为金属加工带来颠覆性变革:作业车间等离子切割协作机器人的兴起

依据 Hypertherm Inc
发布日期 07/29/2025 位置 博客 , 3D机器人切割
Cobot cutting a dome

协作机器人(英文简称 cobot)在作业车间发挥着日益重要的作用。为支持制造商进行金属切割,Hypertherm Associates® 开发了一系列技术,充分发挥等离子切割协作机器人的优势。工业机器人体积较大,通常固定安装,专为独立作业设计。协作机器人体积较小,可在不同的工作站之间轻松移动,旨在与人类协同工作。协作机器人和传统机器人都有助于实现精确、一致且高质量的切割和加工过程。它们尤其适合多品种、小批量的生产环境,有助于提升效率、减少人力需求,并缓解技术工人短缺带来的压力。Hypertherm Associates 及其 Hypertherm® 等离子切割产品线可以追溯至五十五年前,当时公司创始人开发出一种可产生更窄等离子弧的方法,以更快、更准确地切割金属。该公司的创新传统延续至其 Powermax SYNC® 系列系统,推出了一体式智能快换割嘴及切割割炬的专利设计。将这款快换割嘴与等离子切割协作机器人整合至车间生产,可显著提升安全性、灵活性与作业效率。Hypertherm Associates 同步提供 Robotmaster® 离线编程软件,专为机器人等离子切割的复杂轨迹与工艺编程而优化。本公司在融合切割技术与机器人技术方面有着悠久的历史。多年来,Hypertherm Associates 的渠道合作伙伴成功将这些切割技术整合至机器人系统,为结构钢加工、管材切割、汽车与交通运输、工业装备制造及航空航天领域提供了先进解决方案。

购买前可试用

对于尚未准备大规模投资机器设备的制造商,采用小型协作机器人不失为可行方案。协作机器人凭借较低的初始投资门槛,为制造商提供了更易入手的自动化选择。协作机器人提供设备租赁方案,使加工车间能在进行长期集成投资前先行体验该技术。协作机器人不仅投资方式灵活,移动也很灵活。协作机器人轻巧便携,可在作业车间的工作单元之间轻松移动。编程简单,即使计算机技能有限的操作工也可轻松上手。协作机器人所需工具极少。由于协作机器人设计用于与人类进行协作,因此其用户界面日益直观并易于使用。协作机器人配备点击式集成编程功能,操作人员可快速设定零件半径并优化切割路径。协作机器人与人工协同作业时,可运用集成学习能力,使既往操作数据为同类项目提供决策依据。

智能化一体式快换割嘴

在车间使用等离子切割协作机器人的制造商们也在使用智能的易损件。Hypertherm Associates 开发出一体式 Powermax 快换割嘴,从而使等离子切割技术更有利于实现自动化。此新型一体式快换割嘴为制造商带来许多机会。它取代了传统的 5 件套叠装易损件,转而采用可完美对齐的一体式结构。一体式快换割嘴可实现全天候的高度自动化,其使用寿命比多件式易损件更长,并可最大限度减少人工组装五件式叠装件时可能发生的错误。一体式快换割嘴的更换简便易行,因此制造商能够最大限度缩短与更换割嘴相关的停机时间。一体式快换割嘴设计还具有其他优势。Powermax 一体式快换割嘴中的组件经专门设计,同步磨损,因此其使用寿命更易预测,操作工能够更好地预测一体式快换割嘴到达使用寿命终点的时间,从而进一步减少设备停机时间。

一家压力容器制造商提到,其采用离线编程软件的协作机器人的返工率为零,消除了车间的瓶颈,并将工序周期时长从三分钟缩短到十一秒。我们的许多客户反映称,其机器人或编程方面不熟练的操作工也可轻松进行离线编程。

Powermax 一体式快换割嘴内置射频识别 (RFID) 功能,可将从等离子切割头获取的信息反馈至操作工的 ERP 系统。因此操作工不必费心考虑压力或电流的设定。操作工只需在智能手机上安装一个应用程序,并持此设备靠近 Powermax 一体式快换割嘴,其余一切交给技术完成即可。“结果是切割更加一致和准确,从而提高了零件质量。Powermax SYNC 系统可供选择的 Powermax 一体式快换割嘴提供四种型号(分别适配 45、65、85 和 105 安培电流),适用于低碳钢切割。此外,还有用于狭窄区域切割、平切(切除辅助附件)和薄板切割的一体式快换割嘴。

离线编程

对于因当今劳动力紧张而倍感压力的制造商来说,与 Hypertherm Associates 离线编程软件 Robotmaster® 相联的协作机器人可以成倍提高劳动力产出,同时不会增加人力资本。这对于生产压力容器、圆顶和工字梁等三维工件而言尤其有利。Robotmaster 软件无缝集成了离线编程和机器人单元模拟,可快速从 CAD 文件生成准确的机器人程序。通过使用 Robotmaster,操作工可以提前识别和解决例如机器人操作范围限制或碰撞等潜在问题。Robotmaster 还内置专家工艺确定所需速度和电流,并将所有等离子切割知识融入机器人代码。一家压力容器制造商提到,其采用离线编程软件的协作机器人的返工率为零,消除了车间的瓶颈,并将工序周期时长从三分钟缩短到十一秒。我们的许多客户反映称,其机器人或编程方面不熟练的操作工也可轻松进行离线编程。利用 Robotmaster 等离子切割的智能化功能,操作工还可以减少准备工件进行焊接时通常需要的打磨和研磨等二次加工。协作机器人是将机器人技术引入车间的绝佳方式。Hypertherm Associates 的硬件、软件和数字式解决方案使作业车间能够自动化执行重复而耗时的任务,从而优化其当前的员工队伍。通过这种方式,熟练工可以专注于更复杂的、附加值更高的活动,从而提高整体效率

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