Kolizní spínač hořáku chrání především průmyslového robota
Každý svařovací robot by měl být vybaven tzv. kolizním spínačem, přes který robot drží svařovací hořák. V tomto článku se zaměříme na bližší informace o tom, jak kolizní spínač funguje a jaké jsou typy kolizních spínačů.
Kolizní spínač je zařízení, které se montuje přímo na šestou osu svařovacího robota. Na namontovaný kolizní spínač se pak uchytí držák svařovacího hořáku, do kterého se následně namontuje svařovací hořák.
Kolizní spínač zpravidla funguje tak, že pokud se hořák vychýlí do kterékoliv strany od osy otáčení montážní příruby robota, tedy otočné osy zápěstí robota, dojde k rozpojení bezpečnostního obvodu a robot se nouzově zastaví. Lze tedy zjednodušeně říci, že v kolizním spínači je výkyvné zařízení, které lze určitou silou překonat a tím dojde k rozpojení bezpečnostního obvodu.
K takovému zastavení dojde zpravidla při kolizi svařovacího hořáku s pevnou překážkou, např. zapomenutou – otevřenou upínkou nebo např. při chybě programátora, pokud při změně typu svařovaného výrobku zvolí nesprávný program.
Rozdíl mezi MIG/MAG a TIG aplikacemi
Nejvíce frekventovanou technologií svařování na robotizovaných pracovištích je metoda MIG/MAG. Další velmi používanou technologií je metoda TIG nebo svařování plasmou.
Tyto metody nejsou s ohledem na výběr správného typu kolizního spínače příliš rozdílné. Kolizní spínače se volí podle jeho max. nosnosti a podle citlivosti. Výrobců kolizních spínačů působí na našem trhu několik. Pro metodu MIG/MAG se volí standardně nabízené provedení kolizního spínače pro hořáky MIG/MAG s běžnou citlivostí. MIG/MAG svařovací hořáky není tak jednoduché poškodit běžnou kolizí.
Ovšem pro svařovací hořáky pro metodu TIG je vhodné zvolit kolizní spínač, který bude co nejblíže odpovídat hmotnosti TIG svařovacího hořáku a bude mít větší citlivost. Svařovací hořák pro metodu TIG je více náchylný na větší poškození v případě kolize. Navíc pokud je hořák vybaven trubkou pro podávání studeného drátu, každá poškození takového hořáku vyžaduje výměnu spotřebních dílů, někdy i držáku přívodní trubky s následným pečlivým seřízením do původní polohy, aby nebylo nutné provádět příliš mnoho korekcí již odladěného pohybového programu svařovacího robota.
Cenová hladina těchto běžných kolizních spínačů pro svařovací hořáky pro metodu MIG/MAG i TIG se pohybuje od 15-20 tis. Kč bez DPH.
Adaptivní kolizní spínač
Na našem trhu je možné rovněž koupit adaptivní kolizní spínače, které mají možnost přesného seřízení jeho citlivosti. Seřízení se provádí regulací stlačeného vzduchu, který se do kolizního spínače přivede. Výhodou tohoto řešení je možnost poměrně přesného seřízení jeho citlivost a tím lépe hořák i robota ochránit proti případným kolizím.
Cena takového kolizního spínače je o něco vyšší, než u běžného kolizního spínače. Pohybuje se kolem 30 tis. Kč bez DPH. K této ceně je potřeba ještě přičíst prvky pro řízení správného pracovního tlaku stlačeného vzduchu pro regulaci citlivosti kolizního spínače.
Kolizní spínač používaný při výměnách svařovací technologie robota
Pokud je robotizované pracoviště vybavené dvěma nebo i více svařovacími technologiemi, je nutné použít adaptivní kolizní spínač, který bude mít programově řízenou citlivost vypínání pro každý typ neseného hořáku nebo svařovací hlavice.
Tak například pokud robot střídá technologii svařování MIG/MAG s technologií pro svařování pod tavidlem, svařovací hořák pro metodu MIG/MAG má hmotnost do 4 kg. Naproti tomu má svařovací hlava pod tavidlem hmotnost až 40 kg vč. nasypaného tavidla v horním pracovním zásobníku.
Pro správnou funkci kolizního spínače je nutné seřídit citlivost kolizního spínače pro každou technologii zvlášť, aby v případě kolize kolizní spínač správně a včas zareagoval.
Co vlastně kolizní spínač chrání?
Kolizní spínač hořáku samozřejmě eliminuje škody na svařovacím hořáku v případě kolize. Ovšem už málo se ví, že kolizní spínač chrání především jemná a přesná ústrojí převodovek samotného svařovacího robota. Někdy se může stát, že robot se svařovacím hořákem nabourá tak nešťastně, že se krk svařovacího hořáku zcela zdeformuje. Ovšem i přes takovou kolizi se robot zastaví a zpravidla nedojde k samotnému poškození robota.
Proto nelze obecně říci, že instalací kolizního spínače svařovacího hořáku je svařovací hořák plně a dostatečně proti kolizím chráněný.
Výměnné krky MIG/MAG svařovacích hořáků
Pokud se však stane, že robot měl kolizi a došlo k ohnutí svařovacího krku, je nutné krk vyměnit za nový. Zde je potřeba říci, že někteří dodavatelé svařovacích hořáků nemá výměnné krky a pak je nutné vyměnit celý svařovací hořák. Známe několik případů, kdy takový svařovací hořák může mít cenu až 100 tis. Kč bez DPH. Přitom běžný krk s bajonetovým uchycením, které zajišťuje vždy stejnou pozici svařovacího hořáku, se může cenově pohybovat kolem 2-3 tis. Kč bez DPH.
Řada dodavatelů robotizovaných pracovišť dodává k robotům také rovnací přípravky pro svařovací hořáky. Ovšem rovnání ohnutých krků po kolizi je vždy „sázka do loterie“. Každá drobná nepřesnost způsobí to, že programátor musí provést pro opravený krk nové korekce pohybu robota u veškerých programů. Čas strávený těmito korekce je z hlediska nákladů značně dražší, než provést jednoduchou výměnu poškozeného krku za nový.
Jak by to nemělo vypadat
Závěrem jen dodáváme, že svařovací robot bez kolizního spínače, je rozhodně amatérskou dodávkou. Stává se poměrně často, že dodavatel šetří na kolizním spínači, aby mohl snížit celkovou cenu nabízeného robotizovaného pracoviště. Ovšem pokud dojde k poškození robota vlivem kolize, vyčíslená škoda se pohybuje v několika stovkách tisících korun. A to určitě nestojí za to.
Také je vhodné vědět, jaká je citlivost kolizního spínače. Často se totiž setkáváme se situací, kdy robot sice má instalovaný kolizní spínač, ale ten je předimenzovaný a tudíž nefunkční. Pokud svařovací hořák vč. držáku hořáku má hmotnost kolem 4 kg a dodavatel zvolí kolizní spínač na 15 kg, pak je tento kolizní spínač tak tuhý, že i při velké kolizi vůbec nezareaguje.
Vnitřní ochrana robota proti kolizi
Každý výrobce průmyslových robotů má ve svých robotech funkci pro nastavení citlivosti jednotlivých os robota. Po překonání síly každé jednotlivé osy, např. při opření robotického ramene o pevnou překážku, dojde k jeho vypnutí. Tato ochrana je rovněž výborným pomocníkem při eliminování případných škod. Ale je otázkou, zda výrobce pracoviště tuto citlivost vůbec správně nastavil a tuto citlivost otestoval.
Ovšem i tak je kolizní spínač hořáku pro každé robotizované svařovací pracoviště nezbytností.
