материалов значительно улучшают эти процессы. Они обеспечивают более высокую точность и снижают нагрузку на работников, которые в противном случае поднимали бы тяжелые детали.
Для удаления готовых изделий после завершения сварки по-прежнему требуются усилия человека. Правильный баланс между мастерством человека и точностью машины создает наиболее эффективный рабочий процесс в современных сварочных операциях.
Программирование и доказательство
Программирование траекторий роботизированной сварки - серьезная производственная задача. Нам приходилось приостанавливать работу и ждать, пока технический персонал настроит каждое новое сварочное задание.
Программирование в автономном режиме позволяет свести к минимуму время простоя, но перед возобновлением производства все равно требуется проверка на месте. Этот процесс проверки гарантирует, что робот работает именно так, как задумано, что позволяет избежать дорогостоящих ошибок или проблем с безопасностью.
Роботы, не требующие программирования, являются революционным решением для многих заводов. Вместо того чтобы операторы тратили часы на написание сложных кодов траекторий, этими роботами можно управлять с помощью простого интерфейса или демонстрационного метода обучения. Это позволяет сократить время настройки, уменьшить количество необходимых технических знаний, повысить гибкость производства и избежать традиционных узких мест в программировании, которые мешают внедрению роботов.
Что выбрать: Роботизированная сварка или ручная сварка?
Выбор между роботизированной или ручной сваркой зависит от ваших конкретных потребностей. Наш опыт показывает, что ручная сварка все же более выгодна для коротких производственных циклов, требующих меньше времени на наладку, и сложных индивидуальных проектов, подходящих для мелкосерийного производства.
С другой стороны, роботизированная сварка отличается быстротой и эффективностью, что является огромным преимуществом, делающим роботов идеальными для крупносерийных, повторяющихся работ, где очень важна последовательность.
Также важен фактор стоимости - роботы требуют больших первоначальных инвестиций, но в долгосрочной перспективе экономия достигается за счет увеличения скорости и сокращения отходов. Выбор должен соответствовать вашим производственным целям, бюджету и имеющейся квалификации работников.
Тенденции развития отрасли и будущее сварочных технологий
Сварочный ландшафт быстро меняется, и центральное место в нем занимает автоматизация. Мы наблюдаем важный сдвиг в сторону роботизированных систем, которые повышают производительность при сохранении высокого качества.
Эти инструменты не только экономят время и сокращают количество отходов, но и позволяют получать более прочные сварные швы, чем когда-либо прежде. Цифровые инструменты и интеллектуальные датчики теперь являются частью повседневной сварочной рутины.
Заключение
Как роботизированная, так и ручная сварка обладают уникальными преимуществами для различных производственных нужд. Роботы отлично справляются с большими объемами повторяющихся задач, обеспечивая последовательность и скорость. Ручная сварка позволяет проявить творческий подход, гибкость и навыки решения проблем, которые машины не могут повторить.
При принятии этого важного решения следует руководствоваться конкретными требованиями проекта, а не просто следовать отраслевым тенденциям.
Вопросы и ответы
1. Каковы основные различия в производительности между роботизированной и ручной сваркой?
Роботизированная сварка обеспечивает более высокую скорость производства и стабильное качество всех работ. Ручная сварка обеспечивает большую гибкость при работе со сложными конструкциями, но требует больше времени. Роботы могут работать непрерывно без перерывов, что значительно повышает производительность по сравнению со сварщиками-людьми.
2. Как сравнивается стоимость роботизированной и ручной сварки?
Роботизированные системы требуют больших первоначальных инвестиций, но при этом снижают долгосрочные затраты на оплату труда. Ручная сварка имеет минимальные стартовые затраты, но более высокие текущие расходы на квалифицированную рабочую силу и потенциальные проблемы с качеством.
3. Может ли роботизированная сварка выполнять все те же задачи, что и ручная?
Нет. Роботизированная сварка отлично справляется с повторяющимися задачами большого объема с предсказуемыми шаблонами. Ручные сварщики по-прежнему превосходят роботов при выполнении нестандартных работ, ремонте и проектах, требующих принятия решений на месте или доступа в узкие места.
4. Какое обучение необходимо для роботизированной и ручной сварки?
Ручная сварка требует от сварщика большого количества навыков и сертификации. Для роботизированной сварки требуется меньше операторов, но они должны разбираться в программировании, обслуживании и устранении неисправностей автоматизированных систем, а не в традиционных методах сварки.
