• 客户价值:通过ABB机器人焊接单元与ArcNC离线编程软件的无缝配合,显著降低了对专业编程人员的依赖,使焊接工艺质量突破人工技术水平的限制。
  • 使用场景:应用于木材运输车底盘框架等大型构件(最长5米)的自动化焊接,支持双工位交替作业,兼顾重型部件装卸与高精度焊接需求。
  • 成果量化:年产量300件的底盘框架焊接实现全自动化,编程效率提升80%(原需现场调试),且质量一致性不受操作人员技能影响。

原文刊载于Blechtechnik(《钣金技术》) 作者:Ing. Norbert Novotny, x-technik

简介

在Binderberger机械制造有限公司的工厂里,焊接机器人已投入使用多年,但过去一直需要操作人员在现场手动编程。

随着全新ABB机器人焊接单元的问世,该公司首次通过先进的ArcNC焊接软件实现离线编程——即使毫无机器人编程经验的操作员也能轻松上手。这一技术突破将Binderberger的焊接工艺提升至全新高度,显著提升了效率并节省了大量时间。

这家位于上奥地利州圣格奥尔根镇的企业,专业从事木材采运与加工设备的研发制造。近七十年来与木材加工企业、农场及林业机构的合作经验,直接推动了其产品线的拓展。“从木材运输车、抓斗式装载机到圆锯、劈木机和输送带,我们提供全套高品质木材加工设备。如今已成为柴火运输、生产与加工领域的全流程服务领导者。” 生产经理Matthias Wasner介绍道。

公司拥有完善的机械加工体系,大部分工序均在厂内完成,确保了生产的高度灵活性与机动性。“我们掌握激光切割、管材激光加工、冲压、折弯、焊接以及车铣复合加工等全套工艺。这种自主性让我们牢牢把控着质量命脉。” Wasner强调道。通过高度自动化,Binderberger有效缓解了技工短缺压力,使70名员工能集中投入需要人类智慧、创造力和判断力的关键环节。

Binderberger 生产各种重型机械(图源:Binderberger官网)

挑战:车底盘框架的自动化焊接

过去25年间,Binderberger始终信赖工业焊接机器人。近期,两台原有机器人得到了ABB尖端焊接单元的补充。”ABB机器人长期表现可靠,其售后服务也极具专业性。因此新系统继续选择ABB是顺理成章的决定,”Wasner表示。

这套新型焊接单元专为木材运输车底盘框架设计,可处理长达五米的构件。Binderberger的木材运输车以卓越的稳定性和工艺品质著称,能在复杂地形中完成高难度林业运输任务。“以往我们每年手工焊接300个长达4.3米的底盘框架。现在机器人不仅能更高效完成作业,还能确保不受操作者技术水平影响的稳定品质。”Wasner满意地解释道。

系统配备双工位旋转台实现连续作业:当一工位进行装夹时,机器人可同时在另一工位焊接预点固的框架。焊接机器人通过15米轨道在两工位间切换,整套系统包含焊机电源、送丝机构和可移动式排烟罩。“排烟罩的移动设计让我们能用天车装卸重型框架。”Wasner补充道。该单元还集成焊枪自动清洁与测量功能。

“我们选用的IRB 4600机器人具有2.5米工作半径,可处理直径2.3米内的工件。”ABB机器人奥地利公司项目经理Martin Moosbacher介绍道。定位台上安装的Siegmund精密穿孔平台能精准固定各类部件,其4000公斤的复合承重(含夹具与木材车架)经过严格测算。“双工位同步设计确保了重载下的精度,有效预防变形。”Moosbacher详解道。除车架生产外,新单元还能分担原有焊接机器人的工作负荷:“我们还能在大系统上连续夹装焊接多个部件。”Wasner补充道。

专为木材运输车底盘框架生产设计,新型ABB机器人焊接单元可焊接长达五米的部件。( 图源: x-technik)

成果:极简操作与全能表现征服用户

Binderberger最初并未规划离线编程方案。Wasner回忆道:“但目睹邻企使用ArcNC焊接软件的效果后,我立即决定引入新系统。”

在ABB维也纳新城基地的演示中,Wasner与Moosbacher被ArcNC彻底折服——现场仅用样件就完成了编程与焊接。

无需任何机器人编程知识,即可使用ArcNC焊接软件为焊接机器人创建程序。( 图源: Binderberger)

机器人配备的送丝制动器对焊缝起止点的精准检测至关重要,这使ArcNC成为新焊接单元的绝配。该软件还被移植到一台旧焊接机器人上。Moosbacher赞叹道:“这些包含机器人、外部轴和定位台的复杂系统,ArcNC都能游刃有余地控制。”

从未见过如此强大而完备的焊接软件。用户无需编程知识,通过直观图形界面就能创建焊接程序。软件不仅能自动识别焊缝生成机器人路径,还能计算无碰撞接近轨迹。

——Moosbacher(ABB 项目经理)

ArcNC

“我们的软件专为焊工设计,他们无需考虑轴运动或机器人奇点问题。简洁的界面没有任何隐藏菜单,两小时培训就能上手编程和模拟。” Daniel Pichler表示:“算法会自动识别潜在焊缝,计算焊接路径及所有辅助动作。” 传统离线编程需耗时进行公差补偿,而ArcNC通过云端算力实现了全自动化。

除编程便捷性外,Wasner特别看重模拟预警功能:“系统会提前标示潜在问题。”离线编程带来的时间节省同样令人惊喜:“过去我们要在停机状态下现场编程,现在这些低效时段已成历史。”

ArcNC还显著提升了旧系统的精度:“原先点固偏差常导致问题,现在系统能预先测量精确位置,大幅减少返工。”Pichler补充说ArcNC能轻松移植程序至不同焊接单元:“软件会为特定系统重新计算路径,仅需微调可达性参数。”

总结

回顾合作历程,Wasner对ABB与ArcNC的合作极为满意:“两家公司在这个项目上表现完美。沟通始终平等高效,问题总能得到快速专业的解答。”

Moosbacher同样看好未来前景:“传统离线编程需要兼具编程与焊接知识的机器人专家,而ArcNC彻底改变了这一需求。这款软件确实有潜力成为机器人焊接领域的颠覆者。”