Robotsko varjenje, ki je bilo do nedavnega skoraj izključno domena avtomobilske industrije, postaja vse bolj priljubljena standardna rešitev v najrazličnejših industrijskih sektorjih. To je tehnologija, ki prinaša številne pomembne prednosti, hkrati pa se sooča tudi s številnimi izzivi; eno izmed njih je odsesovanje varilnega dima.
Medtem ko je izdelava robotov in robotske tehnologije za varjenje že v polnem zamahu, pa se proizvajalci malo manj ukvarjajo s tem, kako povezati z roboti tudi filtracijo oz. odsesovanje zraka. Na voljo so npr. številni industrijski sesalniki za vse možne vrste odsesovanja v industriji, premalo pa je še vedno zavedanja o povezavi robotike in odsesovanja.
Kazalo
Kaj je robotsko varjenje?
Industrijski roboti, ki sodelujejo v procesu robotskega varjenja, so premični in opremljene z rokami, ki so običajno nameščene na določeni osi. Ta jim omogoča, da se premikajo in prilagajajo po potrebi. Robot je programiran za izvajanje svojih nalog, kar pomeni, da je popolnoma avtomatiziran in potrebuje zelo malo človeškega nadzora.
General Motors je bil v mnogih pogledih začetnik robotskega varjenja, saj so to tehnologijo začeli uporabljati v svojih ameriških tovarnah že v zgodnjih šestdesetih letih. Sledila so tudi druga podjetja v avtomobilski industriji, do osemdesetih let pa so robote na veliko uporabljali v avtomobilski industriji. Od takrat se je število industrijskih robotov izjemno povečalo, prav tako pa tudi število sektorjev, kjer je mogoče robote zaposliti. Varjenje ostaja ključni segment, saj približno 80% varjenja v avtomobilski industriji danes opravljajo roboti.
Zlasti v zadnjih nekaj letih so cene industrijskih robotov bistveno padle, kar pomeni, da jih je vedno več podjetij začelo uporabljati v svojih proizvodnih obratih. Obseg proizvedenih robotov v kombinaciji s splošnim trendom, da tehnologija nenehno postaja cenejša in dostopnejša, to samo še povečuje.
Primer tega je vzpon Kitajske kot masovne proizvajalke robotov prinesel precejšnjo konkurenco na trg, ki so ga prej obvladovala predvsem nemška in japonska podjetja. V državna robotska podjetja se vlagajo znatne kitajske državne naložbe, zaradi česar se je takšnih podjetij (trenutno več sto) na Kitajskem potrojilo samo v zadnjih nekaj letih (1).
Prednosti robotskega varjenja
Poleg tega, da se bo proizvodnja robotov sčasoma še bolj pocenila, bodo, gledano dolgoročno tudi cenejši od človeške delovne sile. Kljub temu obstajajo situacije, ko je človeški varilec bolj zaželen oz. potreben. Za nekatere posamezne varilne naloge bo verjetno boljša možnost uporaba človeškega varilca. Predvsem tiste, ki se ponavadi zgodijo enkratno ali ki zahtevajo vrsto posebnih ukrepov, ki jih je težko predvideti. Programiranje robota samo za to, da opravi določeno posebno nalogo enkrat ali redko je na splošno preveč zamudno, da bi bila vredno truda.
Kot taki roboti in ljudje ponavadi opravljajo različne naloge varjenja in se med seboj dopolnjujejo, pri čemer roboti človeške delavce običajno razbremenijo težjih in zahtevnejših ter enoličnih nalog. Kar zadeva bolj ponavljajoče se varilne naloge, pa so roboti ponavadi zelo učinkoviti in natančni. Robotsko varjenje lahko tudi precej zviša zmogljivost proizvodnje.
Odsesovanje dima na gorilniku in njegove alternative
Varjenje ustvarja različne nevarne kovinske hlape, ki bi jih bilo v idealnem primeru treba zbirati čim bližje viru. Nedermanova metoda npr., ki jo najpogosteje uporablja, je tako imenovano odstranjevanje varilnih dimov na gorilniku. Zbiralnik za odvod dima je povezan s fleksibilno cevjo, skozi katero se hlapi prenašajo na filter. Zbiralnik dima je nameščen poleg gorilnika na robotski roki in absorbira dime, ki jih oddaja gorilnik.
Čeprav se je ta metoda izkazala za zelo uspešno, je ni mogoče vedno uporabiti in z njo obstajajo tudi izzivi; poskrbite, da oprema za odvajanje dima na primer ni na poti gorilniku in ne zavira premikov robotske roke. Če je gorilnik obrnjen navzgor, je treba vroče hlape, ki se bodo tudi dvignili, sesati navzdol in jih zbirati spodaj, kar je težji postopek kot njihovo zbiranje, ko se dvignejo iz varilnega plamena. Prav tako odsesovanje iz zbiralnika dima ne sme biti tako močno, da bi ugasnilo varilni plin in onemogočilo gorilnik. Vsak posamezen postopek varjenja je treba preučiti posebej, da bi se lahko odločili, ali je mogoče uporabiti metodo odsesovanje na gorilniku.
Če metode odstranjevanja dima na gorilniku (ki je običajno metoda izbire) ni mogoče uporabiti, je treba izkoristit okolje, v katerem se nahaja robot. Ena od možnosti je, da robota postavite v zaprt prostor, iz katerega je mogoče odsesovati hlape.
Ozaveščenost o odsesovanju dima še ne sledi tehnologiji
Zavedanje, kakšne prednosti prinaša robotsko varjenje in kakšen je njegov potencial v večini glavnih industrijskih panog je sorazmerno razširjeno. Je pa potreba po ustrezni filtraciji zraka veliko manj upoštevana. Podjetja, ki izdelujejo robote – tudi za varjenje – jih redko opremijo z ustrezno tehnologijo filtriranja zraka. To je področje, kjer moramo storiti več za ozaveščanje in kjer obstaja veliko možnosti za različne rešitve za odsesovanje dima.
Potrebno je oblikovati smiselni centralni sesalni sistem, ki bo integriran v robota. Profili, ki se ukvarjajo z zasnovo robotizacije oz. sistemski integratorji, bi tako lahko večino časa načrtovali proizvodni sistem in se odločili, katerega robota uporabiti v določeni aplikaciji. Ga nato integrirali z opremo za varjenje in odsesovanje ter robota programirali za izvajanje nalog in gibov, ki so od njega zahtevani. Mnogi od teh sistemskih integratorjev lahko prilagodijo rešitve strankam in nenehno prilagajajo svoje izdelke v skladu z najnovejšo filtrirno tehnologijo.
Robotsko varjenje v prihodnjih letih
Glede na potencial te tehnologije in njene precejšnje prednosti bo robotsko varjenje verjetno vse bolj pogosto. Roboti so vedno cenejši in bolj sposobni, kakovost njihovega varjenja pa je visoka, dosledna in se še vedno izboljšuje. Povečuje se tudi zavedanje o nevarnostih za zdravje, ki jih lahko povzročajo varilni hlapi, zaradi česar je filtracija zraka in s tem prava odsesovalna naprava pomemben in naraven del celotnega robotskega varilnega sistema.
Zakaj tak poudarek na nevarnostih varilnega dima, ki pride od varjenja
Zakaj je tako pomembno, da se v robotsko varjenje integrira primerna in učinkovita filtracija ter ostale karakteristike, ki bi nadomestile nevarno delo?
Tu je pregled nevarnosti varilnih hlapov in delovnega okolja, ki so mu izpostavljeni varilci:
- Vdihavanje nevarnih hlapov/dima in delcev
- Delo v neprijetnih položajih in dvigovanje težkih predmetov
- Izpostavljenost vibracijam, na primer vibracijskim orodjem za brušenje ali žlindro
- Gledanje v bleščeči varilni lok, ki povzroča poškodbe oči ali poškodbe kože
- Iskre v ušesih, očeh ali koži
- Izpostavljenost hrupu
- Stik z električno prevodno opremo in električni udar
- Možnost nesreče, zadušitve, zastrupitve, požara ali eksplozije
- Izpostavljenost elektromagnetnim poljem napajalnih kablov in varilne opreme
Tveganja za zdravje pri varjenju se seveda razlikujejo glede na uporabljeni način varjenja in predmete, ki jih varimo. Dlje ko ste izpostavljeni varilnim hlapom in višja je raven, večje je tveganje, da boste zboleli. Zato je toliko pomembneje, da se zgornja tveganja upoštevajo in skušajo rešiti z robotizacijo.
Sistemski integratorji tudi olajšajo podjetjem, da sprejmejo avtomatizacijo v svojih tovarnah, predvsem z ustvarjanjem integriranih rešitev, ki jih je enostavno programirati in namestiti. V prihodnosti bodo podjetja verjetno lahko kupila popolne standardne rešitve, pri katerih je mogoče robote enostavno namestiti v industrijsko okolje, ne da bi bilo treba na posameznih delovnih postajah veliko specifičnega inženiringa. Nekatere panoge, ki bodo verjetno najbolj izkoristile robotsko varjenje, so predelovalne industrije težkih vozil (letala, vlaki, avtobusi) in rudarske opreme.
Povzetek
Robotsko varjenje je torej v polnem zamahu in se vedno bolj uveljavlja v različnih industrijah. Za prihodnost pa bo pomembno predvsem, da se v robotiko integrirajo tudi ustrezni filtrirni sistemi. Ti bo poleg tega, da bo varjenje lahko precej olajšano in dvignilo kapaciteto proizvodnje poskrbelo tudi, da bo delovno okolje zaščiteno in varno.
VIR (1) Nederman robotsko varjenje
VIR (2) Allied Market Research