Hàn Laser kết hợp hệ thống tự động hóa

Hàn laser kết hợp với hệ thống tự động hóa, đặc biệt là robot công nghiệp, đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành gia công kim loại hiện đại. Sự tích hợp này mang lại độ chính xác cao, tăng năng suất và giảm thiểu lỗi do con người, phù hợp với các yêu cầu sản xuất khắt khe trong các lĩnh vực như ô tô, điện tử, y tế và hàng không.

1. Lợi ích của hàn laser tự động hóa trong sản xuất hiện đại

Độ chính xác và tính lặp lại cao: Robot hàn laser có khả năng định vị mối hàn chính xác và kiểm soát độ sâu hàn, giúp tạo ra các mối hàn chất lượng cao và đồng đều. Hệ thống tự động đảm bảo mỗi mối hàn đều có chất lượng đồng nhất, loại bỏ hoàn toàn lỗi do con người gây ra.
Tốc độ và hiệu suất vượt trội: Hệ thống hàn laser tự động có thể hoạt động liên tục với tốc độ cao, tăng năng suất và giảm thời gian sản xuất., đặc biệt phù hợp với sản xuất hàng loạt.
Giảm biến dạng nhiệt: Tia laser tập trung năng lượng vào vùng hẹp, giảm thiểu sự biến dạng nhiệt và đảm bảo tính thẩm mỹ của mối hàn.
Linh hoạt trong ứng dụng: Robot hàn laser có thể hàn các chi tiết nhỏ, tinh xảo đến các cấu trúc lớn, phức tạp, phù hợp với nhiều loại vật liệu như thép, inox, nhôm, đồng.
Giảm thiểu chi phí nhân công: Một robot hay hệ thống tự động có thể thay thế một hoặc nhiều công nhân hàn, tiết kiệm chi phí về lâu dài trong vận hành và đào tạo, dễ dàng quản lý, set up trong bối cảnh nhân công, thợ hàn khan hiếm như thời điểm hiện tại.
Dễ dàng tích hợp vào dây chuyền sản xuất thông minh: Tương thích với các hệ thống Industry 4.0, IoT và SCADA, hỗ trợ giám sát, điều chỉnh từ xa và thu thập dữ liệu, dễ dàng tích hợp vào chuỗi sản xuất thông minh trong nhà máy gia công cơ khí hiện đại.

2. Các hệ thống hàn laser tự động thường gặp

2.1. Hàn laser kết hợp Robot

Hệ thống robot hàn laser fiber thường được tích hợp với các cánh tay robot có khả năng linh hoạt, xoay chuyển theo nhiều góc độ và hướng khác nhau. Điều này cho phép thiết bị dễ dàng tiếp cận và xử lý các điểm hàn khó, thực hiện những thao tác phức tạp với độ chính xác tuyệt đối. Nhờ vào khả năng lập trình thông minh, robot có thể thực hiện hàng loạt nhiệm vụ hàn với nhiều mẫu vật liệu và hình dạng khác nhau, từ các đường hàn thẳng đơn giản cho đến các kết cấu đa chiều phức tạp.

Hơn nữa, hệ thống này còn có khả năng tự động hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó tăng tính đồng nhất của sản phẩm, cải thiện tốc độ và hiệu quả sản xuất. Điều này đặc biệt hữu ích trong các ngành công nghiệp hiện đại, nơi yêu cầu khắt khe về chất lượng sản phẩm và năng suất cao.

Robot ABB kết hợp Nguồn hàn laser 3000W

Cấu tạo cơ bản của robot hàn laser:

Nguồn laser: Cung cấp chùm tia laser cường độ cao để thực hiện quá trình hàn.
Cánh tay robot: Di chuyển đầu hàn đến vị trí chính xác trên vật liệu, thường dùng robot 6 trục, đảm bảo tính linh hoạt trong không gian làm việc, đáp ứng đa dạng biên dạng đường hàn.
Súng hàn laser: Tập trung tia laser vào điểm hàn, đảm bảo độ chính xác và chất lượng mối hàn.
Hệ thống điều khiển: Lập trình và điều chỉnh các thông số hàn, giám sát quá trình hàn để đảm bảo hiệu suất và an toàn.
Thiết bị làm mát (Chiller): đảm bảo quá trình làm mát cho nguồn laser và súng hàn hàn trong khi hoạt động liên tục trong thời gian dài, đảm bảo tính ổn định sản xuất.

2.2. Hàn laser kết hợp hệ thống cnc tự động

Hoạt động chính của máy hàn laser kết hợp hệ thống tự động CNC bao gồm chuyển động thẳng trục X, Y, Z và có thể có thêm chuyển động quay trục R để thực hiện chuyển động thẳng hoặc cong của không gian hàn và điều chỉnh góc hàn của mỏ hàn với phôi, kết hợp thêm mâm cặp kẹp phôi hàn cho chuyển động quay, do đó hoàn thành hàn các mối hàn hình dạng đặc biệt khác nhau. Hệ thống chuyển động trục X, Y và Z được điều khiển bởi động cơ servo AC, dẫn động bằng vít bi và dẫn hướng bởi ray dẫn hướng để đạt được khả năng kiểm soát chính xác khi hàn. Nó có thể tự điều chỉnh và kiểm soát các yêu cầu điều chỉnh góc hàn của súng hàn và phôi, đồng thời hợp tác với các trục X, Y và Z để hoàn thành quá trình hàn.

Hệ thống hàn laser tự động gia công hàn lồng máy giặt

Tùy theo yêu cầu của sản phẩm thì sẽ có thiết kế và chế tạo các hệ thống tự động hóa 2 trục, 3 trục… hay nhiều trục CNC hơn, kết hợp với jig gá chuyên dụng để phù hợp các yêu cầu mối hàn, chi phí đầu tư và mức độ điều khiển, mức độ tự động hóa cần cho khách hàng.

Trạm hàn laser tự động của Han’s Laser

3. Ứng dụng của các hệ thống hàn laser tự trong các ngành công nghiệp

– Ngành Ô Tô: Trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống laser fiber tự động được sử dụng để hàn khung xe, thân xe, và các chi tiết quan trọng khác. Với độ chính xác cao, thiết bị này đảm bảo mối hàn bền bỉ và đẹp mắt, giúp cải thiện độ an toàn và thẩm mỹ của các dòng xe. Ngoài ra, tốc độ hàn nhanh chóng còn giúp tăng năng suất sản xuất, đáp ứng nhu cầu lớn từ thị trường ô tô toàn cầu.

– Ngành Hàng Không Vũ Trụ: hệ thống laser fiber tự động đóng vai trò không thể thiếu trong ngành hàng không, nơi các linh kiện phức tạp thường đòi hỏi những tiêu chuẩn khắt khe về chất lượng và độ chính xác. Từ việc hàn các cấu trúc nhẹ bằng hợp kim nhôm đến xử lý các bộ phận quan trọng như cánh quạt và động cơ, robot laser đảm bảo đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về kỹ thuật và an toàn trong ngành này.

– Ngành Điện Tử: Trong sản xuất các linh kiện điện tử, hệ thống laser fiber tự động được ứng dụng để hàn những chi tiết nhỏ và phức tạp. Với khả năng tạo mối hàn chính xác đến từng micromet, thiết bị này đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều và giảm thiểu lỗi. Những ứng dụng này rất quan trọng trong sản xuất các sản phẩm công nghệ cao như vi mạch, cảm biến, và linh kiện viễn thông.

– Ngành Y Tế: Ngoài các lĩnh vực kể trên, robot hàn laser fiber còn được ứng dụng trong việc sản xuất các thiết bị y tế chính xác như dụng cụ phẫu thuật, khung kim loại cấy ghép, và các bộ phận máy móc y tế. Tia laser đảm bảo mối hàn không chỉ chắc chắn mà còn đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn y tế cao.

4. Các tiêu chí chọn lựa chọn hệ thống hàn laser tự động

– Công Suất Laser: Việc xác định công suất laser phù hợp là bước đầu tiên và rất quan trọng trong quá trình chọn lựa. Công suất của Nguồn hàn laser cần được lựa chọn dựa vào độ dày và loại vật liệu cần hàn. Ví dụ, kim loại dày và cứng như thép không gỉ hoặc hợp kim cường lực sẽ yêu cầu công suất laser cao, có thể từ 2000W trở lên, để tạo đủ nhiệt độ làm chảy và kết dính hiệu quả. Ngược lại, các vật liệu mỏng hoặc dễ gia công có thể sử dụng laser công suất thấp hơn, giúp tiết kiệm năng lượng mà vẫn đảm bảo chất lượng hàn. Đối với nhưng yêu cầu hàn các vật liệu phản quang như nhôm, đồng hoặc yêu cầu độ biến dạng cực thấp thì nên chọn nguồn laser chuyên biệt phù hợp.

– Yêu cầu sản lượng: Tùy vào yêu cầu sản lượng thực tế, cycle time cho từng sản phẩm, công suất của cả chuỗi sản xuất trong dây chuyền, sẽ thiết kế lựa chọn hệ thống tự động hóa đi kèm phù hợp ( Robot, hệ thống CNC…) kết hợp cùng hàn laser để đáp ứng tốc độ mong muốn.

– Độ chính xác sản phẩm: Một trong những điểm mạnh lớn nhất của robot hàn laser fiber chính là độ chính xác tuyệt đối. Khi chọn robot hay hệ thống tự động kèm theo, hãy đảm bảo thiết bị đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, đặc biệt đối với các linh kiện nhỏ hoặc phức tạp, giúp giảm thiểu lỗi sản phẩm và đảm bảo tính đồng nhất trong mỗi mối hàn, từ đó cải thiện chất lượng đầu ra.

– Khả Năng Lập Trình: Một robot hàn laser hiệu quả cần được lập trình linh hoạt để thực hiện đa dạng các kiểu hàn trên nhiều loại vật liệu. Hãy chọn những thiết bị tích hợp công nghệ lập trình hiện đại, cho phép dễ dàng điều chỉnh và tùy biến quy trình theo yêu cầu sản xuất. Đây là yếu tố quan trọng giúp doanh nghiệp thích nghi với nhu cầu thị trường và sản xuất các sản phẩm có thiết kế đa dạng.