Roboter-Laserschweißmaschinen sind zu gängigen Schweißgeräten in Branchen wie der Hardwareherstellung, der neuen Energiebranche, der Automobilteilefertigung und der Präzisionsblechfertigung geworden

Dank ihrer Vorteile:

• Hohe Automatisierung

• Hervorragende Schweißpräzision

• Stabile Produktionskapazität

Roboter-Laserschweißsysteme sind in der modernen Fertigungsindustrie weit verbreitet.

Allerdings stehen viele Hersteller und Betreiber, die neu im automatisierten Schweißen sind, oft vor zwei großen Herausforderungen:

1. Sie wissen nicht, wie man Schweißbahnen einstellt und fühlen sich von Robotersteuerungssystemen überfordert

2. Sie befürchten, dass komplexe unregelmäßige Werkstücke, schmale Nähte und Strukturen mit mehreren Biegungen nicht präzise geschweißt werden können, was zu Schweißnahtabweichungen, Schweißausfällen oder ungleichmäßigen Schweißnähten führt

Tatsächlich ist die Einstellung der Roboter-Laserschweißbahn nicht so kompliziert, wie es scheint.

Durch die Beherrschung standardisierter Prozesse und den Einsatz geeigneter Programmier- und Debugging-Methoden können Hersteller die Trajektorieneinrichtung problemlos durchführen und hochpräzises Schweißen für komplexe Werkstücke erreichen – und dabei die Einschränkungen der manuellen Schweißgenauigkeit vollständig überwinden.

Dieser Artikel erklärt:

• Der komplette Prozess der Einrichtung der Roboter-Laserschweißbahn

• Praxisnahe Lösungen zum Präzisionsschweißen komplexer Werkstücke

• Methoden zur Beseitigung häufiger betrieblicher Herausforderungen und zur Verbesserung der Effizienz

Ⅰ Vorbereitung vor dem Einrichten der Flugbahn | Schaffen Sie die Grundlage für Präzisionsschweißen

Die genaue Einrichtung der Flugbahn beginnt mit der richtigen Vorbereitung.

Das Überspringen dieses Schritts führt häufig zu Folgendem:

• Schweißabweichung

• Flugbahnversatz

• Ungleichmäßige Schweißqualität

Unabhängig davon, ob einfache oder komplexe Teile geschweißt werden, sind die folgenden Vorbereitungen unerlässlich.

1. Werkstück- und Vorrichtungspositionierung

Beim Roboterschweißen handelt es sich um einen standardisierten automatisierten Prozess, daher ist eine präzise Positionierung des Werkstücks von entscheidender Bedeutung.

Erste:

• Befestigen Sie das Werkstück fest auf einer speziellen Vorrichtung

• Stellen Sie sicher, dass das Werkstück eben, stabil und unbeweglich ist

• Richten Sie den Schweißbereich innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters aus

Gleichzeitig:

• Kalibrieren Sie die Positionen der Vorrichtungen sorgfältig

• Stellen Sie sicher, dass jede Werkstückcharge in genau der gleichen Position geladen wird

Dies verhindert Bahnabweichungen durch Werkstückverschiebungen.

2. Kalibrierung der Ausrüstung und des Schweißkopfes

Nach dem Start:

• Setzen Sie den Roboter auf seine Ursprungsposition zurück

• Kalibrieren Sie die Haltung und Brennweite des Laserschweißkopfes

Anpassen:

• Schweißkopfhöhe

• Schweißwinkel

je nach Werkstückmaterial und -dicke, um sicherzustellen, dass der Laserpunkt genau auf die Schweißnahtmitte ausgerichtet ist.

Überprüfen Sie außerdem:

• Schutzlinsen

• Drahtvorschubsysteme (zum Zusatzdrahtschweißen)

um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen oder Blockaden vorhanden sind, die die Schweißgenauigkeit beeinträchtigen.

3. Grundlegende Schweißparameter voreinstellen

Bevor Sie die Flugbahn einrichten, stellen Sie die wichtigsten Schweißparameter entsprechend ein:

• Materialtyp (Edelstahl, Aluminiumlegierung, Kupfer usw.)

• Materialstärke

Zu den voreingestellten Parametern gehören:

• Laserleistung

• Schweißgeschwindigkeit

• Drahtvorschubgeschwindigkeit

• Gasdurchflussrate

Durch die Festlegung des grundlegenden Schweißprozesses im Voraus kann sich die spätere Trajektorieneinrichtung ausschließlich auf die Punktkalibrierung konzentrieren und so die Gesamteffizienz verbessern.

Ⅱ Einrichtung der Roboter-Laserschweißbahn | Zwei Hauptmethoden

Roboter-Laserschweißbahnen werden üblicherweise wie folgt programmiert:

1. Programmieren lehren

2. Offline-Programmierung

Ersteres ist ideal für Einsteiger und einfache Werkstücke, letzteres besser für komplexe Teile und Serienfertigung.

Methode 1: Programmieren lehren (am häufigsten und für Anfänger geeignet)

Die Teach-Programmierung ist die in Workshops am häufigsten verwendete Methode zur Trajektorieneinrichtung.

Bediener steuern den Roboter manuell über das Programmierhandgerät und zeichnen Schweißpunkte Schritt für Schritt auf.

Vorteile:

• Einfache Bedienung

• Intuitiver Workflow

• Keine spezielle Software erforderlich

Geeignet für:

• Gerade Nähte

• Lichtbogenschweißungen

• Einfache unregelmäßige Werkstücke

Schließen Sie den Teach-Programmierungsprozess ab

1. Wechseln Sie in den Teach-Modus

Schalten Sie den Schaltschrank des Roboters in den Teach-Modus und entsperren Sie den Roboterarm für manuelle Bewegungen.

2. Schweißpunkte aufzeichnen

Verwenden Sie das Programmierhandgerät, um die Schweißpistole wie folgt zu bewegen:

• Ausgangspunkte

• Wendepunkte

• Endpunkte

• Bogenübergangspunkte

An jeder genauen Position:

• Drücken Sie die Schaltfläche „Aufnahme“.

• Das System speichert automatisch die Koordinatenposition

Einfache gerade Nähte erfordern lediglich Start- und Endpunkte, während komplexe Schweißnähte zusätzliche Wendepunkte erfordern.

3. Generieren Sie die Schweißbahn

Nachdem Sie alle wichtigen Punkte aufgezeichnet haben:

• Wählen Sie den Flugbahntyp:

  • Lineare Flugbahn

  • Bogenflugbahn

  • Kontinuierliche Flugbahn

Das System verbindet automatisch alle Punkte zu der kompletten Schweißstrecke.

4. Passen Sie die Schweißgeschwindigkeit an

Feinabstimmung der Schweißgeschwindigkeit für verschiedene Abschnitte:

• Reduzieren Sie die Geschwindigkeit in Kurven und engen Lücken

• Erhöhen Sie die Geschwindigkeit bei langen, geraden Schweißnähten

Dies gewährleistet eine gleichmäßige Schweißqualität.

5. Probelaufsimulation

Schalten Sie die Laserausgabe aus und lassen Sie den Roboter einen Trockenlauf durchführen.

Prüfen Sie auf:

• Richtige Nahtausrichtung

• Positionsabweichung

• Kollision mit Vorrichtungen oder Werkstücken

Nachdem Sie die Genauigkeit bestätigt haben, fahren Sie mit dem eigentlichen Schweißen fort.

Methode 2: Offline-Programmierung (hohe Präzision und am besten für komplexe Teile geeignet)

Bei der Offline-Programmierung wird professionelle Roboterprogrammierungssoftware verwendet, um Folgendes durchzuführen:

• 3D-Modellierung

• Wegplanung

• Simulations-Debugging

direkt auf einem Computer.

Vorteile:

• Keine Unterbrechung der Roboterproduktionszeit

• Viel höhere Präzision der Flugbahn

• Reduziertes Kollisionsrisiko

Geeignet für:

• Komplexe unregelmäßige Werkstücke

• Mehrdimensional gebogene Schweißnähte

• Hochpräzise Teile

Kompletter Offline-Programmierungsprozess

1. 3D-Werkstückmodelle importieren

Importieren Sie die 3D-Zeichnung des Werkstücks in die Software, um Folgendes zu rekonstruieren:

• Echte Dimensionen

• Schweißnahtpositionen

• Schweißnahtgeometrie

Dadurch entsteht eine virtuelle Arbeitsumgebung.

2. Planen Sie die virtuelle Flugbahn

Zeichnen Sie in der Software die Schweißbahn entsprechend der Nahtrichtung ein.

Satz:

• Wendewinkel

• Bogenübergänge

• Flugbahnabstand

zur Anpassung an unregelmäßige Schweißnähte, schmale Spalte und tiefe Rillen.

3. Konfigurieren Sie Parameter und Schweißhaltung

Satz:

• Schweißkopfhaltung

• Laserparameter

• Laufgeschwindigkeit

Simulieren Sie den gesamten Schweißprozess und optimieren Sie die Flugbahn unter Vermeidung von Störstellen.

4. Exportieren und übertragen Sie das Programm

Nach der Flugbahnplanung:

• Generieren Sie das roboterkompatible Programm

• Übertragen Sie es per Datenkabel oder USB-Stick an die Robotersteuerung

5. Feinabstimmung vor Ort

Führen Sie nach dem Laden des Programms einen Probelauf durch.

Passen Sie die Flugbahnpunkte fein an, um Unterschiede zwischen dem virtuellen Modell und dem tatsächlichen Werkstück auszugleichen.

Ⅲ Können komplexe Werkstücke präzise geschweißt werden? Absolut.

Für:

• Unregelmäßig gekrümmte Oberflächen

• Mehrfach gebogene, schmale Nähte

• Tiefe Hohlräume

• Ultradünne Präzisionsteile

In Kombination mit geeigneten Optimierungs- und Unterstützungssystemen kann beim Roboterlaserschweißen dennoch ein hochpräzises und abweichungsfreies Schweißen erzielt werden.

1. Verwenden Sie ein Vision-Positionierungssystem (das Kernpräzisionswerkzeug)

Dies ist die Schlüsselkonfiguration für komplexe Schweißanwendungen.

Durch Hinzufügen:

• Laser-Vision-Positionierungssysteme

• CCD-Vision-Systeme

Der Roboter kann:

• Schweißnähte automatisch erkennen

• Erfassen Sie Flugbahnen

• Korrigieren Sie Flugbahnabweichungen in Echtzeit

Selbst bei leichten Positionierungsfehlern der Werkstücke passt das System die Schweißbahn dynamisch an.

Die Präzision kann innerhalb von 0,05 mm kontrolliert werden.

2. Optimieren Sie Flugbahnen und Schweißhaltung

Für schmale Spalten und mehrfach gebogene Strukturen:

• Ersetzen Sie scharfe Ecken durch bogenförmige Übergänge

• Passen Sie die Winkel der Schweißpistole entsprechend der Werkstückstruktur an

• Achten Sie auf die richtige Ausrichtung in tiefen Hohlräumen und unübersichtlichen Ecken

Reduzieren Sie die Schweißgeschwindigkeit an den Ecken, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten und Folgendes zu vermeiden:

• Schweißabweichung

• Überhitzung

3. Verwenden Sie hochpräzise Roboter und Vorrichtungen

Komplexe Schweißaufgaben sollten Priorität haben:

• Hochpräzise sechsachsige Industrieroboter

• Maßgeschneiderte Präzisionsvorrichtungen

Dies gewährleistet:

• Stabile Roboterbewegung

• Minimaler Flugbahnfehler

• Keine Werkstückbewegung beim Schweißen

4. Segmentale Teach-Programmierung und Feineinstellung

Für extrem komplexe mehrteilige Schweißnähte:

• Teilen Sie Flugbahnen in kleinere Abschnitte auf

• Kalibrieren und debuggen Sie jeden Abschnitt separat

• Fügen Sie diese anschließend zu einem kompletten Schweißpfad zusammen

Dies vereinfacht das Debuggen erheblich und gewährleistet gleichzeitig die Genauigkeit für jeden Schweißabschnitt.

Ⅴ Praktische Zusammenfassung der Flugbahneinrichtung

Für die Einrichtung der Roboter-Laserschweißbahn:

• Die Teach-Programmierung ist aufgrund ihrer Effizienz und einfachen Bedienung ideal für einfache Werkstücke

• Offline-Programmierung + Vision-Positionierung eignet sich am besten für komplexe Werkstücke, die höchste Präzision erfordern

Von:

• Durchführen einer genauen Positionierung und Kalibrierung

• Befolgen standardisierter Programmierverfahren

• Optimierung der Flugbahnparameter

Hersteller können Präzisionsschweißen für Folgendes erreichen:

• Gerade Schweißnähte

• Unregelmäßige Teile

• Gebogene Strukturen

• Werkstücke mit tiefem Hohlraum

Die Präzisions- und Effizienzvorteile von Roboter-Laserschweißsystemen werden voll ausgenutzt.

Für Anfänger wird empfohlen:

1. Beginnen Sie mit der Teach-Programmierung für einfache Werkstücke

2. Master-Punktaufzeichnung und Trajektorien-Debugging

3. Gehen Sie schrittweise zur Offline-Programmierung komplexer Teile über

Mit Schritt-für-Schritt-Übungen kann jeder die Einrichtung der Roboter-Laserschweißbahn erfolgreich meistern und Herausforderungen bei der Schweißpräzision meistern.

Wenn Sie Anforderungen an ein Schweißgerät haben, wenden Sie sich bitte an Frau Zhao

E-Mail: pdkj@gd-pw.com

Telefon: +86- 13631765713