UNIVERSITATEA LUCIAN BLAGA SIBIU FACULTATEA DE INGINERIE HERMANN OBERTH SIBIU

ROBOT INDUSTRIAL PENTRU SUDURA CU ARC ELECTRIC ROBOTUL ARC MATE 100iB

STUDENT: SAMSON SIEGFRIED SPECIALIZARE, ANUL: STIINTE INGINERESTI APLICATE, anul IV

SIBIU - 2011

CUPRINS:1. 2. 3. 4. 5. Scurt Istoric Robotul ARC MATE 100iB Functiile robotului Concluzii Bibliografie

1. SCURT ISTORICDin cele mai vechi timpuri omul a ncercat s construiasc mecanisme care s imite ct mai fidel comportamentul unor vieuitoare sau mecanisme care sa ii usureze munca in anumite domenii. Dupa ce dea lungul timpului diferiti cercetatori au incercat sa construiasca asemenea mecanisme cuvntul robot a fost utilizat pentru prima dat n piesa Roboii universali ai lui Rossum scris de Karel Capek (Cehia) n 1920. Termenul a nceput s fie utilizat dup 1923, cnd lucrarea a fost tradusa n limba engleza. Termenul Robotica a fost utilizat pentru prima dat de Isaac Asimov (1920 - 1992). In mod obinuit un robot este o main care, ntr-o anumit msur, imit omul fie ca nfiare, fie ca posibiliti de aciune. Robotul este un mecanism automat care se poate substitui omului pentru a efectua unle operatii, fiind capabil s-i modifice singur ciclul de execuie (prin detecie fotoelectrica, servomotoare, etc). Asimov a enunat, n 1940, cele trei legi fundamentale care trebuie s fie respectate de un robot pentru ndeplinirea (realizarea, finalizarea) sarcinilor n deplin siguran . (L1) Un robot nu are voie s lezeze o fiin uman sau s permit, prin neintervenie, s fie agresat o fiin uman. (L2) Un robot trebuie s execute ordinele (comenzile) primite de la o fiin uman, cu excepia acelora care contravin primei legi. (L3) Un robot trebuie s-i protejeze propria existen, n msura n care aceast protejare nu contravine primelor dou legi. Se poate considera c primul proiect al unui robot industrial este cel elaborat de George Devol care a primit un patent pentru un manipulator de uz general cu memorie retroactiv i conducere punct cu punct. Patentul a fost vndut firmei CONDEC din care s-a dezvoltat celebra UNIMATION (binecunoscuii roboi UNIMATE). Dupa acest prim proiect putem spune ca robotii industriali au cunoscut o puternica expansiune aproape in toate domeniile tehnologice. Robotii am putea spune ca sunt inpartiti in trei mari generatii in functie de complexitatea mecanismului i a sistemului de conducere . Prima generaie (G1) include roboii programabili. Acetia sunt capabili s repete o mulime specificat de operaii (program robot), n condiii externe determinate apriori i n lipsa perturbaiilor.

1

A doua generaie (G2) de roboi industriali cuprinde roboii adaptivi, care sunt capabili s lucreze n condiii de mediu variabile sau n medii parial cunoscute. Acetia i adapteaz aciunile la perturbaiile provocate de modificrile din spaiul de lucru A treia generaie (G3) de roboi este reprezentat de roboii inteligeni care posed elemente de inteligen artificial. Robotul din G3 se poate defini ca un dispozitiv capabil s execute sarcini care necesit i anumite calitai umane: adaptarea, nvaarea, capacitatea de reprezentare a mediului nconjurator, predicie i planificare. Dup structura lor, se deosebesc urmatoarele clase de roboi: roboi n coordonate cilindrice (n funcionarea lor pot descrie o anvelop de tip cilindru). Braul poate fi comandat pentru a efectua deplasri nainte/napoi sau rotiri stnga/dreapta (fig.1.1). Dintre firmele care au construit roboi performani cu asemenea structuri se pot meniona: FANUC, PRAB, SEIKO.

Fig. 1.1. Roboi n coordonate cilindrice.

roboi n coordonate sferice, care pot genera o sfer n micarea lor (fig.1.2). Pot efectua micri nainte/napoi, rotire stnga/dreapta, pivotare sus/jos. Sunt, n principal, roboii UNIMATE. roboi n coordonate carteziene, al caror spaiu de lucru este un paralelipiped. Pot efectua micri nainte/napoi, stnga/dreapta, sus/jos (fig. 1.3). Sunt utilizai de obicei n operaii de asamblare. Productorii principali sunt IBM, OLIVETTI, DEA.

2

Fig. 1.3. Robot n coordonate carteziene. Fig. 1.2. Robot n coordonate sferice.

roboi cu bra articulat, n coordonate de revoluie. Braul are o structur antropomorfic cu articulaii similare umrului i cotului omului; acestea asigur dou micri, a treia fiind rotirea coloanei de baz. Se obine o anvelop foarte mare i economie de spaiu. Acetia sunt roboi ASEA, Unimation (PUMA). roboi SCARA (realizai pentru prima dat la Universitatea YAMANASHI Japonia). Acetia pot efectua dou rotaii n plan orizontal, o translaie sus/jos (comune coordonatelor de revoluie i cilindrice). Avantajul se obine prin manipularea obiectelor cu greutate mai mare de 30 kg. Sunt roboi fabricai, n general, de firma japonez NEC. roboi paraleli: au o structura neconvenional i efectueaz micri dupa ase grade de libertate

3

2. ROBOTUL ARC MATE 100Ib

Robotul ARC 100iB este un model de robot folosit in tehnologia de sudare. Acest robot are oconstructie modulara in 6 axe fiind foarte precis si foarte rapid in cea ce priveste taierea si sudarea. Bazat pe o constructie simpla si de incredere ARC 100iB aduce o cale precisa spre performanta. Noul ARC 100iB face parte din ultima generatie de roboti de sudura cu arc, si are un design compact cu care isi inbunatateste viteza de lucru si miscarea. Forma inca flexibila simplifica instalatia, mareste si inbogateste capabilitatea inauntru unui spatiu limitat.

Avantaje: - din clasa robotilor de sudura iese in evidenta prin viteza opratiei cat si prin rapiditatea miscarilor facandul sa fie un robot performant in cea ce priveste productivitatea4

-

design compact simplifica instalatia si transportul sistemului datorita articualtiilor este redus timpu de deplasare direct executa suduri sub diferite ungiuri noul model datorita formei si articulatiilor simple poate lucrul si in spati inguste unde alti roboti nu ar putea suda

Caracteristici: - la acest tip de robot articulatia a redus cu 19% dimensiunea facand posibil lucru in spatii inguste - compatibil cu majoritatea echipamentelor periferice din aceasta clasa - desenat cu utilitatile integrale contine linie de gaz si aer si un fir de alimentae a motorului, cablu de alimentare fiind scos in afara bratului robotului - firul de alimentare este montat direct in partea de sus a bratului - interfata cu majoritatea tipurilor de roboti din aceasta clasa - 1.373mm castigati in repauz si 985mm in miscare - poate lucra in mai multe poziti efectuand suduri sub diferite unghiuri - motorul de deplasare este montat in partea de sus a bratului pt a nu ingreuna miscarea - motorul controleaza rapid si punct cu punct miscarea care determina o sudura in timp Date tehnice: Numar de axe: Sarcina maxima: Anvergura maxima: Repetabilitate: Greutate: Pozitii de montare: Viteze maxime: 6 6kg 1373 mm +/- 0,08 mm 138 kg podea, unghiular, perete axa J1 150 grade/secunda axa J2 160 grade/secunda axa J3 170 grade/secunda axa J4 400 grade/secunda axa J5 400 grade/secunda axa J6 520 grade/secunda5

3. FUNCTIILE ROBOTULUI- Sudura de tip MIG (Metal Inert Gas) - Taierea cu plasma (Plasma Cutting) - Sudura de tip TIG/WIG (Tungsten Inert Gas/Wolfram Inert Gas)

Sudura de tip MIG:

Procedeul MIG/MAG este o imbunatatire a procesului de sudare SEI. Cu toate ca procesul de sudare este asemanator, totusi aparatele de sudare precum si pistoletul de sudare se deosebesc semnificativ. Diferenta majora o consta introducerea de gaz protector la locul sudarii. Gazul protector, cum reiese si din denumirea lui, are rolul de a proteja zona de sudare efectiva (baia). Deoarece majoritatea metalelor reactioneaza cu aerul formandu-se oxizi, care ingreuneaza trecerea curentului, este necesar ca in imediata vecinatate a procesului de sudare sa nu fie aer. Acest lucru se realizeaza prin intermediul gazului protector. Acest gaz poate fi de doua tipuri MIG (Metal Inert Gas) sau MAG (Metal Active Gas). Gazele inerte, de exemplu Argonul sau Heliul, se folosesc la sudarea aliajelor de cupru, de aluminiu sau cu magneziu. Gazele active se folosesc la sudarea otelurilor obisnuite, de constructii. In cazul proceselor de sudare MIG/MAG electrodul folosit este asa-numita sarma de sudura. Aceasta este impinsa in baie de catre un sistem de avans. In vecinatatea baii, inainte de contactul mecanic ea trece printr-o diuza de curent de la care preia energia electrica necesara creerii arcului si topirii materialului. Diuza de curent este pozitionata in interiorul diuzei de gaz. Astfel prin orificiul dintre cele doua diuze va curge gazul protector.

6

Taierea cu plasma:

Taierea cu plasma este procesul folosit pentru a taia otel si alte metale(uneori si alte materiale) de diferite grosimi folosind un arzator de taiat. In acest proces un gaz inert(ex: aer comprimat) este suflat cu mare viteza dintr-o diuza, in acelasi timp formandu-se un arc electric in mediul acelui gaz de la diuza pana la suprafata ce trebuie taiata, astfel transformand o parte din acel gaz in plasma. Plasma ajunge la o temperatura suficient de mare pentru a topi metalul ce este taiat si se misca indeajuns de repede pentru a indeparta metalul topit de pe taietura.

Sudura de tip TIG/WIG:

Se mai numeste si sudarea cu electrod nefuzibil in mediu de gaz inert este o alta varianta derivata din sudarea SEI. La acest procedeu arcul arde intre un electrod de Wolfram si piesa care se sudeaza (de unde si denumirea Wolfram Inert Gas). Acest electrod are doar rolul de electrod si nu are un rol de material de adaos; ca atare se uzeaza foarte lent in comparatie cu un electrod invelit. Prin procedeul WIG se realizeaza topirea celor doua componente ce urmeaza a fi sudate. Eventual, in unele cazuri, este necesara folosirea unui material de adaos pentru a realiza o imbinare cu geometrie si caracteristici mecanice mai bune . Avantajul procedeului WIG este ca poate fi folosit la majoritatea materialelor sudabile (otelurile carbon si aliate, aluminiul, cuprul, nichelul si aliajele acestora). In unele cazuri mai speciale se foloseste la sudarea materialelor cu afinitate mare la gaze ca titanul, tantalul si zirconiul. Pentru a suda astfel de materiala este nevoie de un spatiu perfect etans in care nu poate patrunde aer (o atmosfera controlata de argon de exemplu).

7

4. CONCLUZII

Robotul ARC MATE 100iB a fost o inovatie in domeniul sudurii si al taierii cu plasma. Precizia sa, usurinta de manevrabilitate cat si specificatiile lui tehnice l-au facut unul dintre cei mai utilizati roboti industriali in domeniul sudurii si al taierii din zilele noastre. Robotul fiind distribuit in intreprinderile din intreaga lume in peste sase mii de exemplare aducand un renume mondial firmei producatoare FANUC si mentinand-o in topul producatorilor de echipamente robotice.

8

5. BIBLIOGRAFIEhttp://en.wikipedia.org/ http://www.welding-robots.com/ http://www.fanucrobotics.com/ http://www.sudura.ro/

9