S.L. Dr. Ing. Burcă Mircea [308652]

UNIVERSITATEA „POLITEHNICA” DIN TIMIȘOARA

FACULTATEA DE MECANICĂ

DEPARTAMENTUL:

SPECIALIZAREA:

LUCRARE

DE

DISERTAȚIE

Coordonator științific:

S.L. Dr. Ing. Burcă Mircea

Masterand: [anonimizat]

2018

CERECETĂRI PRIVIND ADAPTAREA UNUI ROBOT COLABORATIV PENTRU SUDAREA ROBOTIZATĂ WIG

Coordonator științific:

S.L. Dr. Ing. Burcă Mircea

Masterand: [anonimizat]

2018

Mulțumesc tuturor cadrelor didactice

de la Universitatea „Politehnica”[anonimizat], [anonimizat]!

Exprim cele mai sincere

mulțumiri domnului profesor Ing. Burcă Mircea pentru sprijinul neprețuit acordat pe parcursul anilor de studii și în realizarea acestei lucrări si SC ITCOMP SERVICE SRL pentru ajutorul dat in privinta mijloacelor tehnice necesare acestei lucrari !

Cuprins

TEHNOLOGIA SUDĂRII WIG (TIG)

Introducere

Sudarea WIG (Wolfram Inert Gas) este un procedeu de sudura al cărui principiu constă în formarea unui arc electric între metalul sudat și un electrod nedifuzibil din wolfram în timp ce se suflă un gaz inert in spațiul arcului elecric.

Acest procedeu a fost dezvoltat la sfârșitul anilor 1930, când a apărut nevoia de sudare a magneziului. Sudarea WIG mai este cunoscută și sub numele de sudare TIG (tungsten inert gas)

Sudarea WIG are numeroase avantaje din care mentionăm: [anonimizat], se pot realiza suduri de finețe etc.

Dintre dezavantaje putem menționa viteza mică de sudare și faptul ca sudura WIG este un procedeu manual cee poate duce la defecte de sudură datorită lipsei de experiență sau concentrare a sudorului.

Tocmai datorită acestor dezavantaje se consideră necesară robotizarea acestui tip de sudură. În această lucrare se vor prezenta experimentele si rezultatele obținute în urma cercetărilor privind adaptarea unui robot colaborativ pentru sudarea robotizată WIG.

Materiale necesare pentru sudarea WIG

Electozi de wolfram cu capăt ascuțit în cazul folosirii la sudare a curentului continuu și cu capăt rotunjit în cazul folosirii la sudare a curentului alternativ.

Caracteristici și tipuri de electrozi nedifuzibili de wolfram folositi la sudura WIG

Imagine preluată de pe http://transisud.ro la data de 09.06.2018

Gaze inerte: [anonimizat]. Materialul de adaos va trebui selectat în functie de caracteristicile mecanice și compozitia chimica ale metalului de baza

Curentul folosit la sudare

Curentul folosit la alimentarea arcului electric în timpul sudurii WIG va fi selectat în funcție de tipul materialului sudat: curent alternativ pentru sudarea aluminiului și a aliajelor usoare și curent continuu in cazul în care se sudează oțel.

Conditii pentru realizarea unei sudari WIG de calitate

Curătarea corespunzătoare a zonei cordonului de sudare și a materialului de adaus in cazul în care acesta e folosit.

Capătul topit al materialului folosit pentru adaos trebuie pentru prevenirea proceselor de oxidare să fie introdus în gazul de protecție

Dozarea cantității de gaz și dimensiunea duzei vor trebui să fie potrivite sudurii efectuate și va trebui lăsat gazul să curgă suficient de mult pentru a fi protejat electrodul de wolfram și baia de topitură în cursul răcirii

Alegerea diametrului și a tipului de electrozi wolfram folositi se va face luând în considerare toți factorii din componenta realizării sudari: tipul de material care trebuie sudat, compoziția gazului protector și intensitatea curentului. Discul abraziv pentru șlefuirea electrodului wolfram trebuie orientat în direcția opusă vârfului electrodului pentru a nu se produce spărturi ale acestuia.

Fixarea pieselor care urmează a fi sudate cât mai bine, cu prinderea in mai multe puncte pentru a se evita deformarea piesei in timpul sudării.

Prezentarea roborului UR5

Roboții colaborativi

In 1996 Michael Peshkin și J. Edward Colgate au inventat roboții colaborativi. De atunci au aparut robotii colaborativi foarte performanți care prezinta numeroase beneficii fata de alte tipuri de roboti. Robotii colaborativi (coboții) sunt roboții care pot intereacționa fizic cu oamenii in aceiasi spatiu de lucru.

Principala motivatie pentru alegerea unui robot colaborativ in defavoarea unui alt robot o reprezinta o creștere a siguranței mediului de lucru. Roboții industriali necolaborativi trebuie izolati cu bariere, in cazul in care unul din operatori nu respecta spatiu de protecție din jurul robotului se pot produce accidente grave care pot duce chiar la decesul persoanei respective.

Datorita faptului ca roboții colaborativi sun concepuți pentru a interacționa fizic cu oamenii in același spatiu de lucru ei se opresc automat atunci cand detecteaza un obstacol, reducând astfel la minim riscul de accidentare.

Coboții sunt mult mai compacți decat roboții tradiționali, ceea ce permite folosirea lor si in spatii mai mici de lucru.

Instalarea si programarea roboților colaborativi este mult mai usoara decat a robotilor traditionali, ceea ce permite o flexibilitate mai mare a modului de folosire in cadrul producției.

Programarea pentru siguranță a roborului UR5

Imagine preluata de pe https://www.universal-robots.com/products/ur5-robot/ la data de 09.06.2018

Implementarea robotului colaborativ Universal Robot este foarte facilă, putand sa dureze numai cateva ore. Nu este necesar personal cu înaltă calificare in astfel de operațiuni. Se pot folosi pentru programare tastele digitale de tip săgeti sau se poate mișca manual brațul robotic către punctele de referința

Sistemul de siguranță al roboților colaborativi Universal Robots este aprobat și certificat de Asociația Germană pentru Inspecție Tehnică (TÜV).

Cobotul are un sistem de siguranță foarte avansat de care trebuie ținut cont cand se vor executa setările de sistemului de siguranța. Aceste setări trebuie să țină cont de delimitarea spațiului de în care cobotul poate executa mișcările necesare executării sarcinii de lucru programate fără sa afecteze siguranța personalului, echpamentelor si materialelor din apropierea lui. Evaluarea gradului de risc trebuie avută în vedere înainte de prima pornire a brațului de lucru precum si pe tot parcursul programării robotului pentru executarea sarcinilor de lucru.

Meniul pentru configurarea de siguranță se poate accesat din ecranul de întâmpinare prin selectarea butonului Program Robot, urmată de selectarea filei Instalare și apoi a secțiunii Siguranță.

Din meniul General Limits se seteaza forța, puterea, viteza și momentul maxim al brațului robotului. Cu cat este un risc mai mare de lovire a unei persoane sau a obiectelor din mediul de lucru al cobotului cu atat mai mici trebuie să fie setate valorile acestor parametrii.

Meniul limite de îmbinare permite setarea limitelor poziționării articulațiilor robotului și viteza unghiulară maximă iar din meniul Boundaries se definesc limitele de siguranță ale cobotului.

Integratorul trebuie să facă setările de siguranța în funcție de e evaluare prealabilă a riscului și să se asigure că nu pot avea acces persoane neautorizate la aceste setari (prin protecția cu ajutorul unei parole, prin blocarea accesului la panoul de control fără o cheie etc.)

Programarea robotului pentru sudarea WIG

Bibliografie

Avram, I., Sălăgean, T., Tehnologia și utilajele procedeelor conexe sudării. Editura tehnică, București, 1968.

Mircea Burcă (2004), Sudarea MIG/MAG,Editura Sudura, Timișoara, ISBN 973-8359-22-8

Corneliu Rontescu, notițe curs Tehnologia sudării prin topire, (2003).

Centea, O., Miklosi, C., Mașini și aparate pentru sudarea electrică. Editura tehnică, București, 1967. Sălăgean, T., Sudarea cu arcul electric. Editura Facla, București, 1977

Gabriel Iacobescu, notițe curs Echipamente de sudare, (2003).

Dorin Dehelean. (1997), Sudarea prin topire, Editura Sudura, Timișoara, ISBN 973-98049-1-8.

Notițe Curs de Inginer Sudor Internațional/ IWE/EWE (2015);

I, Cobot: Future collaboration of man and machine" The Manufacturer (2015-11-15). Retrieved on 2016-01-19

Cobots" US Patent 5,952,796

Here Come the Cobots! Industry Week, Dec. 21, 2004

A History of Collaborative Robots: From Intelligent Lift Assists to Cobots Engineering.com, October 28, 2016

Cobots for the automobile assembly line International Conference on Robotics and Automation, Detroit, MI, 1999, pp. 728-733

Draft Standard for Intelligent Assist Devices — Personnel Safety Requirements

ISO/TS 15066:2016 Robots and robotic devices – Collaborative robots

Stanley moves into materials handling with Cobotics acquisition Cranes Today, April 2, 2003

A Brief History of Collaborative Robots Engineering.com, May 19, 2016

Baxter Kinematic Modeling, Validation and Reconfigurable Representation SAE Technical Paper 2016-01-0334, 2016

ANUC Announces Record-Breaking 400,000 Robots Sold Worldwide. FANUC America Corporation. Retrieved 2017-02-03.

FANUC America Introduces New CR-35iA Collaborative Robot Designed to Work Alongside Humans. FANUC America Corporation. Retrieved 2017-02-03.[permanent dead link]

CoBot Robots. Carnegie Mellon University. Retrieved 12 March 2013.

ollaborative robots (COBOTS): Safe co-operation between human beings and robots.

https://www.universal-robots.com/ro/

https://en.wikipedia.org/wiki/Cobot

https://www.oerlikon-welding.com/processes/tig-welding-process

Acasă