Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Робот для сварки труб металлических

Использование промышленных роботов сварщиков на производстве

Одно из основных применений промышленных роботов это изготовление сварных металлоконструкций в условиях массового, серийного и мелкосерийного проивзодства.

При этом современные промышленные роботы-сварщики представляют собой истинное чудо инженерной мысли. Робот размером с человека может легко нести нагрузку в 200-300 кг, а может очень динамично и точно передвигаться (с точностью до + / -0,01 мм). Кроме того, промышленные роботы могут выполнять свою задачу безостановочно, 24 часа в сутки на протяжении многих лет. Средний срок эксплуатации промышленного робота составляет не менее 20 лет.

Большинство роботов хотя и являются перепрограммируемыми, но зачастую, будучи однажды интегрированными в технологию, роботы выполняют свою задачу долгое время.

Большинство современных промышленных роботов-сварщиков кинематически имеют шесть независимых соединений, называемых также шесть степеней свободы. Причина этого заключается в том, что произвольное размещение твердого тела в пространстве требует назначения шести параметров, три из них что бы указать местоположение (координаты в декартовой системе координат х, у, z например) и три чтобы указать ориентацию.

Все больше современных промышленных производств переходят на применение промышленных роботов в своих технологиях- без этого невозможно добиться высоких хараткеристик качества сварного соединения, производительности и культуры производства. Широко используют промышленных роботов в работе с электро сваркой и плазменным раскроем, сочетая технологии в одном комплекте оборудования. Одни из первых применяли роботизированную сварку автомобилестроители в технологии контактной сварки элементов кузова автотранспортного средства, а на сегодняшний день у всех производителей автомобилей, есть конвейеры, которые состоят из нескольких сотен роботизированных комплексов.

Лазерная сварка и раскрой.

В результате исследований об объемах использования промышленных роботов в производстве, было выявлено, что почти 20% всех промышленных роботов применяются в сварочных процессах, и почти половина роботов от этого количества работает в США. Применение робота для автоматизации процесса сварки неизбежно, если стоит задача производить сварное соединение быстро, эффективно и с высоким уровнем качества.

В сравнении с ручной или полуавтоматической сваркой, более высокое качество достигается у тех изделий, где применялась аргонно- дуговая (TIG, MIG, MAG) или точечная сварка (RWS) с использованием промышленного робота-сварщика.

Сегодня, все большую актуальность приобретает роботизация технологии лазерной сварки (LBW). Она дает возможность сфокусироваться лазеру на точке с варьированием от 0,2 мм, при этом, осуществляется минимальное воздействие на изделие, достигаются высокая точность и отличное качество сварки. Длина фокусировки достигает до 2 метров, что обеспечивает дистанционность сварки и увеличение диапазонов использования сварочного процесса, а значит, и повышение продуктивности изготовления изделия.

Широко используют лазерную сварку в авиастроении, автомобилестроении, приборостроении, медицине и т.д.

Используя промышленных роботов-сварщиков, то есть, осуществляя переход на автоматическую сварку, происходит экономия времени в несколько раз. Это достигается за счет модернизации сварочной оснастки, что обеспечивает быстрый цикл сборки конструкции.
При помощи роботизированных систем можно совмещать обрабатывающие действия, так, например, можно сделать сварку с помощью смены горелки или режимов сварки без переустановки детали.

Загрузка, выгрузка, позиционирование изделий.

Второе место по объемам применения промышленных роботов занимают предприятия, у которых высокий объем движения продукции, например, пищевые производства, где роботом-манипулятором укладываются тарированные грузы на транспортный поддоны.

На сегодняшний день почти в каждом производстве, где требуется высокая производительность при работе с большим весом и размером продукта, актуален вопрос автоматизации загрузки и выгрузки изделий.

Если , например, необходимо организовать загрузку заготовок в металлообрабатывающие станки, пресса или термопласт-автоматы при этом позиционировать тяжелые заготовки или, наоборот, выгрузить готовые обработанные детали и уложить в транспортное положение, используют промышленного робота. И при заказчику вместо целого коллектива сотрудников потребуется всего один промышленный робот, который будет обслуживать несколько станков и работать с различными изделиями полностью в автоматическом режиме.

Компания РОБОТОТЕХНИКА выполняет работы по автоматизации процессов подачи заготовок в металлорежущие станки и смены режущего инструмента для станков с ЧПУ в автоматическом режиме с применением промышленных роботов фирм KUKA и ABB.

Удаление шлака промышленным роботом.

В Европе уже давно повышают производительность за счет безостановочной круглосуточной работы, применяя роботизацию большинства технологических производственных процессов.

Использование автоматизации в литейных и кузнечнопрессовых цехах обусловлено тем, что такие сложные операции как: выгрузка тяжелых поковок, литейных заготовок, последующее охлаждение, загрузка в штампы для пресса и т.д. сложны для человека в физическом плане, а для робота не являются таковыми.

Металлообрабатывающие процессы с использованием роботов.

Кроме сварочных и второстепенных действий, роботов можно использовать непосредственно в самих процессах обработки, то есть они могут служить альтернативой самому обрабатывающему оборудованию.

Раскрой материала в том числе трехмерный.

Промышленные роботы-сварщики применяют и для таких видов работ, как раскрой металла с помощью плазменной, лазерной или гидроабразивной резки. Роботы позволяют выполнять трехмерную резку с помощью плазменной горелки, что актуально для заготовительных операций при выпуске металлоконструкций.

С использованием промышленных роботов можно сделать различный раскрой при помощи лазерной резки в трехмерном пространстве, что является заменой трехмерного лазерного комплекса.

Эта методика хорошо применяется в автомобилестроении и вполне является подходящей для обрезки краев изделий, после того как их отштамповали или отформовали.

При помощи гидроабразивной резки можно обработать почти любые материалы, так как этот вид резки материалов не имеет теплового воздействия. Поэтому гидроабразивная резка роботом широко применяется для вырезания разных отверстий.

В вышеуказанных технологиях управляющая программа для промышленного робота генерируется в специальной программной среде, позволяющей автоматизировать процесс начиная от конструирования детали, отладки технологических режимов производства детали и получения управляющей программы для промышленного робота с последующей трансляцией программы непосредственно на технологическое оборудование..

Гибка труб.

Промышленные роботы применяются для гибки труб.

Высокая скорость — это одно из достоинств применения робота в данном процессе. Вдобавок ко всему можно обработать изделие с уже имеющимися присоединенными к нему деталями, совмещая процесс гибки с загрузкой­ или выгрузкой изделия этим же роботом. Данное преимущество активно используется в автомобилестроении и производстве металлической мебели и других производствах, в которых используется бездорновая гибка.

Фрезерование, сверление, удаление заусенцев, зачистка сварных швов.

Одним из последних достижений промышленной робототехники является применение роботов во фрезеровании, сверлении и обработке кромок металлов, пластмасс, древесины и камня. Это стало возможно, благодаря увеличению жесткости и точности современных манипуляторов. Высокая скорость обработки и большое число управляемых осей являются важными достоинствами фрезеровки и сверления материалов с применением промышленных роботов сварщиков.

Зачистка заусенцев.

Обычно, для того, чтобы снять заусенцы с кромок деталей, после того как их фрезеровали, применяют пневматический приводной аппарат, частота вращения которого 35 000 об/мин, а если фрезеровали металл, то используется электрический шпиндель с водяным охлаждением, мощность которого 24 кВт.

Напомним, что зачистка сварного шва на изделии это очень тяжелое и кропотливое занятие для человека. Использование автоматизации значительно уменьшит влияние вредных производственных факторов и заметно снизит время, которое затрачивается на зачистку изделий.

Полирование и шлифование.

Еще одним трудоемким занятием для человека, которое так же является и вредным является шлифование металлических изделий. А для современных промышленных манипуляторов, это не представляет никаких трудностей.

Робот с легкостью повторяет линию движения шлифовальщика, что гарантирует высокое качество обработки.

Обычно процесс абразивной обработки поверхности подразделяют на два класса: шлифование и полирование. Для шлифования применяют абразивные круги или ленты. А вот полирование — это более тонкий процесс. Для него обычно используют войлочные круги с абразивной пастой.
В большинстве случаев такие процессы объединяют. Главным преимуществом промышленного робота, является то, что он сможет обработать деталь на нескольких абразивных аппаратах, делая это поочереди.

Перспективы применения промышленных роботов.

Достоинство робототехники – гибкость применения и возможность использования в практически неограниченном количестве процессов. Так, например, в авиастроительной отрасли в целях повышения качества при снижении ручного труда роботы начинают применяться в процессах клепки, обшивки фюзеляжа, выкладки композитных материалов, при различных работах в условиях ограниченного пространства. Активно распространяется применение роботов в измерительных системах. В США и Европе роботы используются в камерах очистки изделий под высоким давлением.

В России применение роботов сварщиков пока ограничено. Так, в докризисный 2007 год было внедрено до 200 роботизированных систем с общей численностью около 8000 промышленных роботов по стране. Для примера, за тот же год в США было внедрено около 34 тыс., Европе – 43 тыс., Японии – 59 тыс. роботизированных систем. Причинами отставания являются недостаточная информированность российских технических специалистов и менеджмента предприятий, желание избежать больших затрат на их внедрение, низкая стоимость ручного труда.

Вместе с тем, в отличие от стационарного ЧПУ оборудования, робот ­ более широкофункциональная система, ориентированная на повышение качества и производительности производства и минимизацию ручного труда, приводящих в конечном итоге к положительному экономическому эффекту и повышению конкурентоспособности предприятия. А потому все больше российских интеграторов готовы решать задачи прикладного внедрения роботов в технологические процессы. Мы надеемся, что в течение ближайших лет концепция «безлюдного производства» в России будет интенсивно набирать обороты.

LaserPipe — робот-змея, который может сваривать трубы, действуя внутри трубопроводов

Сварка труб является достаточно обычным делом во время строительства или ремонта оборудования промышленных предприятий, атомных и тепловых электростанций, при прокладке газовых или нефтяных трубопроводов. В большинстве случаев такие сварочные работы выполняются вручную или при помощи специализированных «орбитальных» сварочных агрегатов. Такие подходы достаточно хорошо работают при прокладке прямых участков трубопроводов, проходящих по открытым пространствам, но если требуется прокладка труб внутри помещений нефте- или газоперерабатывающего завода, к примеру, сварочные работы превращаются в дорогостоящую процедуру, требующую больших затрат рабочего времени.

Для решения проблемы автоматизации процесса сварки труб в условиях тесных помещений или на опасных для жизни людей объектах специалисты компаний OC Robotics и TWI Ltd разработали специализированного робота-змею LaserPipe. За счет своей гибкой природы этот робот может действовать изнутри прокладываемого трубопровода, сваривая секции труб при помощи мощного промышленного лазера.

Основой нового сварочного робота является манипулятор OC Robotics Series II X125, снабженный лазерной сварочной головкой. Собственно лазер, мощностью в 5 кВт, установлен неподалеку от места работы робота LaserPipe, а излучение этого лазера передается к лазерной головке робота через достаточно толстый оптоволоконный кабель.

Конструкция робота LaserPipe достаточно сильно отличается от конструкций других роботов, предназначенных для работы внутри трубопроводов. Вместо того, чтобы тянуть за «головой» все тело робота, тело робота LaserPipe удерживает его «голову» следуя строго по траектории, задаваемой оператором при помощи дистанционного управления. Когда робот покидает трубопровод, он движется по тому же самому пути, практически не прикасаясь к стенам трубы.

Вся подвижная часть робота LaserPipe весит около 5 килограмм, а его размеры позволяют роботу проникать в трубопроводы не самого большого диаметра. Сварочная головка робота вращается на 360 угловых градусов, а всего его тело имеет 22 степени свободы. Головная часть робота снабжена камерами с высокой разрешающей способностью, устройствами подсветки и лазерной системой стабилизации положения, которая позволяет ему перемещаться внутри трубопровода, практически не касаясь его стен. Мощности лазера достаточно для обеспечения скорости сварки порядка 1 метра в минуту, а погрешность прокладки сварочного шва составляет 0.2 миллиметра.

Для того, чтобы луч сварочного лазера не вышел за пределы свариваемой трубы, на место сварки снаружи накладывают специальный «воротник», который отражает назад луч лазера и через который подается поток азота, служащего в качестве защитной атмосферы и для охлаждения места сварки одновременно. А специальные воздушные заслоны защищают оптику робота LaserPipe от попадания на поверхность линз искр и брызг расплавленного металла.

В самом скором времени специалисты компании OC Robotics планирую заняться улучшением работы технологий воздушных заслонов, технологии лазерной стабилизации, миниатюризацией оптической системы и разработкой новых головок, предназначенных для выполнения лазерной резки и других операций. После этих модернизаций робот LaserPipe может быть использован не только на объектах ядерной энергетики, для чего он изначально и разрабатывался. Его также можно будет использовать в космосе, в строительстве, в химической, нефтяной и газовой промышленности.

Декартовый сварочный робот Profarc DR-1700

Декартовый сварочный робот

Декартовый сварочный робот модели Profarc DR-1700 имеет четыре управляемых оси. Три линейные оси расположены под прямым углом друг к другу. Четвертая управляемая ось – ось вращения горелки, обеспечивает контролируемый поворот в пределах ±200°. Данный робот позволяет решать примерно 80-90% технологических задач, для выполнения которых обычно используются более сложные 5-6 осевые ангулярные (шарнирные) роботы. При этом цена и стоимость технического обслуживания декартового робота намного ниже, чем шарнирного.

Робот Profarc DR-1700 предназначен для роботизированной сварки и наплавки различных металлоконструкций и деталей по сложному контуру. Обычно робот используется в комплексе с различными приспособлениями для позиционирования и перемещения деталей: сварочными манипуляторами (позиционерами), вращателями, поворотными столами и т.д.

Данный роботизированный комплекс может являться сравнительно бюджетным универсальным решением для сварки прямолинейных и кольцевых швов при изготовлении различных коробчатых конструкций (в т.ч. с вваренными патрубками, штуцерами), корпусов, кронштейнов, оснований, опор, цилиндров, тройников, приварки к цилиндрам крышек, патрубков, штуцеров.

Сварочный робот может оснащаться оборудованием как для полуавтоматической сварки плавящимся электродом (MIG/MAG), так и аргонодуговой сварки (TIG), в том числе с подачей присадочного материала в автоматическом режиме.

Эта установка предоставляет большие возможности для роботизации наплавочных работ. Жесткая конструкция и мощные сервоприводы позволяют устанавливать сварочную горелку и подающий механизм, рассчитанные на применение сплошной сварочной проволоки диаметром до 2,4 мм и порошковой сварочной проволоки до 3,2 мм (например, LN-10 фирмы Lincoln Electric). Робот может использоваться как универсальная установка для наплавочных работ при ремонте дорожно-строительных машин, вагонного оборудования, оборудования для горнодобывающей промышленности. Причем его можно использовать как для плоскостной наплавки, так и наплавки валов, шнеков. Возможно также изготовление износостойких пластин.


Сварочный робот (конструкция)

По этой ссылке содержится 14 видео о Декартовом сварочном роботе

Так как декартовы роботы имеют только линейные перемещения, то для программирования перемещения манипулятора в заданную точку пространства используются несложные тригонометрические функции, не требующие больших вычислительных мощностей.

Программирование робота осуществляется несколькими способами:

• методом обучения (сварочный шов разбивается на отрезки, робот фиксируется в точках сопряжения этих отрезков, траектория между точками вычисляется автоматически ЧПУ машины)
• метод ручного программирования (вручную вводятся параметры траектории сварки)
• загрузка файла DWG или DRAW с параметрами траектории.

Пульт программирования робота

Технические характеристики


Сварочный робот (декартовый) кинематическая схема

Роботизированная сварка стенки кузова самосвала

ХарактеристикиЗначение
Рабочая зона
• ось X
• ось Y
• ось Z
• ось R
1 700 мм
800 мм
500 мм
±200°
Число управляемых осей (серводвигатель)4
Точность позиционирования±0,05 мм
Макс. скорость перемещений400 мм/с
Скорость сварки400

По желанию заказчика приведенные выше характеристики могут быть изменены: увеличены размеры рабочей зоны, добавлено число управляемых осей и т. д.

Возможные варианты комплектации робота позиционирующим оборудованием

1. Рабочий стол с двумя монтажными площадками с пневмоприводом. Для установки свариваемого изделия пневмоцилиндр подает монтажную площадку вперед. В это же время осуществляется сварка изделия, закрепленного на второй площадке, находящейся в рабочей зоне робота. После завершения сварки вторая площадка перемещается вперед для снятия изделия, а первая площадка уходит в зону сварки. Такое решение позволяет обеспечить почти 100% загрузку робота.

2. Сварочный позиционер с серводвигателем (или шаговым двигателем). Позволяет сваривать тройники, приваривать штуцера, патрубки к пневмо и гидроцилиндрам, наплавлять (восстанавливать) валы, шнеки.

3. Двухстоечный сварочный позиционер с серводвигателем (или шаговым двигателем). Позволяет сваривать сложные рамные конструкции.

LaserPipe — робот-змея, который может сваривать трубы, действуя внутри трубопроводов

Сварка труб является достаточно обычным делом во время строительства или ремонта оборудования промышленных предприятий, атомных и тепловых электростанций, при прокладке газовых или нефтяных трубопроводов. В большинстве случаев такие сварочные работы выполняются вручную или при помощи специализированных «орбитальных» сварочных агрегатов. Такие подходы достаточно хорошо работают при прокладке прямых участков трубопроводов, проходящих по открытым пространствам, но если требуется прокладка труб внутри помещений нефте- или газоперерабатывающего завода, к примеру, сварочные работы превращаются в дорогостоящую процедуру, требующую больших затрат рабочего времени.

Для решения проблемы автоматизации процесса сварки труб в условиях тесных помещений или на опасных для жизни людей объектах специалисты компаний OC Robotics и TWI Ltd разработали специализированного робота-змею LaserPipe. За счет своей гибкой природы этот робот может действовать изнутри прокладываемого трубопровода, сваривая секции труб при помощи мощного промышленного лазера.

Основой нового сварочного робота является манипулятор OC Robotics Series II X125, снабженный лазерной сварочной головкой. Собственно лазер, мощностью в 5 кВт, установлен неподалеку от места работы робота LaserPipe, а излучение этого лазера передается к лазерной головке робота через достаточно толстый оптоволоконный кабель.

Конструкция робота LaserPipe достаточно сильно отличается от конструкций других роботов, предназначенных для работы внутри трубопроводов. Вместо того, чтобы тянуть за «головой» все тело робота, тело робота LaserPipe удерживает его «голову» следуя строго по траектории, задаваемой оператором при помощи дистанционного управления. Когда робот покидает трубопровод, он движется по тому же самому пути, практически не прикасаясь к стенам трубы.

Вся подвижная часть робота LaserPipe весит около 5 килограмм, а его размеры позволяют роботу проникать в трубопроводы не самого большого диаметра. Сварочная головка робота вращается на 360 угловых градусов, а всего его тело имеет 22 степени свободы. Головная часть робота снабжена камерами с высокой разрешающей способностью, устройствами подсветки и лазерной системой стабилизации положения, которая позволяет ему перемещаться внутри трубопровода, практически не касаясь его стен. Мощности лазера достаточно для обеспечения скорости сварки порядка 1 метра в минуту, а погрешность прокладки сварочного шва составляет 0.2 миллиметра.

Для того, чтобы луч сварочного лазера не вышел за пределы свариваемой трубы, на место сварки снаружи накладывают специальный «воротник», который отражает назад луч лазера и через который подается поток азота, служащего в качестве защитной атмосферы и для охлаждения места сварки одновременно. А специальные воздушные заслоны защищают оптику робота LaserPipe от попадания на поверхность линз искр и брызг расплавленного металла.

В самом скором времени специалисты компании OC Robotics планирую заняться улучшением работы технологий воздушных заслонов, технологии лазерной стабилизации, миниатюризацией оптической системы и разработкой новых головок, предназначенных для выполнения лазерной резки и других операций. После этих модернизаций робот LaserPipe может быть использован не только на объектах ядерной энергетики, для чего он изначально и разрабатывался. Его также можно будет использовать в космосе, в строительстве, в химической, нефтяной и газовой промышленности.

Роботизация

Промышленные роботы для сварки от ООО «ДельтаСвар»

Организация гибкого производственного процесса – это выгодный путь для улучшения экономических, экологических и общих показателей, повышения качества продукции и обеспечения безопасности труда, а компания «ДельтаСвар» – это Ваш надежный партнер в создании эффективного современного производства!

Роботизированная сварка с помощью промышленных роботов обладает множеством преимуществ перед ручной сваркой. Обращаем ваше внимание, что затраты на приобретение роботизированного комплекса могут начинаться всего лишь от 50 000 евро, именно поэтому роботизация производства становится все более интересной и привлекательной для малых предприятий.

Сварочные роботы обеспечивают более высокое качество сварных швов и высокую производительность за счет оптимизации сварочных параметров. Простая оценка качества обеспечивает возможность записи и мониторинга параметров процесса. Из-за уменьшенного количества разбрызгивания металла, а также благодаря равномерности швов дополнительные работы после сварки (механическая зачистка) зачастую не требуются, что позволяет предприятиям дополнительно экономить порядка 30% всех производственных затрат.

Использование дополнительных осей, управляемых роботом, обеспечивает очень быстрое позиционирование в идеальное положение для сварки, и, следовательно, затраты могут быть сведены к минимуму. С одной стороны, вдыхаемое количество токсичного пара металла и вредного сварочного дыма сведено к минимуму, с другой стороны, может быть уменьшена физическая нагрузка на обработку тяжелых компонентов, а также время выполнения однообразных сварочных задач. Расширенные системы управления помогают сделать роботизированные сварочные комплексы интуитивно понятными в использовании. Робот характеризуется высокой эксплуатационной мобильностью и надежностью в области сварки.

Сварка роботами имеет ряд преимуществ перед обычной ручной сваркой:

  • значительно улучшенное качество сварки может быть достигнуто даже при небольших сериях;
  • время обработки может быть значительно сокращено;
  • сварные швы могут выполняться в любых пространственных положениях;
  • постоянный мониторинг параметров процесса для обеспечения стабильно высокого качества;
  • при сварке группы сварных конструкций с высокими требованиями к качеству, используется роботизированная сварка с холодной подачей проволоки;
  • возможность позиционирования и зажима отдельных компонентов общей сборки;
  • обработка подачи компонентов и удаление компонентов;
  • постоянное позиционирование компонента во время сварки;
  • последовательность сварки;
  • обнаружение положения компонента;
  • автоматическое слежение за швами;
  • аспект защиты при сварке и безопасности труда.

Почему выгодно работать с компанией «ДельтаСвар»

Компания ООО «ДельтаСвар» более 7 лет является официальным системным интегратором мировых лидеров в робототехнике — концернов «ABB» и «YASKAWA» (MOTOMAN). Благодаря широкой модельной линейке роботов с различной грузоподъемностью, радиусом рабочей зоны и функциональной направленностью, а также комплектующих, наши Клиенты всегда смогут получить для себя наиболее оптимальный вариант решения той или иной задачи, а квалифицированный персонал ООО «ДельтаСвар» с радостью проконсультирует и поможет с подбором и комплектацией будущей роботизированной ячейки. Кроме этого, обращаем Ваше внимание, что представленные на нашем официальном сайте роботы способны работать в различных отраслях промышленности и осуществлять сварку, резку металла, механообработку и пр. Возможна также поставка оригинальных узлов и комплектующих, а на всю реализуемую продукцию предоставляется гарантия качества.

Поскольку компания работает с производителями по прямым дилерским контрактам, кроме профессиональной технической поддержки наши Клиенты могут также рассчитывать на привлекательные цены и гибкие условия поставки.

Кроме непосредственной поставки оборудования, компания ориентируется на комплексный подход в решении тех или иных задач наших Клиентов, поэтому в ходе реализации проектов решается целый спектр задач и предоставляются следующие услуги:

  • Полная интеграция оборудования входящего в состав роботизированной ячейки;
  • Монтажные и пуско-наладочные работы;
  • Написание рабочих программ и отработка технологии (по мере необходимости);
  • Теоретическое и практическое обучение инженеров и операторов;
  • Предоставление сервисного обслуживания на весь период эксплуатации (в том числе постгарантийное обслуживание);

Для получения более подробной информации вы можете связаться с нами по телефону 8 (343) 384-71-72 или любым другим способом, указанным в разделе «Контакты».

Роботизированная сварка: технология, стандарты, особенности применения

Роботизированная сварка представляет собой полностью автоматизированный процесс, который реализуется за счёт использования специальных роботов-манипуляторов и другого сварочного оборудования. Основные преимущества сварки роботом заключаются в первоклассном качестве готовых изделий и высокой производительности сварочного производства.

Как и у любого современного и высокотехнологичного производства, в области сварки роботом существует масса важных особенностей, знание которых позволит достичь наилучшего результата и запустить действительно безопасный, высокоэффективный сварочный процесс. Об основных особенностях технологии сварки роботом и пойдёт речь в данной статье.

Как добиться точности в выполнении работ?

Как уже говорилось, главным достоинством роботизированной сварки является её высокая точность: так, технические характеристики современных роботов для сварки дают возможность добиться точности позиционирования сварочной горелки порядка 0.03-0.05 мм, что является достаточным для подавляющего большинства сварочных задач.

Однако некоторый недостаток робота заключается в том, что, в отличие от человека, при недостаточно точном позиционировании детали он не может самостоятельно изменить траекторию и найти правильную точку для сварки, поэтому погрешность позиционирования и сборки заготовки не должна превышать 0.5 мм.

Если достичь данной точности позиционирования невозможно, необходимо применять методы коррекции сварочной траектории, например, использовать лазерную систему слежения за стыком шва. Коррекция траекторий даст возможность сохранить качество сварного изделия, но, с другой стороны, при её использовании резонно ожидать падения производительности вплоть до 30%.

В общем случае, сварочная оснастка должна фиксировать обрабатываемую заготовку на устройстве позиционирования и предоставлять роботам свободный доступ к местам сварки. Необходимо избегать использования сварочной оснастки в качестве инструмента правки геометрии обрабатываемой заготовки, решая проблемы такого рода до её попадания на линию автоматизированной сварки. Исключением может служить использование гидравлических зажимов, сам смысл применения которых как раз и заключается не только в фиксации, но и в выдерживании определённой геометрии заготовки при сварке.

Поскольку сварочные роботы – это современное, высокоточное и высокотехнологичное оборудование, то и заготовка, поступающая на операцию роботизированной сварки, должна удовлетворять высоким требованиям, что выражается в необходимости использования соответствующего оборудования на всех этапах, предшествующих сварке. Так, хорошим решением для раскроя листов металла под последующую обработку автоматизированной сваркой является использование современных станков лазерной резки с ЧПУ.

Кроме достойного качества заготовки и правильного её позиционирования, обязательным условием точной сварки роботом является калибровка самого робота. В общем случае, калибровка роботизированного комплекса включает в себя три этапа:

  1. Калибровку осей, включая внешние
  2. Настройку координат инструмента
  3. Настройку координат окружения

Пункты 1 и 2 являются обязательными. Калибровку осей, как правило, производят единожды перед первым запуском системы и регулярно проверяют во время планового техобслуживания. Калибровка инструмента необходима для установки связи между инструментальной и базовой системами координат робота-манипулятора, что, в свою очередь, требуется для корректного движения горелки по заданной траектории, а также для точной работы системы коррекции этих траекторий. Настройка координат окружения необходима, когда требуется создать виртуальную модель сварочного комплекса в системе подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ.

Выбор метода сварки

Метод роботизированной сварки и, соответственно, сварочное оборудование, выбирается исходя из условий производственной задачи. Вот основные методы, которые реализуются промышленными сварочными роботами:

  • Электродуговая сварка ( в среде защитных газов и под флюсом)
  • Лазерная сварка
  • Плазменная сварка
  • Контактная сварка
  • Гибридная сварка

Автоматическая электродуговая сварка представляет собой дуговую сварку с механизированной подачей плавящегося электрода и перемещением дуги вдоль кромок. Таким образом, промышленный робот в данной технологии используется как устройство, манипулирующее электродом, а траектория движения и вид шва либо выбираются из библиотеки швов в ПО робота, либо задаются оператором вручную.

Лазерная сварка представляет собой процесс получения неразъёмного соединения деталей за счёт фокусировки лазерного луча. Благодаря возможности выдерживать сверхвысокие длины фокусировки ( вплоть до 2 метров) и тем самым обеспечивать дистанционную сварку, сварка роботом существенно расширяет границы использования данного технологического процесса, а также увеличивает производительность изготовления деталей.

Плазменная сварка – это сварочный процесс за счёт направленного потока плазменной дуги. Роботизация плазменной сварки даёт возможность в полной мере реализовать все преимущества данной технологии, к которым относятся низкий перегрев деталей, отсутствие разбрызгивания расплавленного металла и сварка в труднодоступных местах.

Контактная точечная сварка – это именно та область, в которой промышленные роботы исторически начали использоваться в первую очередь. Широкое применение роботов точечной сварки началось около 50 лет назад, и сегодня они являются обязательным оборудованием любого завода автомобильной промышленности.

Гибридная сварка объединяет в себе две технологии: лазерное излучение и сварку электрической дугой. Гибридная роботизированная сварка стала использоваться в промышленности сравнительно недавно, но активно набирает обороты, особенно в производстве железнодорожного транспорта и тяжёлых стальных конструкций мостов и резервуаров.

Организация рабочего пространства

Размещение и планировка комплекса для сварки роботом требует к себе повышенного внимания. Во-первых, необходимо предусмотреть специальные буферные зоны для изделий после сварки.

Во-вторых, выбирая место для расположения сварочного комплекса, важно помнить, что стандартные требования к территории включают в себя качественный бетонный пол, толщина которого не должна быть менее 300 мм, с перепадами, не превышающими 5 мм на 1000 мм.

В-третьих, на территории расположения роботизированного сварочного комплекса желательно спроектировать подводку осушенного воздуха, а при проектировании электропитания необходимо предусмотреть использование стабилизаторов.

Как выглядит роботизированная сварка на практике, можно узнать, посмотрев следующее видео:

Контроль сварочного цикла

Для того чтобы иметь возможность осуществлять контроль над сварочным циклом, важно представлять себе весь набор операций сварочного комплекса и знать, сколько по времени длятся эти операции. Этот набор данных удобно организовать в виде циклограммы, которая позволит выявить узкие места в работе сварочного комплекса и понять, насколько удачно та или иная операция вписывается в производственный процесс. Например, для анализа можно выделить следующие временные интервалы:

  • Доставка заготовок для сварки до буферного склада
  • Извлечение заготовок из буфера
  • Закладка заготовок в оснастку
  • Позиционирование и перемещение заготовок
  • Собственно сварочный процесс
  • Извлечение готовых деталей из оснастки
  • Помещение деталей в буфер
  • Удаление из буфера
  • Сервисные операции

Ещё на этапе проектирования роботизированного комплекса необходимо рассчитать оптимальную схему его работы, которая сводила бы к минимуму простой роботов и согласовывалась с реальной загрузкой комплекса, то есть с тем количеством заготовок, которые приходят с предыдущих производственных узлов.

Роботизированная сварка на основе техники Kuka

Лидирующие позиции в разработке роботизированных сварочных комплексов принадлежат сегодня компании Kuka. Так, именно под этой маркой выпускаются абсолютные специалисты в области электродуговой сварки в среде защитного газа – роботы серии HW (Hollow Wrist, что означает « полая кисть»).

Имея грузоподъёмность до 16 кг и радиус действия до 2016 мм, они с успехом выполняют сварку даже труднодоступных соединений. Благодаря наличию шестой оси с возможностью бесконечного вращения, исключаются временные затраты на возврат в начальное положение, и время обработки детали сокращается.

Предлагаем посмотреть, как происходит роботизированная сварка круговых швов при помощи робота Kuka:

По всем вопросам, касающимся нашего оборудования, специфике его работы, стоимости, а так же любым другим вопросам, обращайтесь к нашим специалистам

по телефонам +7 (495 )787-49-12, 8-800-500-49-12

Так же Вы можете связаться напрямую с интересующим Вас специалистом, посмотрев его контакты в разделе « Наши сотрудники» по ссылке

Будем рады ответить на все возникшие вопросы!

Промышленные роботы

Промышленный робот — манипулятор автоматического действия, оснащенный системой цифрового программного управления. В нем совмещаются большая гибкость исполнительных органов, обладающих обычной для манипуляторов высокой подвижностью, и легкость переналадки их двигательных функций. Роботы, предназначены для выполнения разнообразных работ при минимальном участии человека в акте управления. Они являются универсальными автоматами, в состав которых входят три основных функциональных узла: рабочие органы — «руки», вычислительная машина, управляющая ими, и устройства сбора информации о среде, сообщающие роботу способность адаптации к ней.

Промышленный робот обладает памятью, имеет специальную, систему обучения. Управление группой роботов может осуществляться от одной центральной электронной цифровой вычислительной машины. Американские фирмы «Unimate» и AMV в начале 60-х годов создали первые модели сложных программируемых роботов.

Роботы прошли испытания в промышленных условиях и, по расчетам зарубежных фирм, их ежегодный выпуск к концу 70-х годов составит тысячи единиц.

Открываются широкие возможности в применении оборудования, оснащенного цифровым программным управлением (ЦПУ), для решения задач автоматизации мелкосерийного и серийного» производства. Если на первых порах роботы заменяли человека на утомительных и опасных работах, то в дальнейшем сфера их применения охватила и также производственные операции, как покраска, сварка, подача исходных материалов и снятие готовой продукции.

Задачу автоматического перемещения и обработки деталей, при выполнении производственных процессов в машиностроении на первых порах решали с помощью механизмов, имеющих нередко сложные и оригинальные кинематические связи. Большие сложности при этом возникают при необходимости изменения операций цикла.

Второй этап развития автоматических устройств стал возможным после появления автоматических устройств, обладающих памятью и способных выполнять ряд сложных операций, быстро переналаживаться на другой цикл и не реагировать на изменение внешних условий.

Рабочий орган должен подобно руке человека перемещать, объект в заданную точку пространства и определенным образом, ориентировать этот объект; причем «рука» робота должна обладать достаточной маневренностью, грузоподъемностью, точностью позиционирования и скоростью. «Кисть» на конце руки, робота состоит из зажимных устройств, способных удерживать детали и узлы. В такой кисти могут быть один или два набора «пальцев» или же вакуумные (или магнитные) присоски (см. рис. 21, в).

К роботу можно подсоединять разные кисти для выполнения различных работ. При этом замена кистей может выполняться автоматически, без участия человека. Зажимные кисти фирмы «Andreiden Geselscbaft» (ФРГ) имеют три и пять пальцев. Кисть с тремя пальцами позволяет захватывать до 80% тех предметов, которые могут удерживаться рукой человека.

Роботам-манипуляторам в зависимости от их конструкции и назначения придается от двух до шести степеней свободы. Кроме того, в некоторых роботах, например, в роботах фирмы «Versatran», обеспечиваются дополнительные степени свободы за счет «перемещения вдоль направляющих салазок. Число степеней свободы рабочего органа и самого робота достигает восьми.

Рука робота может вращать кисть и перемещаться по вертикали и по горизонтали. Сама кисть может сжиматься или разжиматься, поворачиваться и наклоняться вперед и в стороны, как кисть человеческой руки.

Перемещение рабочего органа может быть прерывистым (от точки к точке) и плавным. У роботов с плавным перемещением рабочего органа последний, как правило, движется по контуру, определенному той задачей, которую выполняет робот. Робот с прерывистым движением рабочего органа предназначается в большинстве случаев для прямолинейного перемещения деталей от одной операции к другой. Погрешность установки рабочего органа для такого робота может не превышать нескольких сотых миллиметра.

В качестве привода исполнительных органов робота хорошо зарекомендовали себя электрогидравлические устройства, сочетающие такие качества, как большая выходная мощность при малой инерционности, надежность в работе и возможность электрического управления. В зависимости от типа памяти и исполнительных звеньев система управления может быть цифровой, аналоговой или смешанной. Роботы второго поколения, имеющие в системе управления мини-ЭВМ, оснащены «телеглазом».

Роботы повышенной сложности могут быть запрограммированы на повторяющийся останов рабочего органа в 200—3000 точках рабочей зоны, а не в 20—30 точках, как у простых роботов. Их сравнительно легко запрограммировать на работу в режиме «обучения». В этих роботах с регулированием по замкнутому контуру, а не по разомкнутому, как в простых роботах, выделены отдельные устройства управления для руки и кисти.

Чтобы соблюдать правильную траекторию движения руки три повторяющихся рабочих операциях, робот должен обладать памятью: на вращающемся магнитном барабане, на цилиндрических магнитных тонких пленках, как в роботах «Unimate», на потенциометрах, как в роботах «Versatran» фирмы «AMV», или на металлоокисных полупроводниках (МОП) сдвиговых регистрах, разработанной шведской фирмой «Relab».

Кроме того, используются полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ), связанные с мини-ЭВМ, как в работе фирмы Cavassaci Corporation (Япония) или «Sindstrand Corporation» (США).

К устройствам памяти необходимо отнести также простые конечные выключатели и механические упоры с предварительной установкой положения, используемые в большинстве недорогих роботов. В роботе «Unimate» функцию программирования выполняет транзисторный логический блок, считывающий информацию из ЗУ на цилиндрических магнитных пленках. В роботе «Versatran» и многих других последовательность выполняемых операций задается посредством переключения короткозамыкающих штырей и электронной коммутационной панели, от которой управляются логические схемы на реле.

Конкретный вариант системы управления определяется технико-экономическими показателями. На рис. 21 представлены основные (базовые) компоновочные схемы промышленных роботов.

Технический интерес представляет промышленный робот для манипулирования сварочными клещами (рис. 22). Он имеет запоминающее (программирующее) устройство для управления рабочими и вспомогательными движениями инструмента.

При составлении программы можно использовать обратную связь — после установки инструмента с помощью кнопок управления гидравлическим сервоприводом в требуемой точке его расположение кодируется и записывается на программу. Емкость накопителя позволяет запомнить несколько различных программ. Зона обслуживания робота 220° в горизонтальной плоскости, 57° в радиальной плоскости, 1050 мм в радиальном направлении. Масса инструмента до 11,3 кг; точность его установки ±1,2 мм; радиальная скорость 0,76 м/с; вертикальная скорость 1,27 м/с; скорость вращения инструмента и поворота консоли 110° в секунду.

Загрузочные устройства (роботы) с программным управлением выполняют разнообразные транспортные и технологические операции. Устройства с программным управлением «Versatran» представляют собой перемещающуюся по напольным или подвесным направляющим стойку, несущую горизонтальную механическую руку (рис. 21, а) с захватом.

В зависимости от исполнения цикл работы робота состоит из комбинации следующих движений: перемещение всего устройства по направляющим, вертикальное перемещение механической руки по стойке, горизонтальное прямолинейное перемещение захвата, поворот механической руки в горизонтальной плоскости, поворот захвата относительно механической руки, зажим-разжим захвата.

Управление — горизонтальное или контурное. Величина горизонтального перемещения руки — до 1000 мм, вертикального — до 750 мм; точность позиционирования +0,5 мм. Максимальный поворот механической руки 240°. Грузоподъемность — до 60 кг при длине механической руки 1100 мм.

Устройства применяют в производстве, где условия работы тяжелы, вредны и опасны для здоровья человека: при штамповке, ковке, точечной сварке, литье под давлением и т. д.

Некоторые устройства оборудованы запоминающими системами на магнитном барабане различной емкости, обеспечивающими запоминание от 128 до 1024 команд, записанных методом «самообслуживания».

Такой метод программирования применяет фирма «Unimate». Устройства этой фирмы (см. рис. 21, б) представляют собой смонтированную на корпусе механическую руку с гидравлическим приводом, действующую по программе по пяти координатным осям. Основные движения механической руки следующие: поворот относительно корпуса вокруг вертикальной оси, поворот относительно корпуса вокруг горизонтальной оси (наклон), горизонтальное прямолинейное перемещение захватов механической руки, поворот захватов вокруг вертикальной оси, разжим-зажим захватов.

Самые маленькие (по размерам) роботы серии 2000 имеют руку, которая может выступать от точки подвески почти на 2,5 м и перемещать нагрузку на шаг 0,12 мм. Такой гидромеханический робот имеет массу около 1400 кг, высоту 1,5 м и размеры основания 1,5х1,2 м.

Роботы все шире внедряются в сферу сварочного производства. Так, роботы фирмы «Unimate», оборудованные сварочными клещами, успешно используются в сварочных линиях на заводах многих фирм. По мнению представителей фирмы «General Motors», надежность сварки при использовании роботов так же высока, как при использовании любого другого автоматического» оборудования.

Большое внимание уделяется повышению точности сварочного оборудования и встройке в него систем управления процессом сварки. Японская фирма «Matusita», например, разработала экспериментальную замкнутую систему с запоминающим устройством на ленте для управления сваркой в среде углекислого газа. Система работает в следующем порядке: квалифицированный сварщик пускает машину и выполняет цикл сварочного процесса, а система управления использует импульсы для записи на ленту режимов сварки. После этого менее квалифицированный сварщик может работать на сварочной машине по программе, не ориентируясь на показания приборов, которые автоматически регулируют параметры процесса сварки.

Фирма «Waldtronik» (США) использует ЭВМ для управления работой большого числа сварочных постов в поточной линии. Регулируются режимы сварки и последовательность работы сварочных постов.

Робот A3 шведской фирмы «R. Каufielf» оснащен шаговым искателем, который может управлять 30 движениями. Кроме того, можно осуществить несколько независимых от него цикловых оперений. Грузоподъемность устройства 5 кг; точность позиционирования — 0,15 мм; горизонтальное передвижение руки 750, 1000 и 1200 мм, вертикальное 300 мм.

Поворотный фланец захватывающего устройства соединен с двумя сдвоенными цилиндрами, а также с девятиступенчатой системой упоров для управления конечными положениями. Само захватывающее устройство снабжено сменными губками, позволяющими производить захват изделий различных конфигураций.

Этой же фирмой выпущена серия упрощенных устройств грузоподъемностью до 65 кг (обычно работает с грузом до 15 кг) и точностью позиционирования ±0,05 мм. Устройство оснащено электрическими (а не электронными) и гидравлическими приборами управления, что облегчает его наладку, программирование и ремонт. Перемещение рабочего органа по горизонтали почти 1300 мм.

Коэффициент использования устройства во многом определяется принятой планировкой оборудования. Если устройство установлено стационарно, то оборудование целесообразно располагать вокруг устройства в зоне действия его исполнительного механизма. Большое значение при этом имеет число управляемых координат. Если устройство имеет возможность перемещения, то расположение оборудования не играет особой роли. Однако в обоих случаях группировка оборудования должна предусматривать последовательность операций и минимальное межоперационное транспортирование.

Эффективность устройств повышается благодаря их быстродействию.

Для рассматриваемых устройств характерно торможение исполнительного органа в конце хода и повышенная транспортная скорость на основном участке пути, с принудительной фиксацией изделия в захвате.

Выводы. 1. Автоматизация процесса сборки — основное направление совершенствования сборочно-сварочного производства.

Применение позиционеров и другого сборочно-сварочного технологического оборудования дает значительный эффект в результате сокращения времени на кантовку изделия. Кроме того, создается возможность выполнения почти любого сварочного» шва, в нижнем, удобном для сварки, положении. Сварочные вращатели и манипуляторы сообщают изделию вращение с заданной рабочей скоростью.

2. Наибольшую трудоемкость составляют элементы сборочных операций, связанные с подачей и взаимной ориентацией собираемых деталей. Эффективной мерой снижения трудоемкости сборочного процесса является создание узлов автоматической ориентации и подачи в зону сборки деталей.

3. Конструктивное исполнение сварочной технологической оснастки должно обеспечить сборку и сварку изделия, минуя операцию прихватки. Тем самым сокращается объем вспомогательных операций и повышается качество изготовленных изделий.

4. При создании манипуляторов в первую очередь следует учитывать возможность их переналаживания в пределах групп изделий, обладающих технологической общностью. С этой целью надо использовать принцип агрегатирования на базе типовых унифицированных узлов.

5. Сварочные манипуляторы должны обеспечивать удобство загрузки и выгрузки готовых изделий с применением средств межоперационного транспорта.

6. Сборочно-сварочная технологическая оснастка должна быть оборудована приточно-вытяжной вентиляцией (преимущественно встроенной в оснастку).

7. Для обеспечения плавности работы подъемно-поворотных механизмов следует использовать в качестве рабочего органа гидроприводы.

8. Применение промышленных роботов для автоматизации и механизации сварочных технологических процессов исключает проектирование и изготовление специальных манипуляторов, загрузочных и транспортных устройств. Роботы для сварки (особенно дуговой) необходимо оснащать специальными датчиками и системами, позволяющими корректировать программу путем слежения по стыку, контролировать качество шва и автоматически регулировать режим сварки.

Опыт показывает, что целесообразно совмещать управление движением электрода и режимом сварки в едином программирующем устройстве. Внедрение же роботов третьего поколения, оборудованных ЭВМ с телевизионным устройством, самостоятельно решающих возникающие в процессе работы задачи, повысит коэффициент автоматизации производственного процесса.

Сварочный робот Spool Welding Robot (SWR)

Коллаборативный сварочный робот для максимальной производительности

Используя коллаборативный сварочный робот Novarc Spool Welding Robot (SWR), вы можете повысить производительность трубного цеха и вместе с тем снизить затраты на сварку труб. Синергия эффективных сварочных технологий и статистической отчетности гарантирует постоянство качества. Этот коллаборативный сварочный робот увеличивает производительность, максимально эффективно задействует пространство и одновременно снижает эксплуатационные расходы. Как результат глобального сотрудничества Novarc Technologies и ABICOR BINZEL представляют роботизированную сварочную установку Spool Welding Robot (SWR)

Краткий обзор преимуществ:

  • Непрерывная сварка от корневого до облицовочного шва
  • Всегда четкое отслеживание процесса сварки и результата благодаря видеокамере NovEye ® и системе сбора данных NovData ®
  • Открытая платформа с малой площадью установки 1,2 м х 1,2 м позволяет использовать до 5 позиционеров на небольшом пространстве
  • Сварка труб с помощью технологий GMAW и MCAW
  • Технология FCAW доступна в качестве опции
  • Предлагается в качестве производственного решения

Обзор коллаборативного сварочного робота Novarc Spool Welding Robot (SWR):

Высококлассные технологии от ABICOR BINZEL

С этим сварочным роботом вы получите отличную комбинацию сварочных решений от ABICOR BINZEL для достижения неизменно высокого качества и наилучших результатов. Пакет оборудования ABICOR BINZEL:

  • Горелка ABIROB ® W
  • TH6D — лазерный датчик слежения за швом
  • MasterLiner — система подачи проволоки
  • EWR 2 / EWR 2 Net — система контроля и экономии газа в качестве дополнительного оборудования

Высококачественный контроль

При помощи камеры NovEye ® и программного обеспечения NovData ® сварщики и другие операторы имеют четкое и непревзойденное представление о параметрах сварки:

  • характеристики сварного шва (то есть ток, провар, скорость перемещения, скорость подачи сварочной проволоки WFS и т. д.)
  • сварка в онлайн-режиме
  • ежедневный отчет о выполненных работах

Малая площадь установки

Установите коллаборативный сварочный робот (SWR) без затруднений в загруженном трубном цехе, минимальная необходимая площадь 1,2 м х 1,2 м и максимальным диапазоном сварочного рукава:

  • Используйте до 5 позиционеров
  • Существующие позиционеры могут быть интегрированы с SWR

Простота в эксплуатации

Spool Welding Robot предназначен для сварщиков и операторов. Выполнение операции сварки труб от корня до облицовочного шва может быть сделано:

  • младшими сварщиками и операторами
  • без специальных знаний программирования
  • без защитного ограждения

Просто подключи, настрой и приступай к сварке.

Видео сварочного робота (SWR):

SWR – the cobot for pipe welding

Explainer: Spool Welding Robot SWR

Что такое коллаборативный сварочный робот SWR?

SWR сварка труб различных форм, размеров и типов

ABIROB ® W и SWR

Сварочный робот SWR в сравнении с ручной сваркой труб

Лазерный датчик слежения TH6D за швом и SWR

Вопросы и ответы:

Процесс применения коллаборативного SWR, однозначно рождает много вопросов.

Чтобы упростить вам задачу и сразу получить ответы, мы собрали 22 наиболее часто задаваемых вопроса о коллаборативном сварочном роботе SWR. Надеемся, что это поможет вам.

1. Каковы основные особенности коллаборативного сварочного робота SWR?

Безопасность

Коллаборативный сварочный робот SWR отвечает всем требованиям безопасности стандарта ISO15066; поэтому установка защитного корпуса или защитных штор не требуется.

Досягаемость

По сравнению с промышленными роботами для сварки труб, SWR имеет лучшее соотношение досягаемой длины к занимаемой площади.

Например, площадь для установки в вашем цехе ограничена размером 2,23 м². В этом случае SWR по-прежнему будет иметь диапазон досягаемости 4,5 м (радиальный), при максимальном диаметре трубы около 1,5 м (в зависимости от конфигурации позиционера).

Эргономика

SWR улучшает эргономику процесса сварки труб. Он позволяет сварщику не находиться все время в одном положении, а менять его для удобства. Это обстоятельство положительно сказывается на состоянии спины и плечевых суставов сварщика.

Ввод данных и отчетность

Программное обеспечение NovData™ позволяет записывать и анализировать данные о сварке. Все сварочные данные записываются и доступны для вас. К таким данным относятся, например, провар, скорость позиционера, скорость подачи проволоки и т. д.

Мониторинг/Контроль

Каждый шов хранится в системе мониторинга NovEye™. Благодаря этому ваши сотрудники могут анализировать и улучшать процесс сварки для следующих сварных швов.

Слежения за швом и контроль расстояния

Посредством установленных на SWR лазерной камеры и системы управления с обратной связью оператор может контролировать расстояние от горелки до трубы. При этом оператору автоматически оказывается помощь в отслеживании шва, и он может сосредоточиться на сварном шве.

2. Что такое коллаборативные роботы?

Коллаборативные роботы (коботы) — это промышленные установки, которые могут безопасно взаимодействовать с операторами на производственной линии. Они не требуют знаний о программировании роботов или специального языка программирования. Они очень просты в эксплуатации и могут частично перемещаться вручную.

Universal Robots, Fanuc, Yaskawa (и другие) производят шестиосевых коботов для современного рынка.

3. Трубы какого диаметра можно сваривать с помощью сварочного робота SWR?

С базовой моделью SWR вы можете сваривать трубы стандартной толщины стенок, то есть типоразмеров труб 40 и 80 (SCH 40 /SCH 80). Если вам нужно сварить трубы за пределами этих размеров, сообщите нам о требуемых параметрах, и мы будем рады помочь вам.

4. Какие процессы сварки может поддерживать сварочный робот SWR?

Основными процессами сварки являются: дуговая сварка в защитных газах (GMAW), дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) и металлопорошковой проволокой (MCAW). Для сварки корня шва используем модифицированные режимы (STT, RMD, LSC). Для импульсной сварки с измененной формой волны мы используем сплошную проволоку, порошковую проволоку и металлопорошковую проволоку для проходов и верхнего облицовочного шва.

5. Какой материал можно сваривать с помощью SWR?

Сварочный робот SWR позволяет сваривать мягкую сталь, нержавеющую сталь и специальные сплавы.

6. Могу ли я использовать «свой» позиционер?

Да, можете. Вы получите качественные сварные швы практически с любым стандартным позиционером труб для работы c SWR.

7. С точки зрения процесса сварки: подпадает ли сварка с использованием коллаборативного сварочного робота под определение «роботизированная сварка»?

Принимая во внимание отраслевые стандарты, SWR подпадает под механизированную сварку — когда оператор взаимодействует с машиной.

8. Какая планировка пола требуется для установки SWR?

Сварочный робот SWR имеет размер платформы 1,2 х 1,2 м. Благодаря небольшой площади установки SWR не блокирует движение в цехе и не мешает работе кранов. Для удобства эксплуатации стрела и горелка установки могут быть легко выдвинуты и собраны для экономии пространства.

9. Какую производительность можно ожидать при использовании SWR?

Вы можете ожидать значительного увеличения производительности при использовании SWR. Насколько именно повысится производительность, зависит от организованности сварочных работ в данный момент на вашем производстве. В целом, основываясь на наших обширных исследованиях и опыте пользователей, мы можем утверждать, что коллаборативный сварочный робот SWR с оператором работает с эффективностью четырех сварщиков, использующих ручную дуговую сварку штучным электродом (SMAW/ MMA) или двух сварщиков, использующих автоматической сварку в среде защитных газах (GMAW).

10. Производительность улучшается при использовании SWR — почему?

Ручное управление горелкой производится SWR и тем самым снимается нагрузка на сварщика. SWR имеет более высокую скорость перемещения, более высокую производительность и более высокую скорость прохождения шва. Кроме того, он имеет возможность выполнять сварку швов согласно заданной программы.

11. Можно ли включить SWR в производственный процесс?

Да, это легко осуществимо. Коллаборативный робот SWR очень просто вписывается в процессы цеха по изготовлению труб, поскольку его высота не мешает мостовым кранам. В случае, если необходимо максимально сохранить пространство в цехе, то просто установите SWR где-то с краю.

12. В случае, если я хочу установить и ввести в эксплуатацию SWR — сколько времени это займет?

В соответствии с нашими условиями, монтаж установки занимает два дня, и еще один день требуется для пусконаладочных работ.

13. Сколько времени требуется для обучения оператора? И какой уровень квалификации он или она должны иметь?

Оператор может быть обучен в течение 2-3 дней, после этого он может выполнять операции и техническое обслуживание SWR.

Оператор должен иметь некоторый базовый опыт в сварке.

14. Могу ли я осуществлять контроль за работой SWR? Если да, как это возможно осуществлять?

При заказе SWR вы также получаете программное обеспечение для мониторинга производства NovData ™. Это программное обеспечение производит ежедневные отчеты, которые включают следующую информацию:

  • Время работы SWR
  • Время сварки SWR
  • Диаметр трубы

Вы также получаете файловый журнала с отметками времени:

  • Напряжение сварки
  • Сварочный ток
  • Скорость подачи проволоки
  • Скорость движения
  • Другие соответствующие параметры сварного шва и параметры движения для каждого сварного шва.

Коллаборативный сварочный робот SWR также имеет встроенную в манипулятор видео камеру. Это позволяет оператору на основе технологий человеко-машинного интерфейса (HMI) в реальном времени получать четкое изображение сварочной ванны. А для записи входных данных, используемых в дальнейшем для анализа, NovEye™ записывает весь процесс сварки на видео.

15. Какой тип защитного газа мне необходим?

Используемый защитный газ зависит от процесса сварки и присадочного металла.

16. Каким образом должны быть подготовлены заготовки и требования к допускам?

Распространенная при сварке труб технология переноса металла силами поверхностного натяжения (STT), имеет высокие требования к допускам соединений. Сварочный робот SWR работает с допусками до ± 3 мм.

17. Какая мощность и давление воздуха требуются для сварочного робота?

Для коллаборативного робота SWR требуется трехфазное питание и подача сжатого воздуха давлением не ниже 5,5 бар. Напряжение линии питания может быть любым из стандартных напряжений от 208 до 600 В.

18. Безопасность прежде всего — как работает система безопасности на SWR?

Коллаборативный сварочный робот SWR имеет встроенные системы для контроля скорости перемещения и вращения. Они обеспечивают скорость и силу в пределах требуемого уровня в любое время.

19. Какое обслуживание требуется для SWR?

Коллаборативный сварочный робот SWR — это надежная установка. Поэтому требуется только минимальное обслуживание. Обучение оператора также включает обучение по обслуживанию SWR.

20. Можно ли перемещать SWR в цехе?

Сварочный робот должен быть закреплен на бетонной плите толщиной не менее 15 см. Перемещение установки между ранее подготовленными точками крепления возможно посредством мостового крана.

21. Можно ли использовать сварочный робот SWR вне трубного цеха?

Коллаборативный сварочный робот SWR может использоваться вне трубного цеха, если он защищен от осадков и внешних фактором. В первую очередь он предназначен для использования внутри помещений.

22. Сколько весит SWR?

Вес коллаборативного сварочного робота SWR составляет около 1400 кг.

Роботизированная сварка труб и трубопроводов

Инвестпроекты

КЭФ-2021: Сибирь наращивает инвестиционный потенциал

Якутский газовый проект – крупнейший СПГ-проект в России

«Северная звезда» инвестирует в добычу угля на Таймыре

До недавнего времени автоматизированная технология сварки для труб и трубопроводов в значительной степени не дотягивала до технологии, применяемой для сварки листового металла. Сегодня развитие и достижения в области повышения чувствительности различных датчиков, разработки автоматизированных систем управления дуговой сваркой и программного обеспечения для сварки труб и трубопроводов помогают сократить этот разрыв.

Роботизированная сварка труб существует уже более 30 лет. Роботы прочно заняли эту нишу, потому что они могут работать в жаркой, токсичной или другой опасной среде. Также у них есть другие важные «способности», такие как возможность делать стабильный сварной шов в положениях, которые будут неудобными или вообще невозможными для человека. Кроме того, роботизированная сварка может достигать скорости осаждения в 3–5 раз больше, чем ручная сварка.

Качество соединения – еще один «побочный продукт» роботизированной сварки. Большой радиус действия робота уменьшает количество запусков и остановок процесса, а равномерность его движения обеспечивает постоянство сварных швов. Все это уменьшает вероятность дефектов и сводит к минимуму необходимость что‑то потом переделывать. Робот может снизить тепловое воздействие на шов и основной металл, улучшая металлургические свойства и снижая (или вовсе устраняя) необходимость в термической обработке после сварки.

Для большинства применений листового металла и пластин требуются прямые сварные швы, поэтому программирование робота не будет особенно сложным. Напротив, большинство труб и изделий для них круглого сечения и, следовательно, требуют изогнутых сварных швов, а разнообразие диаметров делает программирование немного более сложным.

Различные аппаратные и программные разработки помогли решить и преодолеть многие проблемы, связанные со сваркой труб и трубопроводов.

Детекторы и сенсорные системы. Сенсоры позволяют экономично определять профили труб и соединения для мелкосерийного производства, включая отдельные детали. Быстродействующие, бесконтактные датчики расширяют возможности поиска наилучшего расположения точек соединений. Тактильный и бесконтактный датчики в комбинации позволяют роботу быстро находить начальную позицию сварного шва или разреза.

Некоторые роботизированные системы тактильного восприятия используют напряжение для регистрации положения в пространстве. Оно подается на газовое сопло или сварочную проволоку. Прикосновение к детали сокращает напряжение, позволяя контроллеру робота распознавать начало соединения, измерять объем соединения, перемещать детали или выполнять программы. Диапазон напряжений может колебаться от 40 до 200 В постоянного тока, при этом верхний предел диапазона напряжений обеспечивает лучшее проникновение.

Одним из ярких примеров являются пластины для настила моста, приваренные к опорной двутавровой балке. При этом сама двутавровая балка находится в пределах производственных допусков, но ее высота после сварочных операций изменилась и превысила допустимый допуск сварного шва. Простое касание сенсора в плоскости Z позволит контроллеру быстро установить высоту.

Дальнейшие касания в плоскостях X и Y – и контроллер определит угол расположения пластины в пространстве для начала сварки.
Сквозное отслеживание. В последние годы отслеживание по сварочной дуге значительно эволюционировало и теперь широко распространено в роботизированных приложениях. Чаще всего после того, как робот определит начальную точку, контроллер автоматически включит функцию отслеживания.

Сквозное отслеживание имеет три основные функции. Во-первых, его можно использовать для отслеживания соединения вдоль всего пути, несмотря на отклонения в геометрии объекта или теплового воздействия. Например, если программисты пропишут точки начала и конца сварного шва на кривой длиной 30 сантиметров, сварочный агрегат будет отсчитывать их согласно рельефу поверхности.

Полученные данные также можно использовать для отсчета смещений на следующем этапе сварки. Во-вторых, сквозное отслеживание может «на лету» измерять ширину шва и регулировать скорость подачи проволоки, скорость перемещения, ширину сварного шва, напряжение и ток для компенсации изменений ширины шва. В-третьих, некоторые системы слежения могут использовать эти атрибуты для контроля пути плазменной резки. Одним из примеров является резка трубы для Т-образного соединения.

После того как программист закладывает в программу робота точки пути лазера, система поддерживает постоянную высоту резака. Данные могут использоваться для процедуры сварки на том же роботе после смены инструмента или для отдельной роботизированной ячейки.

Программное обеспечение. Новое автономное программное обеспечение может эмулировать и моделировать сценарии роботизированных сварочных процедур. Программа устанавливает контроллер робота на ПК, что повышает надежность и точность кода. Автономное программирование может прописать все направления, логику и инструкции сварочного процесса для всех деталей. Это также позволяет непрерывно продолжать производство, пока программисты разрабатывают новые программы.

Новые процессы. Трубная промышленность продолжает экспериментировать с экзотическими материалами, новыми конструкциями соединений и экстремальными значениями толщины стенок.

Некоторые процессы были разработаны специально для робототехники, такие как дуговая сварка с модифицированным газом и металлом и CMT (передача холодного металла, процесс Фрониуса), и подходят для тонких материалов. Регулируемое осаждение металла, разработанное в США, лазерные системы и лазерно-гибридные системы открывают еще больше производственных возможностей, как и использование беспрерывной подачи электродов и комбинаций разнородных сплошных проволок.

Несколько кратких тематических исследований, два из которых касаются сварки, а другое посвящено вопросам резки и сварки, иллюстрируют недавний прогресс, достигнутый в робототехнике в области изготовления труб.

Сварка под флюсом. По заказу одной американской компании, которая производит фитинги для водной и энергетической промышленности, а также сваривает трубы различных размеров, немецкий инжиниринговый холдинг начал разработку робота для сварки под флюсом (SAW). Интерес заключался в том, чтобы приварить на конце каждой трубы скругленный край, чтобы они легко фиксировались на месте. Предыдущий метод заключался в том, чтобы каждый раз состыковывать и сваривать концы на месте.

В итоге в Германии разработали производственную ячейку для сварки труб, в которой используются два робота рядом друг с другом, смонтированные на головках SAW. Сенсорная система в данном случае оказалась особенно важна для диагностики качества шва и обеспечения точного пути сварки в этом многопроходном приложении. Еще одним преимуществом являлось то, что в систему включили вакуумную установку для восстановления флюса, которая снижает его потребление. Ранее компания ежегодно выбрасывала тонны флюса.

Идеальная резка для нетипичных деталей. Производители часто сталкиваются с одной проблемой, когда режут отверстие в металлической пластине, прежде чем соединить его с геометрически неидеальной структурной формой. Некоторые отклонения между отпечатком детали и его фактической формой довольно распространены, что делает автоматическую резку отверстий нереальной, поэтому большинство изготовителей полагаются на ручное исполнение. Что трудоемко и также совершенно не страхует от возможных ошибок и приближений.

Чтобы решить эту проблему, была разработана технология Cut-toFit, которая использует измерение с помощью лазера для измерения геометрии трубы любой формы или конструктивной формы. Затем система генерирует путь резака, чтобы соответствовать этой геометрии. Робот может подогнать отверстие под размер с помощью плазменной резки на базовой станции, переключиться на импульсную сварку GMAW на станции смены инструмента; а затем выполнить двусторонний сварной шов с полным проникновением, соответствующий геометрической форме конструкции.

Гибридная лазерно-дуговая сварка (HLAW). Целых три европейских компании-производителя сварочной робототехники разработали систему для высокопрочных трубопроводов большого диаметра как для наземных, так и для морских применений.

Стоимость сварки является основным экономическим фактором при производстве труб большого диаметра. HLAW категорически решает эту проблему. Роботизированная система обеспечивает платформу для выполнения высокоскоростных корневых проходов (приблизительно 5 см/сек), GMAW с помощью лазера обеспечивает проходы заполнения и покрытия и однопроходное полное проникновение в соединение (около 3,5 см/сек). Большинство систем лазерной сварки требуют жестких допусков при подготовке стыков; потому что HLAW использует GMAW, он требует менее критической подготовки стыков. HLAW также снижает потребление присадочного металла, а при оснащении источником питания мощностью 10 кВт обеспечивает однопроходную сварку толщиной до 2,5–5 см и двухпроходную сварку толщиной до 33–40 см. Система использовалась для производства труб из стали X80 и X100, включая сварку в положении 5G.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Гибка металла
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector