Solusi Pengelasan Otonom:Perbandingan &Wawasan Ahli

GarLine &SharpTrack ― solusi pelacakan jahitan mutakhir untuk “pengelasan otonom”

Manufaktur menjadi semakin terotomatisasi dan semakin menuntut solusi yang mudah digunakan. Di sektor pengelasan, karena kurangnya personel pengelasan yang berkualifikasi, solusi pengelasan otomatis dan robotik sangat diminati dan pada saat yang sama menjadi lebih hemat biaya bagi produsen dan perakit.  Banyak solusi pengelasan yang ada dapat dianggap “semi-otomatis” namun solusi tersebut memerlukan interaksi operator yang konstan, memerlukan waktu yang lama untuk pengaturan pengelasan, dan memerlukan operator yang sangat terlatih. Pengelasan robotik yang sepenuhnya otomatis dapat disebut “Pengelasan Otomatis”.  Namun, jika interaksi operator yang diperlukan sangat sedikit dan tugas pengaturan menjadi lebih sederhana, maka solusi ini dapat disebut “otonom”.  Namun sulit untuk mencapai otonomi dengan aktivitas operator yang minimal.  Solusi pengelasan robot memerlukan peningkatan proses agar benar-benar otonom atau tanpa pengemudi, seperti sensor pelacakan/penemuan lapisan laser dengan kecerdasan terintegrasi yang memadai untuk menjalankan strategi pengelasan yang optimal kapan saja.

Teknologi tersedia untuk Pengelasan Otomatis atau Semi-Otomatis

Dalam artikel yang dipublikasikan di situs Motoman.com, tanggal 31 Maret 2022, Joshua Leath memberikan panduan tentang berbagai opsi pengelasan otomatis.  Dia mengidentifikasi lima kategori umum:Penginderaan Sentuh, Penginderaan Kawat, Penginderaan Melalui Busur, Penginderaan Titik Laser, dan Penginderaan Profil Laser.  Dia juga membagi tugas otomatis antara Seam Finding dan Seam Tracking:

Penemuan Jahitan vs. Pelacakan Jahitan

“Apa perbedaan antara pencarian jahitan dan pelacakan jahitan?” dan “Bagaimana saya tahu kapan harus menggunakan pencarian jahitan vs. pelacakan jahitan?” Ini adalah pertanyaan umum yang sering ditanyakan oleh pakar pengelasan robotik kami. Oleh karena itu, berikut beberapa hal yang perlu dipertimbangkan saat memutuskan bagaimana melanjutkan proses pengelasan robot:

Penemuan Jahitan

Agar robot dapat menemukan lokasi sambungan las secara tepat sebelum pengelasan dimulai, disarankan untuk menemukan jahitan atau menemukan sambungan dengan kecepatan tinggi. Benda kerja pasti akan memiliki beberapa variasi, namun tujuan Anda adalah meminimalkan variasi tersebut dengan komponen dan perlengkapan yang ditentukan, dan berada dalam setengah lebar kawat las ke dalam jahitan sambungan Anda. Proses ini dapat dilakukan dengan beberapa cara melalui berbagai teknologi, sehingga memungkinkan robot menemukan sambungan las. Setelah jahitan ditemukan dengan menemukan dua atau lebih titik yang diketahui pada bagian tersebut, jalur program digeser oleh robot untuk menyelesaikan pengelasan. Jenis penemuan jahitan yang diperlukan ditentukan oleh dua faktor utama:waktu siklus yang diharapkan dan jenis sambungan. Pencarian jahitan adalah salah satu fungsi pengelasan paling populer, dan sering kali dicapai melalui opsi kontak dan non-kontak berikut:

Penginderaan Sentuh  – Ideal untuk menemukan orientasi bagian dengan sambungan dan geometri sederhana, metode ini, juga dikenal sebagai “sentuhan kawat”, melibatkan sentuhan fisik kawat las dari ujung obor untuk mendeteksi permukaan konduktif dari bagian yang akan dilas. Kecepatan lambat robot dan sentuhan akhir melengkapi rangkaian dengan tegangan rendah yang disalurkan melalui kabel. Hal ini juga dapat dilakukan dengan nozel obor dalam beberapa skenario. Dilengkapi melalui fitur bawaan pada catu daya pengelasan yang dirancang untuk otomatisasi, sistem seperti paket Touch Sense Yaskawa menggunakan sirkuit tegangan rendah selama pencarian kecepatan rendah untuk menentukan posisi terbaik untuk sambungan las.

Penginderaan Kawat  – Mirip dengan indra sentuh, di mana kabel dari obor melakukan kontak taktil dengan bagian tersebut, opsi ini menggunakan motor servo di obor untuk menggerakkan kabel ke atas dan ke bawah dengan cepat saat robot bergerak melintasi bagian tersebut. Hal ini memudahkan lokasi sambungan pangkuan, dan dapat mengukur item seperti tinggi dan celah material.

Penginderaan Titik Laser  – Dua hingga lima kali lebih cepat dibandingkan penginderaan sentuh, penggunaan sensor titik laser dasar (yang dipasang pada obor las) menangkap lokasi dan orientasi suatu bagian hampir secepat laser ditembakkan, sehingga menghasilkan penemuan jahitan yang cepat dan akurat.

Fanuc terintegrasi dengan sensor Garmo GarLine R

Penemuan Jahitan Laser (Pencarian)  – Mampu mengambil lebih banyak karakteristik dalam satu pemindaian melalui sensor titik laser, pemanfaatan antarmuka laser profil (opsi perangkat lunak), seperti MotoEye™ SF dari Yaskawa, memberikan pengukuran sambungan yang sangat cepat. FANUC America Corporation menyediakan fitur serupa yang disebut opsi R901 SW. Solusi ini bekerja dengan baik dengan perangkat penginderaan yang menggunakan optik pencitraan jangkauan multi-laser 3D untuk memberikan data pengukuran/celah sambungan yang diperlukan ke robot sebelum pengelasan dimulai.

Kelebihan:

• Bekerja pada material berbeda di semua pencahayaan
• Mudah diajar dengan pekerjaan makro
• Menyediakan data kesenjangan gabungan
• Panjang fokus panjang; pasang jauh dari busur
• Menemukan 2.5D; offset dan kedalaman
• Ringkas dan mandiri
• Antarmuka I/O dapat disesuaikan dengan kontrol lama

Kekurangan:

• Kompleksitas sedang hingga tinggi; Pelatihan tentang sistem penglihatan disarankan
• Dapat membatasi akses ke bagian/perkakas
• FOV 40 atau 50mm mungkin memerlukan beberapa penelusuran untuk offset besar

Pelacakan Jahitan

Seringkali menyederhanakan pemrograman, opsi ini menggunakan teknologi inovatif untuk melengkapi robot untuk melacak posisi pengelasan secara real time, selama proses pengelasan. Pelacakan jahitan populer untuk aplikasi di mana distorsi dapat terjadi saat mengelas suatu komponen atau untuk komponen cor yang berat, dan biasanya dilakukan dengan menggunakan metode berikut:

Pelacakan Jahitan Sepanjang Busur  – Paling cocok untuk komponen dengan jahitan panjang atau melengkung, bervariasi dari satu bagian ke bagian lain, pelacak jahitan busur, seperti ComArc LV (tegangan rendah) Yaskawa, menggunakan sensor solid-state yang dipasang di dekat catu daya pengelasan untuk secara aktif mengukur karakteristik busur selama rangkaian pengelasan. Hal ini menentukan variasi antara jalur yang diajarkan robot dan jalur jahitan sebenarnya.

Pelacakan Jahitan Laser  – Disarankan untuk material dengan lapisan berbeda-beda yang memerlukan waktu siklus tercepat, metode ini menggabungkan laser berkinerja tinggi dengan pengontrol kecepatan tinggi untuk menemukan lapisan dan lokasi komponen secara real-time saat komponen sedang dilas. Ini adalah solusi ideal untuk produksi suku cadang dengan campuran tinggi dan volume rendah seperti yang mungkin ditemukan di lingkungan bengkel kerja. Pendekatan ini juga memerlukan lebih sedikit perbaikan dibandingkan pendekatan pengelasan semi-otomatis atau otomatis. Program khusus mengkompensasi jalur, meskipun komponen dipindahkan, serta menyesuaikan dengan parameter pengelasan untuk lokasi dan variasi jahitan.

Kelebihan:

• Melacak sambungan putaran pengukur tipis dengan andal
• Mendukung kecepatan perjalanan tinggi (>100 IPM)
• Gerakan Tenun dengan pelacakan dimungkinkan
• Pelacakan tidak terpengaruh oleh pengaturan pengelasan
• Mendukung gerakan terkoordinasi
• Antarmuka Ethernet tersedia
• Kamera diperkeras terhadap busur las
• Fungsi pengelasan adaptif; pengaturan kecepatan dan pengelasan

Kekurangan:

• Kompleksitas tinggi dan terkadang (tidak selalu) berbiaya tinggi
• Diperlukan pelatihan tentang sistem penglihatan
• Sensor yang dipasang pada obor membatasi akses bersama ke ruang sempit
• Jari-jari pelacakan dibatasi hingga 40-60 mm
• L

• ditiru menjadi dua robot dalam satu sistem

Manfaat menggunakan Pelacakan Jahitan GarLine dan Sensor Profil Laser Pencarian Jahitan

Kita dapat melihat dari analisis rinci Pak Leath bahwa ada beberapa cara untuk menyediakan otomatisasi pengelasan.  Namun banyak teknik yang tidak mencapai otonomi sebenarnya, yang berarti pengoperasian yang tidak terkendali, kontrol adaptif, dan kemudahan penggunaan yang tinggi.  Solusi terakhir yang ditawarkan Mr. Leath adalah pelacakan/penemuan jahitan profil laser.  Ia menawarkan tingkat otonomi tertinggi saat melihat ke depan pada jahitan untuk menentukan jalur robot untuk melakukan pengelasan dan melalui prosesor onboard (dengan GarLine) memiliki pemrosesan sinyal yang cepat dan dapat melakukan penyesuaian langsung pada pengelasan yang diperlukan berdasarkan lebar atau kedalaman yang diukur.

Garmo Instruments dari Zaragoza, Spanyol telah mengembangkan serangkaian sensor lapisan las profil laser, #GarLine, yang memiliki ketangguhan, fleksibilitas, dan kemampuan beradaptasi untuk berbagai aplikasi pengelasan dan pada berbagai macam material.

Berikut ringkasan manfaat otonomi pengelasan bagi pabrikan:

Kondisi kerja yang lebih baik

Dengan sensor GarLine, pekerja bekerja di lingkungan yang lebih aman, menghindari risiko pengelasan tradisional yang berhubungan dengan kesehatan dan ergonomis karena tidak perlu lagi bekerja dekat dengan pengelasan.

Perubahan Cepat untuk Produksi Jangka Pendek

Sensor GarLine memiliki pengaturan berbasis menu yang sangat mudah digunakan baik di komputer pribadi atau terintegrasi pada robot atau liontin pengajaran cobot untuk berbagai merek dan model termasuk Fanuc, ABB Robotics, #Universal Robotics (UR) dan lainnya.  Hal ini menyederhanakan pelatihan operator dan memungkinkan perubahan program yang cepat berdasarkan perubahan produksi komponen.  GarLine adalah solusi ideal untuk bengkel kerja dengan campuran tinggi dan volume rendah dan juga bermanfaat pada berbagai ukuran dan bentuk suku cadang dengan beragam pilihan menu dan adaptasi pengelasan bawaan

Kualitas produk yang diperkaya

Ketepatan optik dan koreksi otomatis GarLine dikomunikasikan ke robot pada tingkat yang sangat tinggi, dan oleh karena itu, solusi pengelasan GarLine menguntungkan produsen dengan mencapai kualitas pengelasan yang lebih baik, pengelasan yang lebih cepat, persentase limbah yang tidak perlu lebih rendah dan, karenanya, tingkat produk jadi yang lebih tinggi dalam waktu yang lebih singkat, menghindari proses ulang dan kerugian produksi.

Peningkatan produktivitas

Kesederhanaan konsep “less is more” menjadi tujuan setiap pelaku bisnis, termasuk produsen di bidang pengelasan. Semakin sedikit waktu yang diinvestasikan dalam produksi, termasuk penyiapan mesin dan perbaikan suku cadang, namun tetap mendapatkan hasil berkualitas tinggi, akan meningkatkan produktivitas keseluruhan (OEE).

GarLine C untuk Pengaturan dan Pengoperasian Cobot UR

Fitur sensor GarLine

Sensor yang kuat

GarLine melampaui tingkat insulasi IP67 dan berhasil bekerja pada rentang kerja -20 ºC / 70 ºC. Desainnya menggabungkan material untuk penggunaan dirgantara yang memastikan insulasi EMI optimal, termasuk dalam proses pengelasan TIG.

Elektronik pintar

Perangkat elektroniknya terdiri dari 4 prosesor paralel yang memanfaatkan RAM 4Gb yang memproses gambar pada 42 frame per detik dalam resolusi penuh. Selain itu, sensor GarLine mencakup algoritma inovatif untuk adaptasi dinamis sensor dan parameter laser untuk memperbaiki masalah refleksi dalam aplikasi yang melibatkan berbagai kondisi permukaan material. Bandwidth laser jauh di luar bandwidth cahaya yang dihasilkan oleh busur las.

Perawatan yang mudah

GarLine dilengkapi pelindung polikarbonat sekali pakai dan jendela Gorilla Glass internal. Sensornya berpendingin udara yang juga berfungsi sebagai tirai udara di seluruh permukaan sensor untuk perlindungan tambahan. Ada opsi pendingin air untuk lingkungan yang sangat panas.  Pendingin air terintegrasi ke dalam pelat pemasangan, dengan pemasangan ARC-Swiss.  Solusi ini memberikan penggantian sensor yang cepat dan mudah, jika diperlukan.

Untuk semua jenis pengelasan otonom (cobot, robot industri, dan mesin yang dioperasikan PLC), sensor pencari jahitan GarLine adalah solusi Plug &Play, karena antarmukanya ditampilkan langsung pada liontin sistem pengelasan robot, tanpa memerlukan komputer tambahan atau perangkat lunak tambahan dan khusus lainnya, kabel, atau perangkat tambahan apa pun.

Selain fungsi pelacakan jahitan dan pencarian jahitan, sensor GarLine juga mencakup fungsi berguna lainnya yang sangat dibutuhkan dalam pengelasan otonom.

Fungsi sensor laser pelacakan &pencarian jahitan GarLine

Penelusuran jahitan :perhitungan koreksi melihat ke depan secara real-time untuk menggerakkan obor ke arah jahitan. Sensor menemukan titik pengajaran yang tepat pada sambungan pengelasan sebelum pengelasan, sehingga mengkompensasi penyimpangan bagian.

Fungsi lokasi :GarLine memindai 4 titik pada potongan, menangkap bentuknya dan menempatkannya pada bidang. Proses pemindaian dan lokasi ini dilakukan 10 kali lebih cepat dibandingkan dengan fungsi Touch Sense saja. GarLine mengukur rotasi dan translasi masing-masing dalam 3 sumbu, menghitung total 6 posisi jahitan.

Multipass :fungsi pemrograman yang mudah untuk pengelasan multilapis.

Pelacakan deteksi akhir :sensor mendeteksi ujung jahitan dan menghentikan pengelasan.

Konfigurasi pra-tag-hindari :sensor dapat dikonfigurasi untuk mengelas lurus dan melewati celah yang telah diprogram di sepanjang sambungan

Tenun dan tenun adaptif :berkat visi “pandangan ke depan” sensor Garline, lintasan obor menyesuaikan dengan lebar jahitan, memastikan celah terisi secara zig-zag.

Solusi Kolom dan Balok

Mengetahui kebutuhan pasar pengelasan, Garmo Instruments juga telah mengembangkan kit pengelasan mudah lengkap dengan solusi SharpTrack, memberikan solusi terbaik yang dapat disesuaikan dan nyaman untuk aplikasi pengelasan otonom.

Otomatisasi pengelasan yang mudah dengan sistem SharpTrack dan sensor GarLine

Bekerja sama dengan QUIRÓS INGENIERÍA Y AUTOMATIZACIÓN S.L, Garmo Instruments telah mengembangkan kit Plug &Play yang memastikan pengguna untuk:

• mengakses berbagai opsi pemrograman PLC yang fleksibel
• menyesuaikan SHARPtrack dengan kebutuhan aplikasi (pilihan model slide, merek PLC  (PLC Siemens, Rockwell, dan Panasonic saat ini tersedia), driver, panjang kabel, dan fitur kabinet enclosure yang dapat disesuaikan sesuai dengan aplikasi);
• Akses tambahan ke semua fitur pengelasan (pelacakan jahitan pengelasan, pemantauan real-time, pergerakan slide manual, kontrol offset langsung, dan konfigurasi kecepatan pengelasan dan parameter terkait sumber).

Fungsi GarLine melihat ke depan memastikan pelacakan jahitan real-time yang akurat dan koreksi mikro pada lintasan obor las. Sensor GarLine melakukan koreksi lintasan dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga tidak terlihat oleh mata manusia. Ketepatan ini, selain menghasilkan kualitas las yang sempurna, juga memastikan nilai yang dirasakan murni pada produk akhir.

SHARPtrack sudah menyertakan pemrograman yang telah ditentukan sebelumnya dan dapat dipersonalisasi, mengubah otomatisasi pengelasan menjadi Plug&Play. Instalasi sederhana, dan tidak memerlukan pemrograman ekstensif.

Ingin meningkatkan aplikasi pengelasan Anda?

Hubungi tim Garmo Instruments untuk informasi lebih lanjut tentang sensor GarLine dan sistem SharpTrack.

? www.futura-automation.com

? www.garmo-instruments.com

✉ penjualan@futura-automation.com

☏ (+1) 612-756-2390