MỸ – Hệ thống làm sạch các bộ phận bằng robot laser giúp loại bỏ rỉ sét và chất gây ô nhiễm một cách an toàn cũng như xử lý bề mặt hiệu quả và chi phí thấp hơn so với các phương pháp thông thường.
Ngày nay, những tiến bộ trong tự động hóa làm sạch bằng laser công nghiệp cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc tăng năng suất và an toàn khi cần loại bỏ rỉ sét và chất gây ô nhiễm hoặc xử lý bề mặt cho số lượng lớn các linh kiện và thiết bị. Cụ thể, việc kết hợp tia laser và robot tiên tiến trong các ô làm việc khép kín cho phép công nhân làm sạch các bộ phận có kích thước, hình dạng và vật liệu khác nhau một cách hiệu quả và liên tục ở mức độ mà trước đây không thể đạt được bằng các phương pháp thủ công.
Giải pháp tiết kiệm chi phí và an toàn Công ty Laser Photonics (có trụ sở tại thành phố Orlando, bang Florida), nhà phát triển hàng đầu về hệ thống laser công nghiệp làm sạch và các ứng dụng xử lý vật liệu, Giám đốc điều hành – ông Wayne Tupuola cho biết: “Hệ thống làm sạch bằng laser tự động được thiết kế để làm sạch số lượng lớn ngay cả những bộ phận và thiết bị có kích thước lớn nhất một cách hiệu quả về mặt chi phí và có thể được điều chỉnh để phù hợp với kích thước và độ phức tạp của các bộ phận, đồng thời loại bỏ những lo ngại về sự an toàn của công nhân”.
Các nhà sản xuất công nghiệp thường xuyên cần loại bỏ sự ăn mòn, dầu mỡ, cặn và lớp phủ cũ hoặc làm nhám bề mặt kim loại trước khi phủ các thành phần và thiết bị. Đôi khi, chất gây ô nhiễm hoặc chất độc hại phải được loại bỏ trước khi tiếp tục xử lý.
Vấn đề đặt ra là các phương pháp thông thường như phun cát, phun đá khô và tách hóa chất rất lộn xộn, tốn nhiều thời gian và công sức, bao gồm cả việc chuẩn bị và làm sạch cũng như yêu cầu vật tư tiêu hao tốn kém. Những phương pháp này cũng có thể gây rủi ro cho công nhân và môi trường nên các cơ quan phải xem xét kỹ lưỡng chúng như Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA – Occupational Safety and Health Administration) và Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA – Environmental Protection Agency).
Hiệu quả của các robot làm sạch bằng laser Là một giải pháp thay thế hiệu quả hơn nhiều, một ô làm việc bằng robot làm sạch bằng laser thường bao gồm ít nhất một robot sử dụng tia laser, bộ điều khiển và thiết bị an toàn trong một vỏ bọc tùy chỉnh, có thể bằng vật liệu trong suốt. Những robot cộng tác hay cobot này thực hiện xuất sắc các nhiệm vụ như làm sạch bằng laser các bộ phận liên quan đến sự lặp lại, giúp công nhân rảnh tay để thực hiện các hoạt động khác.
Ví dụ: Ô robot CleanTech của Laser Photonics sử dụng một cánh tay robot chứa “súng laser” với khả năng làm sạch, gia công thô và hoàn thiện. Cánh tay robot được lập trình thông qua máy tính bảng/ bộ điều khiển trong đó công nhân sẽ nhập tọa độ để xử lý vật liệu. Laser làm sạch có thể được thay thế bằng laser hàn hoặc cắt. Nếu cần, ô làm việc có thể được chia thành hai phần – robot làm sạch ở một bên, trong khi công nhân lắp đặt bộ phận cần làm sạch ở phía bên kia.
Gia công và cắt laser kim loại trong công nghiệp
Ông Wayne chia sẻ: “Công nhân có thể bố trí một số bộ phận để làm sạch trên mặt phẳng, đặt tọa độ làm sạch và để robot xử lý”.
Ông chỉ ra những tiến bộ trong công nghệ laser giúp bổ sung và đẩy nhanh quá trình làm sạch hiệu quả các hình dạng như vậy.
Ông Wayne cho biết thêm: “Công nghệ laser trục kép cho phép làm sạch các vùng mục tiêu hiệu quả và nhanh chóng hơn nếu chúng phức tạp và không đồng đều. Thêm vào đó, công nghệ độc quyền của chúng tôi cho phép tia laser di chuyển theo nhiều hướng khác nhau và làm sạch những khu vực khó tiếp cận”.
Các nhà sản xuất linh kiện có định dạng lớn hơn với các hệ thống máy laser như CleanTech Titan FX của công ty Laser Photonics, cung cấp phạm vi làm việc lên tới 152 x 304 mm để tự động làm sạch bằng laser, loại bỏ rỉ sét và xử lý bề mặt. Hệ thống làm sạch bằng laser hàng đầu – chìa khóa trao tay công nghiệp này có thể hoạt động như một cỗ máy độc lập hoặc dễ dàng tích hợp vào dây chuyền sản xuất.
Ông Wayne cho biết: “Hệ thống làm sạch bằng laser tự động kích thước lớn có thể đẩy nhanh quá trình xử lý các ứng dụng như vành lốp ô tô, khuôn mẫu, mặt bích dầu khí hoặc thậm chí các tấm vật liệu cho thân tàu”. Ông lưu ý rằng kích thước và cấu hình của vỏ có thể được tùy chỉnh để phù hợp với kích thước và tính chất của các bộ phận cần làm sạch, với các tia laser hoạt động ở nhiều mức công suất khác nhau.
Cải thiện an toàn Một lợi ích đáng kể khác của tự động hóa là cải thiện sự an toàn cho công nhân và môi trường.
Ông Wayne cho biết: “Để tăng cường an toàn, các hệ thống laser tự động được thiết kế riêng đặt trong phòng làm việc đạt mức an toàn cấp I. Chúng tôi cũng có thể tích hợp tính năng thu gom bụi và cặn cũng như máy hút khói để thu giữ khí trong quá trình làm sạch các chất độc hại”.
Hệ thống làm sạch bằng laser tiên tiến này được thiết kế để đáp ứng các quy định an toàn nghiêm ngặt. Ví dụ: hệ thống CleanTech của công ty Laser Photonics có thể giúp doanh nghiệp tuân thủ các quy định của cơ quan OSHA và đưa ra các quyết định có trách nhiệm với môi trường theo hướng dẫn quản lý chất thải của cơ quan EPA.
Phun cát làm mòn là việc bắn mạnh một dòng hạt mài lên bề mặt, thường bằng khí nén hoặc hơi nước. Cát silic được sử dụng trong quá trình phun hạt mài thường vỡ thành các hạt mịn và bay vào không khí, có thể gây ra bệnh hô hấp nghiêm trọng hoặc gây tử vong. Các hạt từ lớp phủ, lớp mạ, anodizing, ăn mòn và thậm chí cả lớp sơn chì bị loại bỏ cũng có thể bị hít vào cơ thể. Để tránh hít phải các hạt bụi, công nhân phải mặc bộ đồ bảo vệ môi trường nguy hiểm (HEPA – Hazardous Environment Protective Assembly) khi phun cát.
Với việc tẩy rửa bằng hóa chất, các hóa chất mạnh được sử dụng để tẩy sơn, rỉ sét và các chất gây ô nhiễm khác, có khả năng khiến công nhân phải tiếp xúc với axit ăn mòn và khói hóa chất độc hại. Ngoài ra, việc xử lý các hóa chất độc hại rất tốn kém và được quản lý chặt chẽ. Làm sạch bằng laser nhằm giải quyết hoặc giảm những vấn đề này.
Ưu điểm của việc làm sạch bằng laser Không giống như các phương pháp thông thường, hệ thống làm sạch bằng laser không yêu cầu vật tư tiêu hao nào ngoài năng lượng điện, nhân công và bảo trì tối thiểu. Tuổi thọ cao và thiết kế ít bảo trì của các hệ thống robot làm sạch bằng laser cấp công nghiệp này càng làm tăng thêm giá trị của chúng, tăng tỷ suất hoàn vốn (ROI – Return On Investment) và sử dụng lâu dài trong nhiều thập kỷ.
Lập trình quy trình cắt bỏ bằng cobot laser có thể thực hiện bằng màn hình cảm ứng. Theo ông Wayne, lập trình bao gồm cài đặt tọa độ cho mẫu, kiểu cắt bỏ, công suất đầu ra và tốc độ làm sạch.
Ông Wayne nói rằng: “Cần cài đặt và lập trình, nhưng một khi đã thiết lập xong, việc làm sạch bằng robot sẽ diễn ra nhanh chóng, chính xác, kỹ lưỡng và được kiểm soát. Vì vậy, đó là một quy trình rất thuận tiện, tối ưu hóa nếu các bộ phận được làm sạch giống nhau”.
Robot Arafed đeo tai nghe đang nói chuyện trên điện thoại di động
Ông Wayne cho biết thêm rằng công ty Laser Photonics đang nghiên cứu tích hợp máy quét 3D vào ô làm việc của robot. Điều này sẽ tự động hóa việc lấy nét của tia laser và loại bỏ một số quy trình do công nhân thực hiện.
Mặc dù các hệ thống tia laser có độ chính xác đã được sử dụng một cách hiệu quả để loại bỏ rỉ sét, cặn, chất gây ô nhiễm và sơn, phương pháp này thường liên quan đến lao động thủ công. Hệ thống làm sạch robot laser cung cấp cho nhà sản xuất các lựa chọn an toàn, dễ dàng và thân thiện với môi trường hơn.
Để đáp ứng nhu cầu hiệu quả, ngày càng nhiều nhà sản xuất trong các ngành công nghiệp sẽ chuyển sang sử dụng các hệ thống laser này để làm sạch khối lượng lớn các linh kiện một cách hiệu quả về mặt chi phí với khả năng kiểm soát và tốc độ trong nhiều thập kỷ tới.
Để xem các tin bài khác về “Robot laser”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Metal Working World Magazine
