CC BY
3059.
17. Kuznetsov M. A., Zernin E. A., Danilov V. I., Kartsev D. S. Application of nanostructured powders to control characteristic of electrode metal transfer and the process of weld structurization // Applied Mechanics and Materials. - 2013. - Vol. 379. - P. 199-203.
18. ГОСТ 6032-2003 (ИСО 3651-1:1998, ИСО 3651-2:1 998). Стали и сплавы
коррозионно-стойкие. Методы испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии.
19. Кузнецов М.А., Зернин Е.А., Колмогоров Д.Е., Шляхова Г.В., Данилов В.И. Строение, морфология и дисперсность металла, наплавленной дуговой сваркой плавящимся электродом в аргоне в присутствии наноструктурированных модификаторов // Сварка и диагностика. - 2012. - №6. - С. 8-10.
Мельников А.Ю., инженер, ООО «ШТОРМ»
Применение роботов в (примеры
Повышение производительности изготовления и качества выпускаемой продукции является одной из важнейших задач получения эффективного производства. Помимо этого в последнее время все более широкое применение находят технологии, позволяющие снизить влияние человека на процесс изготовления.
На фоне возрастающего применения роботов для дуговой сварки компания ШТОРМ начала активное их внедрение на российские предприятия, являясь официальным интегратором роботов, механического оборудования и сварочного оборудования собственного производства. Разработанные комплексы предназначены для сварки любых типов соединений: угловых, стыковых, соединений с узкощелевой разделкой и снабжены различными типами систем слежения за параметрами швов.
Отличительной особенностью всех роботизированных установок, разработанных компанией ШТОРМ, является то, что помимо поставки самого оборудования осуществляется полный цикл мероприятий по запуску и обслуживанию установки, а именно интеграция в единый сварочный комплекс, обучение персонала, написание программ сварки (при необходимости) и сервисное обслуживание во время всего срока службы комплекса.
Исходя из опыта внедрения, следует отметить основные необходимые условия эффективного внедрения роботов:
сварочном производстве реализации)
1) Повышение точности заготовок под сварку роботами. При очень низком качестве сборки робот не сможет обеспечить высокого качества сварки, даже при наличии систем адаптивного управления (системы слежения или технического зрения).
2) Разработка и оптимизация технологий под роботизированную сварку. При разработке технологии сварки с использованием робота необходимо учитывать последовательность выполнения швов. В связи с возможностью при применении робота с высокой точностью поддерживать параметры процесса сварки возможно более точное задание энергетических характеристик дуги для получения швов заданного качества.
3) Разделение операций сварки, установки и снятия изделия, что позволяет сократить в р е м я п р о с т о я р о б от а и п о в ы с и т ь эффективность его использования. Для этого в составе комплексов делают два или более идентичных рабочих места. В связи с этим концепция применения нескольких рабочих зон используется во всех проектах, разработанных нашей компанией.
Роботизированный комплекс для сварки представляет собой сложную единую систему х с большим количеством различных В компонентов, начиная от самого робота и его контроллера и заканчивая системами адаптивного управления и обслуживания робота. ш
В настоящее время разработано
несколько различных типов роботов. Наибольшее распространение для выполнения сварки получили шарнирно-сочлененные антропоморфные роботы с 5 или 6 степенями свободы. Неотъемлемой частью роботизированного комплекса также является оборудование для позиционирования и перемещения изделия (одно или двухосевые вращатели, кантователи или другие роботы), а также оборудование для очистки горелки, вентиляционная система и защитные барьеры.
В процессе сварки образующиеся брызги и газы, прилипая на горелку, загрязняют ее, что приводит к нарушению процесса сварки, а образующаяся в конце процесса капля на конце проволоки нарушает последующее зажигание дуги. В связи с этим требуется периодическая очистка горелки. Для выполнения данной задачи роботизированные установки комплектуют станциями очистки горелки. Они выполняют очистку сопла от брызг, обрабатывая его с помощью специальной фрезы, а также выполняют обрезку конца проволоки и наносят специальное антипригарное покрытие, снижающее прилипание брызг.
Для поддержания точного положения горелки относительно стыка роботизированные установки комплектуются различными системами слежения. Наиболее распространенной является система слежения, в которой в качестве датчика используется сварочная дуга. В данной системе слежение осуществляется при обработке сигналов тока и напряжения на дуге, формируя сигнал ошибки положения. На основе сигнала ошибки форм ируется уп равля ющий си гн а л и осуществляется корректировка положения. Тем самым обеспечивается требуемое постоянное качество швов.
Наиболее простым примером является разработка роботизированного комплекса для сварки элементов рамы грузового автомобиля (рис. 1). В данном проекте использовалось два одноосевых позиционера. При его осуществлении было изучено взаимодействие различных систем комплекса, в частности робота и сварочного оборудования ШТОРМ-ЛОРХ (Россия), а также было отработано подключение всех систем и написание
программы работы комплекса.
Рис. 1. Общий вид роботизированного комплекса
Показательным проектом стала разработка сварочного комплекса для изготовления муфт (рис. 2). Основная сложность проекта заключается в высоких требованиях к точности поддержания размеров изделия (отклонение размеров после сварки не более 1,0 мм) и высоким требованиям к качеству швов (швы подвергаются рентгенографическому контролю).
В составе данного комплекса были использованы два двухосевых позиционера с грузоподъемностью 500 кг каждый. Применение двухосевых позиционеров за счет введения наклона планшайбы позволяет выставлять изделие в удобное для сварки положение, обеспечивая благоприятные условия для формирования шва (рис. 3).
Так как при изготовлении муфты предъявляются высокие требования к точности поддержания размеров, то при этом необходима ее сборка и сварка в сп ециальном приспособлении (кондукторе). В связи с этим вместе с представителями предприятия-заказчика был разработан кондуктор для сборки и сварки муфт.
В результате внедрения данного 2 комплекса по данным предприятия-заказчика * удалось:
1) повысить производительность труда в а 2,1 раза в сравнении с механизированной в сваркой;
2) снизить количество внутренних дефектов на 15%, а количество наружных
дефектов на 10%;
3) снизить трудоемкость операции зачистки
явилось применение робота для сварки внутреннего контура котла (рис. 4 и 5). В данном
Рис. 2. Общий вид комплекса для сварки муфт
Рис. 3. Внешний вид швов, выполненных с использованием робота на 10%. случае на предприятие были поставлены 2
Примером производственной интеграции только робот и станция очистки горелки.
Позиционеры для установки изделия в необходимое положение при сварке были предоставлены предприятием-заказчиком (было использовано два позиционера). Поэтому важной задачей при выполнении проекта была интеграция робота и позиционеров в единый
роботизированный комплекс представляет собой полностью укомплектованную ячейку для сварки с защитными экранами и барьерами и системой вентиляции (рис. 7).
Всего было изготовлено две таких роботизированных ячейки по одной для сварки
Рис. 4. Внешний вид роботизированной установки для сварки внутреннего
контура котла
комплекс, что и было успешно сделано.
Одним из наиболее технически сложных проектов была разработка роботизированной ячейки для сварки таких изделий, как роликоопора и стойка (рис. 6). Особенностью д а н н о го п р о е кт а я в л я л о с ь т о , ч т о
каждого вида изделия. Выполнение каждого вида деталей в отдельной ячейке позволяет значительно повысить количество выпускаемых изделий и практически исключить операции переналадки установки. Каждая ячейка в свою очередь имела два рабочих места.
Рис. 5 - Внешний вид швов, выполненных с использованием робота
Также оригинальностью конструкции отл ич ается вен тил я цион н ая си стем а комплекса, она выполнена подвижной и перемещается в то место, где в данный момент выполняется сварка. Данное обстоятельство делает ее максимально компактной и эффе кти в н ой . П ри этом п оя вл я ется возможность установки изделия на место сварки и снятия его после сварки с помощью крана. Помимо этого расположение вентиляции непосредственно на месте сварки создает дополнительную защиту от излучения для крановщика, который в это время загружает новое изделие.
Выводы
Учитывая такие особенности текущего
состояния сварочного производства как: нехватка квалифицированных сварщиков, ужесточение требований к качеству продукции, можно говорить о значительном росте спроса на роботизированные установки, как в настоящее время, так и в будущем.
Можно предполагать, что наибольшего роста, достигнет использование роботов для дуговой сварки (MIG/MAG, TIG сварка), также произойдет значительн ое увеличение использования роботов для лазерной сварки и гибридных технологий (например, сочетание лазерной и MIG / MAG сварки) и для высокопроизводительных многодуговых процессов.
Рис. 6. Трехмерная модель роботизированного комплекса
Рис. 7. Комплекс для сварки изделия «Стойка»
