Laserové zváranie - konštrukcia karosérie
Výkonný balík technológií na zváranie závesných dielov, autosedačiek a batériových boxov
![](/uploads/Content/Germany/Pictures/Images_LASER_SYSTEMS/Remote_Laserschweissen/BLACKBIRD_DOOR_color_0174_1200x1200.jpg)
Aby bola výroba v automobilovom priemysle nákladovo efektívna a konkurencieschopná, sú nároky na výrobné technológie veľmi vysoké, pretože práve tu záleží na ziskovosti a presnosti. Technologický balík Blackbird v spojení s medzinárodnou predajnou a servisnou sieťou ABICOR BINZEL ponúka ucelené a z ekonomického hľadiska veľmi zaujímavé riešenie pre diaľkové (remote) laserové zváranie dielov vozidiel.
Na diely vozidiel, ako sú dvere automobilov, sedadlá alebo boxy akumulátorov, sa kladú veľmi vysoké požiadavky na kvalitu. Zvarové spoje musia byť nastavené rýchlo a zároveň presne, pretože časy cyklov sú krátke a vyradené alebo dokonca chybne zvarené diely vozidiel nie sú prípustné. Diaľkové laserové zváranie umožňuje vysokokvalitné zvarové spoje s vysokou funkčnou pevnosťou spoja, ako aj s dobrou konštrukčnou tuhosťou, malou tepelne ovplyvnenou zónou, takmer žiadnym skreslením súčiastky a vysokou reprodukovateľnosťou zvarového spoja - veľmi presné, bezpečné a mimoriadne rýchle v procese.
Na tejto webovej stránke nájdete dôležité informácie o diaľkovom laserovom zváraní komponentov karosérie v bielej farbe.
Všetky informácie v skratke
- Ako funguje diaľkové (remote) laserové zváranie?
- Diaľkové (remote) laserové zváranie - efektívne pre trojrozmerné komponenty
- Výzvy pri laserovom zváraní častí vozidiel
- Balík technológií Blackbird
- Úsporné laserové zváranie so synchronizáciou za chodu
- Všestrannosť optickej koherentnej tomografie
- Diaľkové (remote) laserové zváranie dielov vozidiel bod po bode
- Balík riešení ABICOR BINZEL & Blackbird
- Video
- Dokumentácia
Ako funguje diaľkové (remote) laserové zváranie?
Laserové zváranie je proces tavného zvárania pomocou laserového lúča. Energia procesu - na rozdiel od oblúkového zvárania - sa vnáša elektromagnetickým laserovým žiarením bez dotyku s obrobkom, absorbuje sa materiálom a premieňa sa na tepelnú energiu. Spájané materiály sa roztavia a vytvorí sa zvarový spoj. Prístup k miestu zvárania sa vyžaduje len na jednej strane.
Pri diaľkovom (remote) laserovom zváraní je laserový lúč vedený rýchlo sa pohybujúcimi zrkadlovými systémami v skeneri, ktoré presúvajú lúč presne na miesto zvárania a zaostrujú ho na povrch obrobku. Súčasne robot plynule pohybuje skenerom nad súčiastkou. Týmto spôsobom sa výrazne minimalizuje čas pohybu medzi zváracími spojmi, skracuje sa čas cyklu a primerane sa zvyšuje výkonnosť súčiastky.
![](/uploads/Content/Germany/Pictures/Images_LASER_SYSTEMS/Remote_Laserschweissen/BLACKBIRD_DOOR_color_V1_0081_1200x600.jpg)
Výraz "remote" znamená "vzdialenosť" a opisuje výhodu, že laserový lúč môže byť vedený na komponent zo vzdialenosti najmenej 300 mm až 1 000 mm a viac - tzv. ohnisková vzdialenosť. Pozitívnym účinkom tejto skutočnosti je, že s každým ďalším mm vzdialenosti medzi vzdialenou spracovateľskou hlavou a komponentom sa znižuje opotrebovanie komponentov. Ďalšími výhodami sú lepšia dostupnosť k obrobku, ako aj nižšie rušivé kontúry a výrazne minimalizované riziko kolízie medzi optikou a laserovým zváracím systémom. Na rozdiel od bežného laserového zvárania sa optika nemusí medzi jednotlivými zváracími úkonmi časovo náročne polohovať.
Diaľkové (remote) laserové zváranie - efektívne pre trojrozmerné komponenty
Pri diaľkovom (remote) laserovom zváraní je zváracia optika zvyčajne pripojená k navádzaciemu stroju, ako je napríklad robot s kĺbovým ramenom. S takýmto robotom možno pri diaľkovom laserovom zváraní dosiahnuť uhly nábehu od nuly do takmer 90°. To umožňuje zvárať veľké komponenty v trojrozmernom priestore s vysokou mierou flexibility a realizovať aj komplikované geometrie spojov.
Výzvy pri laserovom zváraní častí vozidiel
Pri laserovom zváraní dielov karosérie v bielej farbe sa osobitná pozornosť venuje ich pevnosti. Aby sa zaručila požadovaná pevnosť, pri zváraní dverí, modulov sedadiel, ako aj boxov batérií sa musia zohľadniť niektoré aspekty. Tieto sú uvedené nižšie.
Zváranie dverí vozidiel
Kútové zváranie sa čoraz častejšie používa na zváranie dverí vozidiel. Na tento účel musí byť laserový lúč vedený s vysokou presnosťou a len s niekoľkými desatinami milimetra prípustnej odchýlky pre oceľ aj hliník. Dôležité je tiež určiť možné medzery medzi parametrami spájania a preklenúť ich pomocou adaptívneho nastavenia parametrov.
Zváranie modulov sedadiel
Moduly sedadiel sú veľmi náročné na zváranie, majú veľa prekrývajúcich sa švov a musia sa zvárať v krátkom čase. To sa dá dosiahnuť len oddelením pohybov robota od zváracích pohybov. Vysoko dynamické skenovacie systémy umožňujú rýchle a presné polohovanie laserového lúča reprodukovateľným spôsobom.
Zváranie batériových boxov
Súčasťou konštrukcie karosérie sú aj boxy batérií, ktoré musia byť zároveň ľahké a veľmi pevné. Hliníkové zliatiny s vysokou pevnosťou spĺňajú tieto požiadavky, ale tieto materiálové zloženia sú veľmi náročné na zváranie: obzvlášť kritickým momentom je v tejto súvislosti tuhnutie zvarového spoja. V tomto bode sa musí obmedziť tvorba trhlín. Riešením tohto problému je presne prispôsobené statické alebo dynamické tvarovanie lúča.
Balík technológií Blackbird
Pre každú automobilovú výrobu znamená komplexný balík technológií Blackbird s predajnou a servisnou sieťou ABICOR BINZEL ekonomický prínos: najvyššiu spoľahlivosť procesu, presné zvary a reprodukovateľné vlastnosti spojov v automatizovanej výrobe možno realizovať prostredníctvom medzinárodnej siete kdekoľvek na svete.
Sofistikované riadiace technológie, presne koordinovaná optika a vysoko dynamické skenovacie systémy tvoria základ pre laserové zváranie budúcnosti v modernej automobilovej výrobe.
Konfigurácia špecifická pre danú aplikáciu
![](/uploads/Content/Germany/Pictures/Images_LASER_SYSTEMS/Remote_Laserschweissen/BLACKBIRD_DOOR_CELL_cpl_0088_1200x800.jpg)
- RobotSyncUnit (RSU) – inteligentný softvér
- ScanControlUnit (SCU) – vysoko efektívny riadiaci systém
- intelliWELD – výkonný 3D skener
Táto konfigurácia umožňuje zvárať oceľové zliatiny, ako aj hliníkové zliatiny a podporovať zvárací proces osciláciou laserového lúča, ktorá sa prekrýva so zváracím pohybom. Vďaka tejto oscilácii je možné adaptívne preklenúť kontinuálne meranú medzeru medzi horným a dolným plechom pri kútových zvaroch v priečnom spoji.
Úsporné laserové zváranie so synchronizáciou za chodu (on-the-fly)
Pri zváraní mnohých krátkych spojov v rôznych polohách s bežnou pevnou optikou bez zrkadiel skenera sa musí každý zvárací bod priblížiť a zastaviť nad ním. S technológiou on-the-fly robot pohybuje optikou skenera pozdĺž obrobku nepretržitou rýchlosťou a vo vzdialenosti lineárnej dráhy. Zrkadlové systémy rýchlo a presne presúvajú laserový lúč k bodom, ktoré sa majú zvárať. Vďaka tejto technológii on-the-fly je možné výrazne znížiť neproduktívne prestoje.
![](/uploads/Content/Germany/Pictures/Images_LASER_SYSTEMS/Remote_Laserschweissen/BLACKBIRD_DOOR_On-the-fly_1200x600.jpg)
Výkonná jednotka SCU (ScanControlUnit) umožňuje zváranie za chodu s krátkym časom cyklu vďaka synchronizácii pohybových sekvencií medzi systémom skenovania a priemyselným robotom a optimálnemu využitiu laserového lúča ako zdroja energie. Proces programovania na komponente je navyše podporovaný možnosťou offline programovania. Týmto spôsobom možno optimalizáciu času dráhy a cyklu vykonať už na počítači.
Všestrannosť optickej koherentnej tomografie
Optická koherentná tomografia (OCT), známa z lekárskej oftalmológie, sa už niekoľko rokov úspešne používa ako zobrazovacia technika pri kontrole zvarov a sledovaní spojov. Riešenie OCT je jednobodové, vysokorýchlostné meranie vzdialenosti založené na interferometrii. Riešenie OCT od spoločnosti Blackbird využíva výhody osvedčených laserových vychyľovacích systémov a zavedenej technológie snímačov OCT na zachytenie najlepších možných výškových profilov súčiastky pred zváraním, počas neho a po ňom.
Ako funguje koherentná tomografia
Zodpovedajúci skener OCT sa veľmi rýchlo pohybuje nad komponentom a skenuje povrch svetelným lúčom. Referenčný lúč vysielaný súčasne z toho istého zdroja svetla dopadá na referenčné zrkadlo v definovanej vzdialenosti a odráža sa späť. Oba lúče sa opäť stretnú a navzájom sa prekrývajú a zosilňujú alebo zoslabujú a rušia - interferujú. Vzdialenosť k súčiastke sa dá presne určiť na základe vytvoreného interferenčného obrazca. V kombinácii s vychýlením meracieho lúča OCT tak možno zaznamenať akýkoľvek výškový profil.
Výhody optickej koherentnej tomografie
Pomocou optickej koherentnej tomografie možno zistiť spoje a hrany súčiastok, ako aj odchýlky povrchu a dokonca aj hĺbku “keyhole” dierky pri hĺbkovom zváraní. Týmto spôsobom sa získavajú informácie o hĺbke spoja už počas laserového zvárania.
V automatizovanej výrobe automobilov je koherentná tomografia výkonným nástrojom, najmä pri výrobe dverí, pretože sa dá použiť na zisťovanie pozícií nárazov, ako aj na vykonávanie následnej inline kontroly.
Optická koherentná tomografia je voliteľne súčasťou balíka technológií Blackbird ABICOR BINZEL.
Diaľkové (remote) laserové zváranie dielov bod po pode
- Vysoká flexibilita pri spracovaní oceľových a hliníkových materiálov
- Algoritmy oscilácie laserového lúča a premostenia medzier zaručujú vyššiu spoľahlivosť procesu
- Spoľahlivé nastavenie presných zvarových spojov s krátkym časom cyklu
- Technológia on-the-fly a offline programovanie dráhy umožňujú laserové zváranie s optimalizovanými časmi cyklov
- Úsporné pri reprodukcii vlastností spoja
- Proces OCT podporuje sledovanie spojov, meranie medzier a určenie topológie spojov
Balík riešení ABICOR BINZEL & Blackbird
Blackbird poskytuje výkonnú, pokročilú a spoľahlivú technológiu na diaľkové laserové zváranie dielov karosérie v bielej farbe, ABICOR BINZEL dopĺňa celkový balík svojou medzinárodnou predajnou a servisnou sieťou. Výsledkom tejto symbiózy je ucelený, vysokokvalitný a hodnotný balík riešení pre automobilovú výrobu.
Výhody tohto balíka riešení pre automobilovú výrobu
- Sofistikovaný balík technológií
- Medzinárodná sieť expertov
- Celosvetová aplikačná a servisná podpora