Сварочные установки для серийного и массового производства

Малогабаритные детали и узлы могут быть приблизительно однотипными и свариваться в значительных количествах. Не принято обсуждать целесообразность  применения сварочных роботов в крупносерийном производстве – вся автомобильная промышленность вроде как давно перешла на роботизацию сварочных операций. Но везде ли так оправдан и незаменим сварочный робототехнический комплекс и так ли оправдано применение робототехнических комплексов с экономической точки зрения?

Основное преимущество робототехнического сварочного комплекса перед узкоспециализированной установкой – это высокая производительность в сочетании с гибкостью ячейки в выполнении сварки для различных типов изделий.  Такой выбор вполне обоснован с учетом российской не отличающейся стабильностью ситуации с заказами. “Если что – переобучим робот и будем сваривать хоть пятиугольное” – в это есть рациональное зерно. Однако, если основной тип ваших изделий не содержит сложно расположенных в пространстве криволинейных швов – то стоит обратить внимание на так называемую “жесткую автоматизацию” – автоматизированные сварочные установки предназначенные для выполнения строго определенных задач по сварке для одного или нескольких типов изделий.

Сравнение сварочных установок “жесткой автоматизации” по производительности со сварочным роботом (ячейкой).

С точки зрения чистого времени сварки они равны, если конфигурация шва простая и деталь может быть сварена на одной установке. В этом случае степень автоматизации не влияет на технологию  и скорость сварки.  А на производительность влияет степень загрузки автоматизированного оборудования  непосредственно операцией сварки и время технологических простоев для текущего обслуживания.  Тут важнее оказывается не уровень автоматизации самих сварочных операций, а скорость смены деталей в автоматизированной сварочной установке или в кондукторе сварочного робота. Робототехнический комплекс может одновременно работать на нескольких кондукторах, время обслуживания горелки тоже минимально, время переходов от сварки одного изделия к другому зависит от робота и расположения кондукторов. Несложная автоматизированная сварочная установка уступит таким образом организованной роботизированной ячейке в производительности. Вопрос если у вас на производстве используются сварочные роботы до какой степени у вас автоматизирована или механизирована подача заготовок? Если эти вопросы не решены а время – то производительность будет отличаться незначительно.

Эксплуатационный ресурс, стоимость текущего обслуживания и ремонта , надежность , стоимость.

Эксплуатационный ресурс роботизированной ячейки. Робот обычно нормально работает несколько лет – затем начинаются проблемы с механической частью, датчиками, сервоприводами – начинаются немалые затраты на текущий ремонт. С современными тенденциями развития компьютерной техники и контроллеров система управления устаревает лет через 5 и к ней могут перестать просто производить запасные части. Итого замена копеечной интерфейсной платы выливается в немалую техническую и денежную проблему – это и траты и простой.  То есть оптимальный ресурс работы робота – 4-5 лет, дальше “как повезет”. Те же автопроизводители меняют оборудование на конвейерах вместе с модельным рядом – а он меняется даже чаще.  Подумайте почему?

Срок службы сварочной установки “жесткой автоматизации” в данном случае мало чем отличается от ресурса РТК. Что касается стоимости запасных частей – то такие установки как правило собираются из стандартных (стандартизированных) узлов и деталей, к тому же их в них меньше чем в сварочном роботе. Меньше деталей – больше надежность. Однако касательно общего ресурса службы таких сварочных установок – он сопоставим.  Не имеет смысла рассчитывать его более чем на 4-5 лет интенсивной эксплуатации.  За этот срок наступает износ подшипников, направляющих линейных приводов, “отрабатывает свое” пневматика, сварочная оснастка, источник питания для сварки. Учитывая модульную конструкцию установки возможно ее восстановление с поблочной заменой изношенных узлов и возможно контроллера ( по тем же причинам что и на роботе) – В этом случае можно восстановить практически полностью первоначально заложенный ресурс установки. И стоить это будет значительно дешевле чем восстановление сварочного робота, но сопоставимо со стоимостью новой такой установки.

Стоимость роботизированной ячейки ( предположим под данную задачу – робот, источник, механизм подачи сварочной проволоки, станция обслуживания горелки, 2 позиционера, 2 кондуктора, устройства безопасности, стартовый комплект расходных материалов) – это порядка 200 тыс евро ( в России).

Стоимость сварочной установки “жесткой автоматизации” – составит порядка 30 – 40 тыс. евро (установка, кондуктор, хоть и достаточно простые – но устройства безопасности, комплект расходников на начальный период эксплуатации).   Следует понимать – что речь только о порядке цены оборудования.

На сварочный робот можно организовать карусельную подачу заготовок. Да, но сделать тоже самое для заготовок с несложным расположением швов никто не мешает и в “жесткой автоматизации” сварки.  Установка на рисунке справа позволяет вести сварку с поперечными колебаниями горелки или без них по двум направлениям.  Установленные на линейных приводах энкодеры позволяют выполнять несколько швов на детали за 1 установ. При замене контроллера возможно выполнение швов конфигураций отличных от прямолинейных – например автоматическая сварка патрубка в доску или фланец.

В принципе, можно использовать  2 неподвижных кондуктора и 2 верхних части с приводами. Все это может работать от одного контроллера и одного сварочного источника. Попеременной сменой деталей при такой автоматизации сварки может заниматься и малоквалифицированный рабочий персонал.

Компактная установка для сварки кольцевых и продольных швов или наплавки

Установка для сварка кольцевых или наплавки по спирали (доступна спирально-шаговая).

Это “альтернативная замена” робота для перемещения деталей, а вопрос производительности и постоянства качества решен.

Еще несколько концептов несложных сварочных установок.

Автоматическая наплавка ( например для букс вагонов)

Сварка или наплавка отдельных зон детали - установка с ЧПУ. Разработка для автоматизации наплавки букс грузовых вагонов

На базе горизонтального сварочного вращателя и линейных приводов (разумеется с установкой безлюфтового привода планшайбы вращателя, энкодеров положения по всем осям и блока ЧПУ сварочной установкой и дополнительного оборудования) можно создавать установки для сварки или наплавки малогабаритных деталей.
При этом наплавляемые зоны могут не являться поверхностями тела вращения. По схеме легко понять, что головка с горелкой перемещается по принципу декартового робота с 4-ой осью (вращение детали).  Разумеется подобный принцип может быть использован и для проведения сварочных работ.

Отдельно остановлюсь на установках для высокопроизводительной приварки фланцев, вварки патрубков в днища и схожих задач.установка для сварки стоек с 2-мя горелками фото рабочей зоны

В этих установках горелка движется вокруг изделия – на фото можно видеть рабочую зону подобной установки для сварки подпятников стоек. Учитывая скорость сварки около 35 метров в час и диаметр стойки около 40 мм цикл сварки 2-мя горелками длиться около 7 секунд. С учетом необходимых перемещений частей установки, времени для подачи следующей заготовки и периодической остановки установки для обслуживания и замены расходных материалов производительность такой установки около 250 стоек в час. Производительность сравнимая с контактной или рельефной сваркой.   Стоит отметить что вокруг 1-й карусельной или линейной подачи заготовок может быть установлено несколько таких головок (например для одновременной или последовательной сварки нескольких деталей) – таким образом можно не затрачивать время на такелажные операции и в то же время не увеличивать время цикла сварки одной сборочной единицы.

А теперь оцените бесперебойность производства при возникновении неисправности оборудования в случае с одним сварочным роботом для работы на 2-х кондукторах попеременно ( затраты 200 тыс евро) и  двумя сварочными установками  по 40 – 60 тыс евро (собранных не из китайских комплектующих и оснащенных надежными и современными источниками питания). В случае простоя робота сварка производство может продолжаться только “из задела”, а строк устранения неисправности может оказаться долгим, –  в случае же с двумя установками и неисправности одной из них вы получаете снижение производительности на операции в 2 раза, и, если ремонт затягивается а загрузка производства не в 3 смены – то возможно и почти полностью компенсировать этот простой за счет временного изменения графика работы на участке.

 



Отзывов (2)

  1. Александр пишет:

    Интересует установка электродуговой сварки в атмосфере аргона УЭС-3 УМР2.337.003.
    Можно аналог.

    • kusto пишет:

      Александр, указанная вами установка кажется является предшественником еще установок конца 80-х начала 90 -х годов семейства АДСВ. К сожалению параметров на нее найти не могу. Сейчас делается много других вариантов -- так что наверное стоит отталкиваться от параметров изделий и условий эксплуатации. Подбор полного аналога??? Скорее всего не имеет смысла -- много что здорово изменилось и в горелках и в источниках и в регулировании и в процессах сварки.

Ваш запрос, отзыв или комментарий

Все поля заполняются на Ваше усмотрение.

Используются файлы cookie, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая пользование данным сайтом, Вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.