Механизация и автоматизация сварочного производства

Механизация и автоматизация сварочного производства

Механизация и автоматизация сварочного производства

Автоматизация сварочного производства являются основой дальнейшего технического развития современного производства вообще и в том числе сварочного. Развитие и внедрение автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, сварки в среде защитных газов, электрошлаковой, контактной и газопрессовой сварки, механизированной кислородной резки и др. обеспечивают высокий уровень автоматизации и механизации собственно сварочного процесса, достигающий в ряде случаев 70—80% от числа выполняемых операций.

Наибольший уровень автоматизации сварки и резки дает применение сварочных установок и резательных машин с программным управлением. Программное управление обеспечивает автоматизацию не только самого процесса резки, но и связанных с ним вспомогательных операций: зажигание и гашение пламени резака, пус : и включение струи режущего кислорода, подвод головки к листу і отвод и др. Таким образом программное управление почти полностью заменяет оператора сварщика и резчика, за которыми остаю і — ся только функции наблюдения протекающего автоматически процесса резки и сварки. Внедряется программное управление таю:.’ и в сварочные установки, выполняющие дуговую и контактт. з сварку.

Тем не менее механизация и автоматизация только самих процессов сварки и резки еще не решает полностью проблемы механизации и автоматизации сварочного производства в целом на данном участке или предприятии. Необходима также механизация и автоматизация вспомогательных трудоемких, тяжелых а иногда и вредных работ: подготовки металла под сварку, транспортировки заготовок, перемещения изделий при сборке и сварке на стенде, очистки швов от шлака и др. Некоторые из перечисленных видов работ выполняются с помощью различных механизмов общего или специального назначения: грузоподъемных мостовых кранов, автопогрузчиков, электрокар, тельферов, кранов-укосин, лебедок, рельсовых тележек, роликоопор, кантователей, манипуляторов и многих других.

При подготовке и очистке металла перед сваркой применяется травление металла, очистка металлическими щетками, приводимыми в действие от электродвигателя через гибкий вал; аналогичные переносные машинки с гибким валом используются также для механизации работ по зачистке швов после сварки с помощью наждачного круга.

Наибольший технико-экономический эффект дает комплексная механизация и автоматизация сварочного процесса в целом, особенно при организации линий непрерывного поточного производства. В линии поточного производства механизируются и автоматизируются почти все операции, включая подачу металла со склада, подготовку его, раскрой, сборку и сварку, испытание после сварки, покраску и отделку, подачу на склад готовой продукции. В поточном производстве объем механизации и автоматизации производства может достигать 80—90%, а в отдельных случаях — 100%. Поточные линии целесообразно организовывать только в условиях массового производства.

Основой для комплексной механизации и автоматизации сварочного производства является применение:

  • 1) машинной газокислородной резки;
  • 2) полуавтоматической и автоматической сварки;
  • 3) универсальной технологической оснастки с быстродействующими зажимными устройствами, допускающей легкую переналадку при изменении размеров изделия;
  • 4) механизированных стендов для сборочно-сварочных работ, оснащенных механическими, электропневматическими и гидравлическими приводами;
  • 5) автоматов с электроприводами, с магнитными усилителями для плавной регулировки режимов сварки;
  • 6) монорельсов, манипуляторов, кантователей, приводных роликоопор, транспортеров и пр.;
  • 7) механизированных методов изготовления заготовок (штамповки, гибки), обеспечивающих более точные размеры и сокращающих объем работ по подгонке деталей при сборке.

Поточные линии проектируются с учетом общего характера производства на данном предприятии. При этом сварка производится не в специальных сварочных цехах, а сварочные агрегаты включаются в общую поточную линию. Такой принцип построения процесса с использованием сварки сейчас наиболее широко распространен в условиях массового производства.

Автоматические сборочно-сварочные линии с максимальной механизацией и автоматизацией процессов созданы и работают, например, на многих трубосварочных заводах, выпускающих сварные трубы со спиральным или продольным швом, на автомобилестроительных, вагоностроительных, судостроительных и других предприятиях массового производства.

На рис. 191, 192 и 193 показаны поточные механизированные линии, организованные на заводе «Компрессор» для изготовления цилиндрических корпусов трубчатых аппаратов и резервуаров диаметром от 500 до 1200 мм[21].

К поточной линии изготовления заготовок обечаек _(рис. 191) листы, просушенные после травления, подаются на тележке / в пакетах по 10 шт. и мостовым краном укладываются на питатель 2. — Пневматическим толкателем верхний лист пакета сдвигается на 50 мм, захватывается эксцентриковой скобой и с помощью лебедки подается на транспортер, откуда толкателями перемещается в девятивалковые правйльные вальцы 3. С вальцев пневмомагнит — ные досылатели подают лист на поперечный транспортер, который перемещает его на накопитель 4. Накопитель выдает по одному листу на стенд 5 к портальной газорежущей машине ПР-3,5, осуществляющей продольную обрезку листа на заданную ширину заготовки одновременно двумя резаками. Толщина листов составляет от 6 до 16 мм.

На стенде 6 заготовки машиной СГУ-58-1 разрезаются поперек. Раскроенные листы лебедкой перетягиваются на второй накопитель 7.

Немерные листы, оставшиеся от раскроя, подаются на стенд 8, где подвергаются автоматической сварке до размеров обечайки. Этот стенд оборудован магнитными прижимами листов и пневмо- флюсовой подушкой. Для сварки используется автомат АДС-1000-2.

С накопителя 7 листы подаются на поворотную пневматическую тележку 9, которая подвозит их к гидравлическому прессу 10, подгибающему кромки листов перед вальцовкой. По наклонному стеллажу И заготовка далее поступает на последний агрегат линии — вальцы 12, придающие ей цилиндрическую форму.

На поточной линии сборки и сварки обечаек (рис. 192) сначала гидравлической скобой производится стягивание кромок и при-хватка их на стенде /, а также приварка выводных планок. Между отдельными стендами обечайки перемещаются скатыванием по на — 1 клонным стеллажам. На стенде 2 обечайка сваривается изнутри под флюсом на автомате АДС-2000-2, снабженном удлинителем.

Стенд имеет механизм поворота для установки обечайки швом вниз и пневмофлюсовую подушку.

После сварки внутреннего шва обечайка пневматическим устройством выталкивается на промежуточный стеллаж, откуда попадает на стенд 3, где производится ее сварка снаружи на специальной портальной сварочной установке, по рельсам которой перемещается автомат АДС-2000-2. Для удаления остатков флюса на всех установках применяются флюсоотсосы.

На следующем рабочем месте от обечайки отрезаются выводные планки и она поступает на калибровочные вальцы 4. В камере 5 обечайки подвергаются рентгеноконтролю. Предварительно швы обечаек отбраковываются магнитным дефектоскопом. Готовые обечайки подаются при помощи подвесного цепного конвейера на сборку аппаратов.

В поточной линии для сборки-сварки крышек и днищ (рис. 193) на стенде 1 производится газокислородная обрезка кромок днищ.

Затем по монорельсу днище передается на стенд 2, где размечаются и накерниваются отверстия. На установке 3 производится автоматическая газокислородная вырезка отверстий, после чего днище поступает на стенд 4 для сборки и прихватки фланца. На стенде 5 полуавтоматом А-537, установленным стационарно, сваривается в среде углекислого газа внутренний шов, соединяющий фланец с днищем, а на стенде 6 сваривается наружный шов под флюсом сварочным трактором ТС-І7МУ. На стенде 7 производится установка патрубков, а на стенде 8 — перегородок. Привариваются перегородки к днищу в среде углекислого газа полуавтоматом А-537. После контроля качества сварки крышка подается на участок механической обработки, откуда по рольгангу поступает в камеру подготовки к окраске, а затем пневматическим подъемным столом подается на подвесной конвейер, который транспортирует крышки, в окрасочную и сушильную камеры. Готовые крышки поступают на линию сборки кожухотрубной аппаратуры.

Применение поточных линий значительно повысило производительность труда на заводе. Так, на участке сборки-сварки обечаек съем продукции сім2 производственной площади увеличился в четыре раза.

Основные понятия механизации и автоматизации

Для производства сварных конструкций характерны ручной, кооперированно-ручной, механизированно-ручной, механизированный и автоматический методы выполнения операций. При оценке уровня механизации производства ручной, кооперировано-ручной и механизированно-ручной методы относят к категории ручного труда. Под механизацией понимается замена ручного труда работой машин. Высшей степенью механизации является автоматизация.

При ручном методе используется только энергия человека без применения оборудования, приспособлений и инструмента (переноска деталей вручную, визуальный контроль невооруженным глазом и др.).

При кооперированно-ручном методе применяется оборудование, приспособления или инструмент, функционирующие с помощью энергии человека (ручная разметка, ручная правка, перевозка деталей на ручной тележке, сборка деталей в ручном приспособлении и др.).

При механизированно-ручном методе одновременно применяется энергия человека и машины (рубка пневматическим молотком, зачистка электрической или пневматической шлифовальной машиной, ручная дуговая сварка и др.).

При механизированном методе непосредственная обработка, сборка или сварка осуществляются машиной, а человек выполняет только ручные вспомогательные приемы и управляет машиной.

При автоматическом методе на машины возлагаются функции управления процессом, а человек лишь налаживает машины и наблюдает за работой приборов и систем управления.

Машины механизированного и автоматического производства разделяются на механизированные, полуавтоматы и автоматы.

Механизированная машина — это машина, обеспечивающая механизацию непосредственной обработки. Установка, закрепление и съем обрабатываемых изделий, управление механизмами машины и контроль качества обработки осуществляются человеком. Вспомогательные приемы выполняются с применением или без применения средств механизации (например, устанавливать изделие под сварку можно с применением крана, поворотного устройства или вручную). С повышением специализации механизированной машины повышается уровень механизации вспомогательных приемов. Механизированные машины обычно называют просто машинами; механизированные машины для обработки резанием называют станками, для обработки давлением — прессами и машинами, для сварки — установками, станками и машинами.

Полуавтомат — это машина, обеспечивающая автоматизацию не только непосредственной обработки, но и вспомогательных приемов (кроме установки и съема обрабатываемого изделия) и управления исполнительными механизмами в пределах одного цикла работы. Повторение цикла работы требует вмешательства человека для установки предмета труда и пуска оборудования. Человек также налаживает и контролирует полуавтомат, меняет инструмент, кассеты и электроды, удаляет отходы.

Автомат — это машина, обеспечивающая автоматизацию всего цикла технологической операции, включая все вспомогательные приемы и управление механизмами. Система управления обеспечивает повторение циклов без участия человека. Человек лишь заполняет предметами труда и необходимыми материалами загрузочные устройства и питатели, налаживает и контролирует автомат, меняет инструмент, кассеты и электроды, удаляет отходы за пределы автомата. В некоторых автоматах контроль обработки, подналадка автомата, смена инструмента и удаление отходов выполняются автоматически. Необходимо отличать понятия сварочного полуавтомата и автомата для дуговой сварки от общемашиностроительных понятий полуавтомата и автомата.

Механизация или автоматизация могут быть частичными (охватывать отдельные операции производственного процесса) и комплексными (охватывать ряд последовательных операций процесса изготовления детали, узла или изделия, включая межоперационные транспортные операции).

Комплексная механизация и автоматизация достигаются применением механизированных и комплексно-механизированных поточных линий, автоматических, автоматизированных и комплексно-автоматизированных линий.

Механизированная поточная линия — это комплекс технологического, вспомогательного и подъемно-транспортного оборудования (из двух и более единиц технологического оборудования, расположенных в технологической последовательности), в котором часть операций процесса изготовления детали, узловой или общей сборки и сварки выполняется механизированными методами; процесс перемещения изделий от одного рабочего места к другому также механизирован.

Комплексно-механизированная поточная линия — это механизированная линия, в которой все операции процесса изготовления детали, узловой или общей сборки и сварки выполняются механизированными методами; процесс перемещения изделий от одного рабочего места к другому также механизирован.

Автоматическая линия — это комплекс технологического, вспомогательного и подъемно-транспортного оборудования, который состоит из двух и более единиц технологического оборудования, расположенных в технологической последовательности, и выполняется без непосредственного участия человека с определенным ритмом часть процесса изготовления детали, узловой или общей сборки и сварки. При этом имеются система общего управления и автоматические транспортные устройства для перемещения заготовок или изделий от одного вида оборудования к другому; человек осуществляет лишь наладку системы и наблюдение за ее функционированием.

Автоматизированная линия — это линия, оснащенная полуавтоматами, автоматами и автоматическими транспортными устройствами, на которых установка деталей при сборке выполняется с участием человека.

Комплексно-автоматизированная линия — это автоматическая линия, в которой все операции по изготовлению детали, узловой или общей сборки и сварки выполняются без непосредственного участия человека, в определенной технологической последовательности и с определенным ритмом.

Выбор вида механизации и применяемого оборудования зависит от типа производства и особенностей конструкции свариваемых изделий. В массовом и крупносерийном производстве применяют дорогостоящие специальные автоматы и автоматические линии, обеспечивающие высокую производительность и низкую себестоимость. При массовом выпуске продукции затраты на проектирование, изготовление и отладку такого оборудования окупаются в короткие сроки.

В единичном и мелкосерийном производстве специальное оборудование оказывается в большинстве случаев нерентабельным из-за высокой стоимости, недостаточной и нерегулярной загруженности, простаивания оборудования и производственной площади. В этих условиях применяют универсальные механизированные машины.

В последнее время комплексная механизация и автоматизация находят все большее применение и в мелкосерийном производстве на базе внедрения такого универсального оборудования, как многономенклатурные комплексно-механизированные линии, машины с программным управлением и промышленные роботы.

Механизация и автоматизация могут быть первичными и вторичными. Первичными называются механизация и автоматизация, заменяющие ручной труд; вторичными — механизация и автоматизация действующего механизированного или автоматизированного оборудования благодаря более совершенным и рациональным техническим решениям. Вторичную механизацию и автоматизацию проводят многократно — по мере развития средств механизации и автоматизации.

На современном этапе научно-технического прогресса автоматизация является наиболее актуальной. Быстрый прогресс автоматизации и вызванное им развитие новых (или совершенствование используемых) технологий и оборудования стремительно вытесняют из производства традиционную технику. Во всех промышленно развитых странах первостепенное внимание уделяют автоматизации и в области сварки.

Технологический процесс сварки характеризуется двумя показателями: временным фактором и технологическим оборудованием. На рис. 3.1 приведена структура автоматизированного технологического процесса сварки с указанием от-

Рис. 3.1. Структура автоматизированного технологического процесса сварки дельных элементов основных показателей. Такой элемент, как время, обусловленное технологической последовательностью, определяет производственные расходы и потребность в рабочей силе.

При разработке мероприятий по механизации сварочного производства стремятся, в первую очередь, передать функции перемещения дуговой сварочной головки (или иного узла с источником энергии) к месту сварки. Это позволяет повысить качество сварных соединений и эффективность процесса. Однако при большинстве способов механизированной сварки сравнительно велико отношение вспомогательного времени, затрачиваемого на подготовку и поддержание процесса (в частности, процесса плавления), к основному времени, т.е. к времени собственно сварки. Исключением являются процессы, при которых сварка ведется длительное время без перерывов (например, сварка спиральными или кольцевыми швами).

Таким образом, резервы повышения производительности скрыты не в самом процессе сварки или плавления, а в снижении вспомогательного времени. Отсюда следует, что и в сварочном производстве при автоматизации в центре внимания должен быть не столько процесс собственно сварки, сколько конструкция свариваемого изделия и весь процесс получения входящих в нее соединений. Также имеют значение особенности, технологические признаки и параметры режима сварки всех элементов изделия, определяющие простоту или сложность автоматизации и роботизации оборудования для ее выполнения.

Большинство механизированных или частично автоматизированных сварочных машин и установок имеют ручное управление. Автоматические сварочные устройства работают по жестким (или способным быстро изменяться) программам, шаги которых хранятся в программной памяти и при необходимости могут извлекаться из нее. Программы представляют собой временную последовательность основных и вспомогательных операций. Сварочные автоматы с программным управлением способны задавать и поддерживать с большой точностью технологические циклы, если работают без помех и с допустимой степенью загрузки, которая, в первую очередь, зависит от непрерывности подачи свариваемых деталей, требующей соответствующей технологической подготовки производства.

В последние годы для сварочных работ на заводах, изготовляющих стальные строительные конструкции, в автомобилестроении, сельскохозяйственном и энергетическом машиностроении, химическом аппаратостроении разработаны разнообразные полуавтоматические машины и установки, управляемые частично вручную или работающие в течение относительно продолжительного производственного периода (часто одного года) по жестко установленным программам. В большинстве случаев это машины:

  • ? для сварки плавящимся электродом в среде активного или инертного защитного газа;
  • ? вольфрамовым электродом в среде инертного газа;
  • ? под слоем флюса;
  • ? для электрошлаковой сварки;
  • ? в среде углекислого газа в вертикальном положении с принудительным формированием шва;
  • ? для контактной сварки.

Обязанность сварщика или оператора, работающего на таком оборудовании, — постоянное визуальное наблюдение за протекающим процессом и сменой процессов, а часто и ручное управление процессом. Несмотря на разнообразие способов сварки и большие различия между ними, функциональные особенности механизмов перемещения и блоков управления сварочным оборудованием аналогичны.

Иначе обстоит дело с особыми способами сварки, технологическая специфика которых требует использования специализированного оборудования, а применение ограничено конкретной формой и размером изделия (либо видом свариваемых материалов и их комбинацией).

В области оборудования для традиционных способов сварки наблюдается тенденция его систематизации, а также типизации и стандартизации механических и электрических узлов с целью обеспечения их взаимозаменяемости и возможности изготовления большими партиями. Эта тенденция находит свое выражение в разработке наборов унифицированных узлов различных систем.

Сварочные устройства, необходимые для новых технологий автоматизированной сварки, должны быстро и без больших затрат приспосабливаться к решению разнообразных сварочных задач. При этом следует стремиться к максимальной однотипности узлов и деталей машин различного назначения, что обеспечит рентабельность их изготовления.

Автоматизация сварочного производства

Любое современное производство стремится к автоматизации основных технологических действий. И сварочные работы не являются исключением. Автоматизация и механизация сварочного производства позволяет снизить трудоёмкость производственного процесса, добиться повышения эффективности производства, гарантировать высокое качество выполняемых работ. Весь комплекс услуг в данной сфере вам предлагает компания «ДС-Роботикс».

Что собой представляет автоматизация сварочного производства?

На сегодняшний день создано несколько разновидностей автоматического оборудования для сварки. Наибольшее распространение получили

— сварочные машины полуавтоматического действия. При их применении требуются дополнительные манипуляции с заготовками и присадками. Выполняются они сварщиком;

— полностью автоматические роботы.

Техника второго типа имеет целый ряд преимуществ. Прежде всего, она оснащена системами программирования. Это даёт возможность задавать определённую последовательность действий, регулировать основные параметры работы оборудования и пр. Кроме того, цена сварочного робота в сочетании с повышением производительности делает такое приобретение очень рентабельным с экономической точки зрения.

Промышленные роботы относятся к категории автоматического оборудования. Чаще всего это манипулятор с устройством управления, работу которого можно перепрограммировать. Внедрение в производственный процесс таких машин даёт возможность переложить выполнение двигательных и управляющих функций с человека на механизмы. При этом качество действий остаётся неизменно высоким.

Почему востребована автоматизация?

Применение автоматизации сварки даёт возможность решить целый спектр задач. Благодаря приобретению такого оборудования у нас вы получите в своё распоряжение многофункциональную систему, позволяющую сделать процесс сварки гораздо более эффективным. Внедрение этой техники даст возможность снизить издержки и сэкономить на повышении квалификации рабочих.

Компания «ДС-Роботикс» предлагает всё необходимое оборудование. Мы гарантируем разумные расценки и высокий уровень сервиса. А наши специалисты помогут подобрать именно такую технику, которая наилучшим образом подойдёт именно вам.

Столетие назад была изобретена сварка с использованием переменного тока, а полвека спустя состоялась первая попытка человека доверить сварочные процессы автоматизированному помощнику.

Уже тогда было понятно: человеку одному не справиться, нужно увеличивать производительность труда, повышать качество работы и создавать более комфортные условия для персонала, особенно на опасных для здоровья участках. Большие надежды возлагались на автоматизацию сварочного производства.

Надо сказать, что первые проекты промышленных сварочных роботов оказались неэффективными. Человеку было сложно договориться с машиной и наделить ее всем функционалом специалиста-сварщика. Не хватало контроля качества операций, технических решений, мобильности и еще целого набора качеств, которые позволили бы роботу и человеку наконец стать коллегами.

С тех пор ситуация кардинально изменилась. Сегодня мировые производители робототехники предлагают промышленникам широкий спектр возможностей для роботизации сварочного производства. Настала эра передать машинам самую трудную и монотонную работу и сосредоточиться на интеллектуальных задачах. Сварочные роботы пользуются наибольшей популярностью по сравнению с прочими видами промышленных автоматизированных помощников и занимают около половины в общем объеме рынка.

Особенности автоматизации производства сварочного

Современную автоматизацию сварочных процессов уже трудно представить без роботов. Роботизированную сварку от автоматизированной отличает более высокая степень независимости при выполнении задач.

В роботизированной сварке металлические элементы скрепляются благодаря воздействию высокой температуры и, как следствие, сплавлению металла в сварочной зоне. Всеми процессами управляет программное обеспечение робота, параметры которому задает человек-оператор.

Робот или работник

Если представить профессиональное соревнование между сварочным роботом и сварщиком-человеком, то маловероятно, что второй одержит победу. У робота есть много преимуществ.

  1. Промышленные сварочные роботы могут работать круглосуточно в течение нескольких лет. Они бесперебойно трудятся в две, а то и в три человеческие смены, при этом не устают и не болеют. Их производительность труда в разы выше, чем у человека.
  2. Сварочный робот выполняет операцию с максимальной точностью. Там, где сотрудник может потерять фокус внимания, отвлечься, не заметить, робот всегда будет начеку. Манипулятор следует алгоритму программного обеспечения и выполняет сварочные операции по заданной траектории, никуда не отклоняясь.
  3. Робот гарантирует стабильно высокое качество сварочного шва, чего не может сделать человек. У автоматизированного помощника получается равномерный шов, при этом он расходует меньше материалов.
  4. Сварочный робот легко обучаемый – он запоминает ранее использованные настройки. Помощник сокращает количество получаемых бракованных изделий.
  5. Роботизация сварочного производстваулучшает условия труда, позволяя сотрудникам не принимать непосредственного участия в опасных для здоровья операциях.
  6. Роботы могут качественно проводить сварочные операции в труднодоступных зонах.
  7. Расходы на техническое обслуживание сварочного робота меньше фонда оплаты труда специалистов.
  8. Сварочный робот гораздо быстрее сварщика выполняет однотипные задачи, ведь машина может ускоряться, не теряя качества работы.

Внедрение в производство новейшей техники – это серьезный шаг. Эффективность перемен будет достигнута в том случае, если к автоматизации процессов подойти комплексно и тщательно продумать все возможные способы сделать предприятие успешнее.

Важно взвесить возможности и провести финансовые расчеты. Прежде всего, автоматизация сварочного производства незаменима там, где есть серийный выпуск продукции. При небольшом объеме производства изделий нет смысла тратить ресурсы на сложные роботизированные ячейки – можно найти выгодное решение и внедрить робота, оптимального по стоимости и функциональности.

Возможности для внедрения техники нового класса разнообразны, они не сводятся лишь к приобретению большого объема нового дорогостоящего оборудования.

На первом этапе стоит провести оценку потенциала роботизации – определить желаемые и реальные сварочные мощности. Выявить, есть ли не до конца или вовсе не загруженная техника. Имеющееся сварочное оборудование часто можно модернизировать – дать новую жизнь старым машинам, укомплектовав современными робототехническими элементами.

Оценив потребности в сварочной мощности, нужно продумать масштабы нововведений: например, приобрести одного промышленного робота, внедрить роботизированный сварочный комплекс или даже линию. Важно учитывать, что роботизация сокращает цикл выполнения операций и повышает непрерывность производственных процессов.

Выбор сварочных роботов также напрямую зависит от номенклатуры изделий, сварку которых нужно автоматизировать. Важны многие параметры: материалы, из которых состоят заготовки, габариты изделий, степень сложности конструкций.

Роботизация сварочного производства предъявляет более высокие требования к качеству заготовок, поэтому необходимо убедиться в достаточном уровне сборочных и подготовительных работ. Если сварочному станку будут часто попадаться бракованные детали с искривленными формами или зазорами, то робототехника не сможет выполнить свою главную функцию – повысить качество и объем выпускаемой продукции.

Каждый проект по автоматизации сварочного производства должен иметь экономическое обоснование. Кроме ожидаемого увеличения прибыли, внедрение роботов помогает повысить эффективность процессов и в том числе сэкономить производственные площади. Дело в том, что у сварочного робота компактное исполнение и большая рабочая зона. Он может сваривать крупногабаритные изделия, не занимая при этом много места. Автоматизация предыдущего поколения не давала таких возможностей – станки были громоздкими, а рабочая зона небольшой. Высвободившиеся площади следует задействовать в производстве или обслуживании техники.

Автоматизация производства сварочного должна учитывать требования безопасности. Робот не только берет на себя тяжелую работу, но и обеспечивает надежность процессов, что означает сведение к минимуму вреда для здоровья.

Каждый шаг, совершаемый вами в сторону роботизации производства, приближает вас к промышленности будущего!

ДС-РОБОТИКС – признанный эксперт в области автоматизации сварочного производства. Ко всем заказчикам мы применяем индивидуальный подход. Мы уже много лет помогаем предприятиям находить лучшие технические решения по роботизации: проектируем экономически эффективные системы, поставляем оборудование мирового класса, устанавливаем и проводим наладку роботов на предприятиях.

Если вам нужна помощь с автоматизацией сварки на производстве – просто дайте нам знать! Заполните форму или позвоните нам – будем рады стать для вас полезными!

Механизация и автоматизация сварочного производства

Под механизацией производственного процесса понимают оснащение его техническими средствами, обеспечивающими замену в нем ручного труда работой машин и механизмов. При механизированном исполнении технологических операций человек выполняет лишь некоторые вспомогательные действия и управляет средствами механизации. Высшей степенью механизации является автоматизация производственного процесса. Автоматизация предусматривает освобождение человека от ручного выполнения любых действий в технологическом процессе и непосредственного его управления автоматическими средствами оснащения. В этом случае обслуживающий персонал выполняет функции наладки и наблюдения за правильностью работы технических средств оснащения.

Механизация и автоматизация существенно различаются по своему содержанию, но в то же время имеют тесную взаимосвязь. Автоматизировать можно только высокомеханизированный процесс. Поэтому автоматизация и рассматривается как высшая степень механизации.

Механизация и автоматизация может быть частичной и комплексной. Частичная механизация и автоматизация охватывает часть производственного процесса, т.е. В этом случае речь идет об отдельных операциях. При комплексном решении весь производственный процесс выполняется с помощью машин и механизмов, установленных в порядке последовательности выполнения операций в соответствии с технологическим маршрутом. В сварочном производстве механизация и автоматизация достигаются за счет применения различных приспособлений, специальных сварочных установок, использования робототехники, создания поточных механизированных и автоматизированных линий, на которых механизированными способами осуществляются работы по заготовке, сборке, сварке и транспортировке сварных изделий, а в ряде случаев — и их отделке.

При решении вопросов механизации и автоматизации в сварочном производстве в первую очередь внимание уделяется сборочно-сварочным работам, которые во многом определяют качество изготовления изделий.

Механизация сборочных работ. Сборка под сварку включает в себя технологические операции, обеспечивающие с соблюдением установленных требований подлежащим сварке деталям необходимое взаиморасположение, заданное чертежом, с закреплением их специальными приспособлениями или прихватками. В зависимости от вида производства, особенностей конструкции и технических условий сборку можно выполнять различными способами: по разметке, по шаблонам или первому изделию, по сборочным отверстиям и в приспособлениях. Решения вопросов механизации и автоматизации сборочных работ можно достигнуть путем применения специальных сборочных приспособлений. Такие приспособления создаются комбинацией по заданной схеме отдельных элементов (базирующих, прижимов,.распорных устройств и др.) с их приводами и элементами управления на общем основании, работающих в соответствии со схемой собираемости изделий. В зависимости от конфигурации собираемых изделий и назначения сборочные приспособления можно разделить на группы.

Сборочные стенды — приспособления с одной, чаще горизонтальной, базовой поверхностью, предназначенные для сборки крупногабаритных изделий. Они имеют неподвижное основание с размещенными на нем установочными и прижимными элементами. Для обслуживания приспособления могут оборудоваться специальными передвижными или переносными устройствами — порталами, катучими балками, перемещающимися площадками и т.п.

Сборочные стапели применяются в тех случаях, когда крупногабаритные изделия имеют сложную объемную конструкцию с расположением деталей в различных пространственных положениях. Базирующие и прижимные элементы крепятся в различных плоскостях, а основания имеют сложную конфигурацию, по форме и размерам соответствующую изделию.

Сборочные кондукторы — приспособления типа стенда или стапеля, состоящие из жесткого основания плоской или пространственной формы с размещенными на нем установочными и прижимными устройствами, обеспечивающими заданное расположение деталей изделия. При использовании таких приспособлений точность сборочных размеров в изделии обеспечивается за счет точности самого приспособления. Поэтому они отличаются повышенной точностью и жесткостью и чаще всего используются для некрупных изделий.

Переносные универсальные сборочные приспособления — стяжки, струбцины, распорные устройства и др., применяемые для сборки разнообразных по форме изделий. В основном их используют в единичном, мелкосерийном производстве, на монтаже и в строительстве.

Для механизации приспособлений их элементы (прижимы, распоры и т.п.) оснащают специальными быстродействующими приводами (гидравлическими, пневматическими, электрическими), приведение в действие которых осуществляется по командам человека или автоматическими устройствами.

Механизация сварочных работ. Оборудование для механизации сварочных работ можно разделить на две группы: оборудование для закрепления и перемещения свариваемых изделий; оборудование для установки и перемещения сварочных аппаратов относительно изделия и передвижения сварщиков.

Оборудование для закрепления и перемещения свариваемых изделий служит для закрепления и размещения изготовляемых изделий в наиболее удобных положениях для выполнения сварки. Основными разновидностями такого оснащения являются манипуляторы, позиционеры, кантователи, вращатели, роликовые стенды, поворотные столы и др.

Манипуляторы предназначены для установки изделия в удобное для сварки положение и вращения его вокруг горизонтальной или вертикальной оси со скоростью сварки при выполнении механизированной или автоматической дуговой сварки.

Позиционеры используют для поворота изделий с целью установки их в удобное для сварки положение. В отличие от манипуляторов они не имеют рабочей скорости в процессе сварки.

Кантователи предназначены для установки изделий в удобное для сварки положение путем поворота их вокруг горизонтальной оси. Во время сварки они, так же как и позиционеры, неподвижны.

Вращатели предназначены для закрепления изделия в постоянно заданном положении и вращения его со скоростью сварки при выполнении швов. Они бывают с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения.

Роликовые стенды предназначены для вращения изделий типа тел вращения при выполнении кольцевых швов, а также для. установки таких изделий при выполнении продольных швов по образующей изделия. Они состоят из унифицированных узлов — ходовых роликоопор и приводов, установленных на общем основании.

Оборудование для установки и перемещения сварочных аппаратов включает различные типы специализированных колонн и тележек. Колонны различают двух типов: для установки несамоходных и самоходных сварочных автоматов. Первые предназначены для выполнения только кольцевых и круговых швов, вторые позволяют выполнять также и прямолинейные швы. Большинство колонн являются поворотными, что дает возможность отводить сварочный аппарат в сторону и устанавливать свободно изделие каким-либо подъемным устройством.

Тележки для сварочных аппаратов применяют для выполнения как кольцевых; так и продольных швов. По всей конструкции они делятся на велосипедные, глагольные и портальные. Такие тележки могут перемещаться с установочной или скоростью сварки при выполнении прямолинейных или кольцевых швов.

К оборудованию для перемещения сварщика относительно изделия относятся различного рода подъемные и подъемно-выдвижные площадки с механизированным приводом дистанционного управления.

Поточные механизированные и автоматические линии. Поточной линией называют комплекс оборудования, взаимно связанного и работающего согласованно с определенным заданным ритмом по единому технологическому процессу. Поточная механизированная сборочно-сварочная линия представляет собой комплекс оборудования, расположенного в порядке последовательности выполнения технологического процесса и обеспечивающего механизированное выполнение всех операций по изготовлению сварного изделия. По признаку механизации и автоматизации различают несколько типов поточных линий:

с частичной механизацией, при которой используется ручная и механизированная сварка, а остальные процессы производственного цикла (раскрой металла, резка, сборка и др.) выполняются вручную;

с комплексной механизацией, когда механизированы несколько операций, например применяются механизированная резка и сварка, а также и другие вспомогательные действия для их выполнения;

с частичной автоматизацией, при которой основные процессы (сварка, резка) автоматизированы, а остальные работы (заготовка, сборка и др.) выполняются с применением механизированного инструмента и приспособлений с использованием ручного труда.

Высшим типом являются поточные линии с комплексной автоматизацией. Автоматическая сборочно-сварочная линия представляет собой комплекс оборудования, выполняющего без непосредственного участия человека в определенной технологической последовательности и с определенным тактом все операции технологического маршрута. Примером автоматической линии могут служить сборочно-сварочные автоматические линии для производства сварных труб большого диаметра со спиральным швом, на которых с помощью автоматов под наблюдением небольшого количества операторов осуществляются все операции по изготовлению труб из стальной ленты.

Особое значение в автоматизации сварочного производства имеет оснащение его оборудованием с программным управлением. Например, на газорезательной машине «Кристалл» с программным управлением можно вырезать заготовки деталей из стальных листов толщиной до 100 мм. Машина управляется автоматически по заданной программе. Применение сварочного оборудования с программным управлением экономически оправдано в условиях массового и крупносерийного производства.

В сварочном производстве используют сборочно-сварочные линии с различной степенью механизации и автоматизации оборудования и применяемой оснастки с учетом вида производства для многих разновидностей сварных изделий — для сборки и сварки полотнищ крупногабаритных резервуаров, изготовления обечаек, труб, балок и др.

Промышленные роботы для сварки. Промышленный робот — это автоматическая машина, представляющая собой манипулятор с перепрограммируемым устройством управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и технологической оснастки.

Промышленный робот является универсальной технологической системой для выполнения разнообразных действий, свойственных человеку в процессе его трудовой деятельности. Под действием автоматической системы управления робота его манипуляторы совершают движения, подобные движениям рук человека в процессе работы. Работа автоматической руки похожа на работу человеческой руки со своими гибкими соединениями в локте, плече и запястье. Отличительным признаком промышленного робота от других видов роботов является его применение в производственном процессе.

Промышленный робот, обладая большими силовыми возможностями, позволяет освободить человека от монотонного, тяжелого, утомительного, а иногда и вредного или опасного труда. В итоге повышается стабильность качества изделий, возможно ускорение процесса производства. Роботы могут действовать с любой позиции и на любом уровне в пространстве. Современный промышленный робот для сварки может быть определен как манипуляционная система, оснащенная техническими средствами ведения сварочного процесса, с программным управлением координатами сварочного инструмента и изделия и параметрами сварочного режима. Сварочный робот состоит из собственно робота и пульта управления. Робот имеет подвижную руку с захватом, которые обладают свободой пространственных перемещений, в какой-то степени имитируя руку человека. В захвате закрепляется инструмент (сварочная горелка). Большинство сварочных роботов имеют 3 — 5 возможных движений в пространстве (степеней свободы). Комбинирование этих движений позволяет устанавливать сварочную горелку в любых положениях и перемещать ее в любых направлениях в пределах зоны действия робота.

При дуговой сварке в ряде случаев целесообразно разделять функции между манипулятором (роботом), служащим для перемещения сварочного инструмента, и манипулятором, служащим для перемещения свариваемого изделия. При этом оба устройства работают совместно, связанно, по единой программе. Такой прием позволяет упростить кинематическую схему и снизить число потребных степеней свободы самого робота. Программа, по которой сварочный робот выполняет свои движения, заранее вводится в его запоминающее устройство.

Одним из основных преимуществ роботов наряду с автоматизацией процесса является возможность легкой и быстрой смены программы в зависимости от смены свариваемого изделия.

В настоящее время в промышленности используют роботы первого поколения, работающие по жесткой программе. Существенным недостатком роботов первого поколения является требование высокой точности сборки свариваемых деталей и их расположения в рабочем пространстве робота. В настоящее время созданы роботы второго поколения с системами обратной связи, с помощью которых рабочая программа и манипуляции робота автоматически корректируются при изменении положения изделия или его отдельных элементов. Управление таких роботов снабжено микропроцессорной вычислительной техникой.

Наряду с совершенствованием обычных промышленных роботов создаются специальные, действующие в экстремальных (сложных, труднодоступных, опасных для человека) условиях.

Автоматизация сварочных процессов: работа сварщиков в деталях

Автоматизация сварочного оборудования – процесс, непосредственно связанный с прогрессивным развитием производства, т. е. с повышением производительности труда. Механизация сварочного производства позволяет добиться колоссальных успехов, если правильно ее применить.

Механизация, а также автоматизация сварочного производства позволяет достичь:

  • ускорения спайки элементов, узлов, деталей;
  • автоматизация сварочных процессов позволяет удешевить комплекс работ по производству готового блока (производительность аппарата выше, чем у человека, а его цена, если рассматривать применительно к срокам эксплуатации, делает каждый сантиметр сварного шва дешевле, чем при выполнении его людскими руками);
  • при автоматизации сварки технологический процесс требует меньше рабочих рук, что позволяет высвободить квалифицированные кадры для применения их на другом участке производства.

Но, главное, чего удается достичь, когда на предприятии внедряется автоматизированная сварка, – это повышение качества сварочных работ. После чего всеми действиями руководят электронно-вычислительные алгоритмы – программные комплексы, а они допускаю куда как меньше брака.

Еще одна черта, которая присуща сварочной автоматизации: качество швов получается стандартным. А это совсем иная степень обеспечения качества. Особенно это важно при изготовлении деталей, где:

  • во-первых, присутствует большой объем работ по сварке;
  • а во-вторых, существует крайне высокая ответственность за качество (например, при изготовлении корпуса атомного реактора)

По причине высокой важности, а также из-за большого потенциала внедрения автоматики на данном участке производства, представляется разумным подробно рассмотреть вопрос модернизации соответствующего парка промышленного оборудования с выделением характерных производственных особенностей. Кстати, может быть интересна статья на тему оптимизации работы труда на предприятии.

Механизация сборочных работ

Автоматизация производства для сварщиков – это, прежде всего, оптимизация процессов сборно-сварочного производства. (По разным оценкам производительность зависит от этого едва ли не на 60%). Речь идет об упрощении процессов подготовки элементов к спайке, об организации наличия приспособлений по фиксированному взаиморасположению деталей между собой в позициях, заданных чертежами.

Предварительно собирать составную деталь для проведения сварочных работ можно разными способами:

  • на основе разметки;
  • по шаблону изначального изделия (если предполагается массовость производства);
  • с помощью сборочных отверстий.

Для последнего случая технология подразумевает использование специализированных приспособлений:

  • базирующих прижимов;
  • тисков;
  • распорных приспособлений.

Это не всегда исключительно лабораторные «устройства», базирующиеся на верстаках. На больших производствах сварщик зачастую работает с макродеталями, которые приходится позиционировать с помощью крана. Поэтому программа переоснащения предприятия такими приспособлениями (к тому же оснащенными электроприводами, системами фиксации контактного состояния, обладающими интеллектуальной управляющей базой) может быть весьма затратной.

Такие приспособления создаются комбинацией по заданной схеме отдельных элементов (базирующих, прижимов, распорных устройств и др.) с элементами управления на общем базисном основании, работающих в соответствии со схемой собираемости изделий. В зависимости от назначения (конфигурации) собираемых изделий, сборочные приспособления можно разделить на группы:

  • стенды для сборки (этот технологический узел содержит одну базовую поверхность, на основе которой происходит позиционированием заготовки с дальнейшим формированием конструкции на ее основе (первоначально с помощью точечной сварки);
  • стапели (применяются тогда, когда заготовки имеют большие размеры, а также сложное взаиморасположение элементов относительно друг друга);
  • сборочные кондукторы (крепящие элементы – автоматические), располагаются на самой базисной плоскости);
  • приспособления по сборке переносного типа (самый дешевый вариант; под этим подразумеваются струбцины, распорки, стяжки).

Основы автоматизации производства для сварщиков

Среди обретаемых знаний (навыков) – умение пользоваться, обслуживать и быть оператором новейшего оборудования по сварке. Например:

Скачать и посмотреть видео по работе аппаратов АСК-2000 можно ниже:

Основы автоматизации производства, рабочая программа которой базируется, в первую очередь на повышении компетентности, поднятии общей квалификации специалистов предприятия, является наиболее экономически обоснованным, достойным ответом на вызовы времени.

Автоматизация производства и сварщики

Электрогазосварщик – профессия узкоспециализированная. Она требует углубленных знаний, которые приобретаются с годами. Если говорить кратко, то не секрет, что представители этой специальности не сильно жалуют технически прогресс с его автоматизацией и «высвобождением» кадров. (Машина может работать бесплатно, но вот человеку бесплатно жить не получается).

Именно поэтому процесс повышения квалификации специалистов по сварке должен сопровождаться неотъемлемым расширением их профессионального функционала. Производитель (представитель администрации предприятия) обязан понимать, что такие технические специалисты, как квалифицированные сварщики, являются редким явлением в рабочей среде (ими ни при каких обстоятельствах нельзя «разбрасываться»).

Кадровая политика при осуществлении модернизации производства должна строиться на основе идеи перевода существующих высококвалифицированных специалистов на новые технические должности с обязательным расширением их компетенции, а также спектра ответственности. Ситуация увольнения лишних сотрудников, заложенная в программу модернизации недопустима!

Фактически увеличением общей производительности промышленного предприятия всегда влечет за собой появление незанятых работников. Поэтому модернизация должна сопровождаться составлением планов развития, где выходом из ситуации «лишних персон» должна стать диверсификация. То есть мало думать о том, получится ли снизить себестоимость продукции, если купить новое оборудование. Нужно думать еще над тем, какой дополнительный ассортимент производить, какое еще оборудованием для этого может понадобиться, чтобы сохранить комплектный штат ценных кадров.

Оборудование для сварки следующего поколения. Направление прогресса

  1. Наиболее предпочтительную с т. з. потребителей нишу будет занимать комплексная технология дугового сваривания.

Этот метод спайки материала будет распространяться преимущественно за счет:

  • порошковой сварки;
  • сварки с использованием сплошной проволоки;
  • привычной ручной электродуговой сварки (с использованием покрытых электродов).

Их возможности сейчас подошли к своему практическому потолку. А вот перспективы дугового сваривания определяются, главным образом физическими возможностями устройств, обеспечивающих подвод электропитания от подстанции к дуге. Прогресс на этой стадии зависит от развития и усовершенствования трансформаторов, эффективности полуавтоматов и переходников. Главной характеристикой этого «обеспечительного» оборудования является возможность осуществлять полностью контролируемый процесс подачи энергии к месту сварки, чтобы качество образования оплавления металла контролировалось автоматически!

Проще сказать, что прогресс в развитии технологий сваривания металлов будут задавать… электрики. Ведь дело за малым – достаточно сконструировать регуляторы, преобразователи, которые, получая электрический ток стандартного качества, позволят гибко формировать нужные его характеристики (например, динамические) для тонкого сварочного дугового оборудования.

  1. Ожидается широкое внедрение электронно-вычислительных систем в сварочное оборудование.

Обеспечивающее подачу энергии аппаратные устройства должны будут иметь программное управление, с помощью которого будут контролироваться параметры сварочных режимов. Определение, электрический ток какой частоты, а также мощности необходим в данную миллисекунду, становится задачей, невыполнимой для человека, а только для компьютера, который будет мониторить («автоматить») ситуацию каждое мгновение.

Использование микропроцессоров при комплектации сварочного оборудования еще несколько лет назад могло бы показаться бессмысленной утопией. Однако возрастающие требования к качеству сварных швов, росту производительности труда высокооплачиваемых квалифицированных специалистов-сварщиков, а также существенное удешевление компьютерных компонентов делают идею применения электронно-вычислительного регулирования сварочного процесса более, чем разумной.

Более того, существует мнение, что именно с внедрением компьютерного регулирования всех параметров горения дуги и связана большая часть всего прогресса в сфере автоматизации сварочного производства.

Back to top button
Adblock
detector