Roboti-Pentru-Taiere-Cu-Jet-de-Apa (1)

5/25/2018 Roboti-Pentru-Taiere-Cu-Jet-de-Apa (1)

1/17

Universitatea Politehnica din Bucuresti

Facultatea: Ingineria si managementul sistemelor tehnologice

Roboti industriali pentrutaierea cu jet de apa

Student :

Anul: I

Grupa: 6BB

Anul Universitar !""#!"


2/17

Cuprins:

$ Generalitati$ Principalele modalitati roboti%ate de taiere &debitare'$

!$ Roboti pentru taiere aierea cu jet de apa

!$ Scurt istoric

!$! (od de )unctionare

!$* Avantajele taierii roboti%ate cu jet de apa

!$+ Unde se utili%ea%a robotii pentru taiere cu jet de apa,

!$- Solutii roboti%ate de taiere a materialelor compo%ite cu

jet de apa$

!$6 ./emple de roboti pentru taiere cu jet de apa la presiuni

inalte

*$ 0onclu%ia

+$ Bibliogra)ie


3/17

1. Generalitati. Principalele modalitati

robotizate de taiere (debitare).

1aierea sau debitareaeste operatia tehnologica prin care se urmareste desprindereatotala sau partiala a unei parti dintr-un material, in scopul prelucrarii acestuia. Este forteimportanta deoarece altfel nu s-ar putea prelucra materialul pentru realizarea semifabricatelenecesare. Exista multe tipuri de debitare de la cele manuale pana la cele total automatizate(robotii industriali). Numarul aplicatiilor robotizate ale proceselor de taiere este mult mai redus decat celintalnit la sudare. Consideram ca unu din motive este precizia deosebita ceruta robotilor inacest caz, deoarece daca la sudare, baia de metal topit integreaza micile abateri de

pozitionare si deplasare, la taiere orice discontinuitate de pozitionare sau inconstanta a vitezei,acceleratiei, etc., se traduce prin neuniformitati ale suprafetei taiate. !n ultimul deceniu, perfectionarea organelor de masini (ghida"e liniare, suruburi cu bile,reductoare armonice, etc.), a motoarelor si a actionarilor acestora, a traductoarelor sisistemelor de comanda au facut posibila realizarea unor roboti industriali cu performantedinamice si de precizie mare la costuri cat se poate de accesibile. #stfel, precizii de ordinul a$ %,& mm si chiar mai bune, in cea mai defavorabila combinatie de perturbatii permit folosireaunor roboti industriali comuni ' inclusiv la robotizarea proceselor de taiere. in punct de vedere al capacitatii portante, robotul industrial trebuie sa poarte capul detaiere si pachetul de cabluri si furtunuri al acestuia. unt suficienti pentru acest scop *%-+% N,tinand cond si de reactiunile dinamice. #deseori prin echilibroare "udicios amplasate este

suportata partial greutatea furtunurilor. aca sunt necesare ventile decomandablocaresiguranta, acestea se monteaza de obicei pe o placa amplasata pe una dinaxele principale (axa & sau ) ale robotului. istemul de comanda al robotului industrial asigura in principal deplasarea petraiectoria de taiere prin conturare si pornireaoprirea taierii. a taierea cu plasma, aceastainseamna conectareadeconectarea sursei de alimentare a arcului de plasma/ in cazul taieriioxigaz, robotul va comanda din program, dupa cum se arata in figura &, iesiri ce actioneazaasupra unor electroventile (comanda oxigen, acetilena, metan)/ la taierea sub "et de apa,ventilul apei sub presiune, s.a.m.d.

!n urma cu cateva decenii, la inceputul epocii robotizarii industriale, ma"oritateaelementelor de structura, respectiv organe de masini se confectionau din subansambluri

debitate fie mecanic, fie pe masini de taiere in coordonate. #cesta ar putea fi un alt motivpentru care robotii sunt mai rar utilizati la automatizarea proceselor de taiere. !n ultimii ani,aceste repere se realizeaza frecvent prin debitarea unor profile sau tuburi, adeseori dupatraiectorii foarte complexe. Consideram ca aceasta va duce la extinderea aplicatiilor robotizate de taiere. easemenea, accelerarea folosirii robotilor la taiere este favorizata de dezvoltarea sistemelor de

programe specializate pentru debitare. !ntrucat datele cunoscute privind raspandirea diferitelor sisteme de taiere mecanizate,automatizate si cu atat mai putin robotizate din tara noastra sunt extrem de reduse, in 0abelul1 se prezinta cateva aprecieri cu privire la gradul de mecanizare (automatizare, de obicei pemasini in coordonate 2-3), bazate pe cunoasterea unui mare numar de unitati industriale

reprezentative, atat din sectorul de stat, cat si din cel privat.


4/17

Principalele modalitati roboti%ate de taiere sunt :

1aiere cu )lacara o/iga% 2

in diferite cauze, flacara utilizata la taierea oxigaz ar putea, in timpul procesului detaiere sa se stinga.!n cazul taierii robotizate,in absenta operatorului uman,aceasta ar puteaavea efecte periculoase datorita gazelor combustibileexplozive ce ar continua sa iasa dincapul de taiere4pentru a impiedica acest lucru,in practica se utilizeaza adesea un sistem desupraveghere a arderii flacarii,ca de exemplu45 o fotocelula care sesizeaza absenta radiatiei luminoase a flacarii/5 un traductor de ionizare al gazului fierbinte din apropierea "etului de taiere/5 o camera video de supraveghere a procesului,etc. 6obotii industriali moderni permit ca dupa remedierea cauzei stingerii si reaprindereaflacarii de taiere,procesul sa poata fi reluat din locul opririi. 7rogramul specializat deelaborare a subrutinelor de taiere va genera si va trimite direct in sistemul de comanda alrobotului codul obiect al programului de debitare.

1aierea cu plasma 2

atorita numeroaselor avanta"e tehnico- economice, in ultimul timp se constata tendintade inlocuire a flacarii oxigaz cu arcul de plasma.#tat comanda mediilor plasmagene si de protectie, controlul energiei arcului de taiere,

precum si sesizarea arderii acestuia se pot face mult mai usor decat la sistemele oxigaz, pecale electrica. Ca si in cazul taierii pe masini automate, piesele pot fi asezate pe mese detaiere,prevazute cu cuie conice sau role/ in cazul taierii robotizate apare posibilitateasuplimentara de a pune piesele pe o masa de pozitionare cu 1- grade de mobilitate, ceea ce

permite sanfrenari oricat de complexe. 1aierea cu laser 2

8n procedeu care a capatat o extindere tot mai mare in ultimele decenii, taierea cu laserincepe sa fie aplicata in anii 9:%, la inceput indeosebi in domeniile speciale (aeronautica,tehnica militara). #vanta"ul principal al acestui procedeu consta in densitatea ridicata deenergie,care permite realizarea unor viteze mari de taiere in conditiile unor pierderi reduse deenergie in marginile taieturii.

1aierea cu jet de apa


5/17

2. Roboti pentru taierea cu jet de apa

8n dispozitiv de taiere cu "et de ap; este un instrument capabil sa taiere (debitare) e abrazive . 7rocesul este ,;,acela=i ca eroziunea apei i de taiere a copacilor i de otel in coloanele de ap;, pentru a for>a apa sa treaca printr-unorificiu mic, r. @ranz ob>ine scurte explozii de presiuni foarte mari, care sunt suficient de

puternice s; taie lemne =i alte materiale.343 # r. ?ohamed Aashish inventeaza procesul ad;ugare a pulberilor abrazive la undispozitiv standard cu "et de ap;. upa ce a testat o varietate de op>iuni, el s-a oprit la granat,o substan>; utilizat; de obicei pentru =mirghel. Betul de apa abraziv 8A7 poate taia acum

practic orice material dur .35"' ispozitivele abrazive de taiere cu "eturi de ap; sunt folosite pentru prima dat; pentrua taia o>el, sticl; =i beton.35* 2 Compania@lo vinde primul sistem comercial cu "et de ap; abraziv din lume pentrutaierea sticlei auto. #doptari timpurii ale tehnologiei cu "et de ap; - iu ' este un instrument perfect pentru t;ierea materialelor de ;,cum ar fi !nconel, o>el inoxidabil =i titan, precum =i compozite u=oare, cum ar fi fibra decarbon.356 2Compania @lo inventeaza prima pomp; 8A7 conduce direct, 2-7omp *%%% psi(&.D%% bar). 7rimul sistem de pompare cu "et de ap; mobil din lume este introdus pentruaplica>ii mobile =i de pe teren, cum ar fi cur;>area industrial;, inere carosabil =i

proiectele de retehnologizare de infrastructur;.

354 2 Compania @lo dezvolta primele sisteme de taiere cu "et de apa pe axe cuposibilitate de taiere tridimensionala.!"" #@lo lanseaz; FGnamic Hater"et pentru eliminarea formei conice, si pentru acre=teacurate>ea t;ieturii =i vitez; acesteia. !n mod ironic, aplicatia taierii lemnului pe care r. @ranz a cercetat-o pentru prima dataeste in zilele noastre doar o utilizare minora a taierii cu "et de apa. ispozitivele de taiere cu

"et de apa sunt folosite pentru a taia totul, de la aluminiul pentru b;rci, la compozitele pentruproduse sportive, pentru >es;turi =i materialele plastice utilizate pentru interiorulautovehiculelor, chiar =i la taierea granitului pentru blaturi de bucatarie.


6/17

!$!$ (od de )unctionare$

ispozitivele da taiere cu apa sub presiune sunt rapide, flexibile,


7/17

1aierea cu apa purasub presiune utilizeaza fasciculul de apa pentru a taia materialemoi cum ar fi scutecele, batoanele de ciocolata, lemnul subtire si moale, dar nu este eficient

pentru taierea materialelor mai grele.

0on)iguratia simpla a du%ei unui dispo%itiv de taiere cu apa pura

#pa de intrare pentru un "et de ap; pur; este presurizata ionar (modul ial str;puns).#c>iunea de t;iere este mult it;


8/17

!$*$ Avantajele taierii roboti%ate cu jet de apa

Exist; multe motive pentru care prelucrarea cu "et de ap; a crescut rapid in popularitateincepand cu mi"locul anilor 1LL%. 8n dispozitiv de taiere cu "et de ap; este un instrument de

prelucrare versatil =i flexibil. 7oti taia o mare varietate de materiale ile materialului.

Betul de apa este mai ecologic Betul abraziv utilizeaz; de obicei granat ca material abraziv. Oranatul este un mineralnon-reactiv, care este biologic inert. ingura problema cu "etul de apa este atunci cJnd avemde taiat un material care are poten>ial periculoas (cum ar fi plumbul).

Hater"ets sunt mai sigure Nu exista emisii de fum nocive, cum ar fi metalul vaporizat, =i nici un risc de incendii.

istan>a dintre sfJr=itul duzei cu "et de ap; =i material este de obicei foarte mica, de=i estenevoie de pruden>; atunci cJnd duza cu "et de ap; este ridicata. 8niformitatea materialului nu este importanta

a taierea cu laserul, materialul trebuie s; fie relativ uniform. Mn special, atunci cJndt;ia>i pe suprafe>e denivelate, cu laser acesta isi poate pierde din puterea de t;iere. 8n "et deap; va p;stra o mare parte a puterii sale de taiere peste materialele inegale. e=i materialul

poate devia fluxul de t;iere, acesta are de obicei un efect negli"abil. Costuri cu echipamentele mai mici

Costul unei ma=ini cu "et de ap; este, ul unui laser, pute>i achizi>iona mai multe centre de prelucrare cu "et de ap;.

0oleran>e mai bine pe piese mai groase Hater"ets oferi o mai bun; toleran>; la piese mai groase de %, I(1& mm). 7entru piesemai sub>iri, atJt "etul de apa cat =i laserul ofera toleran>e comparabile.

imple de inere !ntretinerea unui dispozitiv cu "et de apa este mai simpl; decJt cea a unui laser.

7iese mai bine finisate la margini?aterialele t;iate cu "et de apa au o suprafata fina, sablata, din cauza modului


9/17

In comparatie cu taierea cu plasma

!n taiere cu plasma, un flux de gaz este suflat cu vitez; mare a rezervorului de captur; (un rezervor mare plin de ap; rezidual;) a"ut; lascaderea temperaturii. #ceast; temperatur; mai mic; iala folosesc in mare parte

aluminiu, care este u=or prelucrate pe un "et de ap;. ?etale speciale, cum ar fi !nconel Q sititan pot fi, de asemenea, prelucrate cu "et de apa.

!n procesele de fabricatie. 6obotii pentru taierea cu "et de apa sunt utilizati pentru realizarea componentelordiverselor produse care sunt vJndute, precum =i la o multime de piese folosite pentrurealizarea ma=inilor pe liniile de asamblare.

!n industria automobilelor. 7rin taierea cu "et de apa la presiuni inalte se pot obtine diverse componente esentiale

pentru automobile. Cele mai importante parti realizate prin "et de apa sunt4 bordulautomobilului, partile din materiale compozite ale caroseriei precum si multe alte componentemecanice . e asemenea exista o multime de piese personalizate, pentru masinile de curse,realizate cu robotzi de taiere prin "et de apa.

!n educatie ?ulte dintre universit;>ile de dimensiuni mai mari, care ofer; cursuri de inginerie, aulinii robotizate de taiere cu "et de apa. #cestea sunt benefice pentru studenti, deoarece suntu=or de at, usor de programat, simple de operat, =i permite realizarea rapida a multor

piese utilizate in scop educativ.


10/17

!$-$ Solutii roboti%ate de taiere a materialelor compo%ite cu jet de apa$

eoarece materialele compozite nu sunt omogene =i au o structura consolidata pentru omai mare putere, taierea lor necesit; o abordare diferit; de taiere fata de ceramice sau demetale. 0ehnicile conven>ionale de prelucrare vor determina uzura rapida a partilorcomponente, necesitand inlocuirea acestora. 8tilizand tehnicile folosite adesea pentru taiereagranitului sau a titanului se pot compromite puterea compozitelor =i sau pot afecta partilelaminate, f;cJnd materiale mai pu>in potrivite pentru utilizarea ii cum ar fi avioanele=i dispozitivele medicale.

1aierea unui material compo%it utili%and un robot pe 6 a/e

Ca o alternativ;, taiere cu apa ofera o serie de beneficii pentru materialele compozite.6obotii de taiere cu "et de apa nu produc zone afectate de c;ldur; sau marginile aspre bavuricare necesit; s; fie supuse unui procedeu secundar de finisare. Mn plus prin tehnologia cu "et

de ap; se creeaza deseuri infime prin care se prote"eza investi>iile materiale, =i viteza detehnologie se adapteaza la cerin>ele de produc>ie ridicata. 7entru a afla mai multe desprebeneficiile de t;iere cu ap; pentru compozite, a verifica afar; de informa>iile furnizate


11/17

Solutii roboti%ate de taiere cu jet de apa la presiuni inalte a materialelor

compo%ite in constructia avioanelor &B7.I8G'

Compania producatoare de avioane Roeing foloseste pentru taierea materialelor

compozite, folosite la interioarele aeronavelor, un sistem cu "et de ap; de elecomplexe ale companiei Roeing la un nivel ridicat. Roeing a realizat o mare cantitate de economii de costuri prin eliminarea sculelor.6obotii pentru taiere cu "et de apa permit companiei Roeing debitarea a * tipuri de materialecompozite, cu un singur utila". #lte beneficii pe care compania Roeing le-a realizat sunt4 obtinerea unui mediu delucru mai sigur datorita eliminarii prafului din aer =i reducerii zgomotului, viteza produc>iemai mare =i obtinerea pieselor de calitate superioar; datorita preciziei mai bune si calitatiimarginilor pieselor.

9ecuparea partilor interioare ale unui Boeing 4*4

8tilizarea sistemului de taiere cu "et de apa cre=te productivitatea =i reducereacosturilor de scule pentru produc;torii de compozite. 0;iere cu "et de ap; abraziva elimin;multe dintre problemele care apar la metodele tradi>ionale de prelucrare a compozitelor, cumar fi reac>ia for>elor mecanice, delaminarea marginilor =i praful din aer.


12/17

!$6$ ./emple de roboti pentru taiere cu jet de apa la presiuni inalte

ABB IRB !+"" Robot$

esignul compact al !6R &D%% asigur; o mare u=urin>a de instalare. 0oate modelele

sunt dotate cu capacitatea de montare inversa. Construc>ia robust; contribuie la fiabilitatearidicat; =i intervalele lungi pana la inere. #RR !6R &D%% are un control ridicat almiscarii


13/17

UA R- R7B71


14/17

6obotul pe * axe SuTa S61 este un robot bra> flexibil, care dispune de un corp =i osarcina util; medie. @lexibil =i rapid, S61 este potrivit pentru manipulare, asamblare,

prelucrare. Componentele interne ale acestui bra> sunt concepute cu o configura>ie simpl;,permitand bra>ul sa ramana solid. ?ai multe pozi>ii de montare sunt posibile, acesta poate fi instalat pe podea sau tavan,

cu pozi>ii variabile. @iecare dintre cele =ase axe este alimentata de la #C servomotoare faraperii . esignul rezultat este un bra> robot compact care poate fi plasat aproape de piesa delucru.

SuTa S6 1 6obot pecificatii 45#xes4 *

57aGload4 1 Tg 5A-6each4 1:% mm 56epeatabilitG4 $%.1 mm 56obot ?ass4 1 Tg 5?ounting4 floor, ceiling

FA8U0 (!"#iA


15/17

esignul evolutionist al robotului ?&%-i# rezolva unele dintre cele mai importanteprobleme ale robotilor industriali. #cest design unic permite uneltelor auxiliare s; fiecon>inute , eliminand astfel epenirea, sfJ=ierea =i frecare. 8n raft cu un spa>iu amplu

pe partea din spate a bra>ului completeaza designul acestui model, permi>Jnd echipamentelorperiferice s; fie u=or de montat. Rra>ul gol =i articulatia,


16/17

3. Concluzii

!n ultimul deceniu, perfectionarea organelor de masini (ghida"e liniare, suruburi cu bile,

reductoare armonice, etc), a motoarelor si actionarilor acestora, a traductoarelor si sistemelorde comanda au facut posibila realizarea unor roboti industriali cu performante dinamice si de

precizie mari la costuri cat se poate de accesibile. eoarece simultan a crescut cerereaindustriei pentru debitarea rapida si precisa a unor repere complexe, cu structura spatiala, dinalia"e si materiale dificil de prelucrat clasic, asistam in prezent la o extindere a robotizarii

proceselor de taiere, ca alternativa la masinile de taiere in coordonate, scumpe si avandposibilitati mult mai restranse. Reneficiile introducerii robotilor in industrie includ managementul controlului si al

productivitatii si cresterea evidenta a calitatii produselor. 6obotii pot lucra zi si noapte fara aobosi sau a-si reduce performanta. Consecvent realizeaza reduceri substantiale ale pretului decost in primul rand prin reducerea consumurilor de materii prime si al prelucrarii automate aacestora. e asemenea utilizarea robotilor aduce avanta"e pe piata concurentiala. 7rindezvoltarea rapida a industriei si a tehnicii de calcul, putem observa evolutia robotilorindustriali catre generatiile inteligente ce le ofera caracteristica de a IintelegeI mediul in carelucreaza.


17/17

4.Bibliora!ie

6obotii industriali utilizati la taiere si procese conexe - Nicolae Boni

.abb.com

.TuTa.com

ro.iTipedia.org

.rebotics.com

.floater"et.com

.ater"ets.org

.techniater"et.com

Date post:	15-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	florin-bordeianu
View:	33 times
Download:	1 times

Roboti-Pentru-Taiere-Cu-Jet-de-Apa (1)

Documents