+38 (048) 729-63-53

Украина, 65031, г. Одесса, ул. Грушевского 39е, 4 эт, оф. 25
info@arguslimited.com.ua

Комплексный подход к решению производственных задач автоматической и полуавтоматической сварки

Главная цель автоматизации — повышение конкурентоспособности предприятия за счёт перехода на новые менее лимитирующие и более гибкие и совершенные сварочные процессы, снижения себестоимости, унификации, сокращения объёма подготовительных и вспомогательных операций и площадей, снижения требованй к квалификации персонала и снижения его утомляемости, сокращения времени переналадки при переходе на выпуск других изделий, повышения ритмичности производства, повышения прогнозируемости, сокращения ассортимента расходных материалов и, разумеется, повышения качества самого сварного соединения.

Автоматизированный сварочный комплекс — это существенно больше, чем комплекс оборудования для автоматической сварки. Вопросы подготовки производства должны быть тщательно проработаны, а вспомогательные операции в достаточной степени автоматизированы и надёжны, чтобы обеспечить максимальное время горения сварочной дуги.

Задача компании-интегратора состоит именно в том, чтобы не допустить потерь, вызываемых растягиванием сроков внедрения, ошибками и просчётами в проекте, попытками сэкономить на специалистах, комплектующих и времени предпроектной подготовки. Имея большой практический опыт, интегратор способен предложить наиболее эффективный и рентабельный уровень автоматизации, необходимый и, что более важно, достаточный для вашего производства.

Процесс автоматизации сварочного производства представляет собой взаимопереплетение следующих подзадач:
 1. выбор высокоэффективной сварочной технологии, соответствующей современному уровню производства и стоящих перед конкретным производством задач, включая и перспективные,
 2. выбор оборудования и материалов, позволяющих эту технологии реализовать с наилучшим качеством и наивысшей производительностью,
 3. разработка схемы и выбор оборудования для выполнения вспомогательных операций, включая подготовительные операции, такие как установка и смена заготовок и деталей, финишные операции, операци по контролю качества и др.,
 4. выбор приспособлений и оснастки, обеспечивающих автоматизацию работы выбранного сварочного оборудования при заданных технологических особенностях изготавливаемых изделий, схемы выполнения вспомогательных операций, производственых площадей заказчика, иных требований проекта,
 5. интеграция всего выбранного оборудования в единый работоспособный комплекс, включая проектирование и изготовление необходимых узлов и систем связи, разработку и отладку сварочных процедур, разработку и отладку процедур синхронизации.

Многие поставщики, представленные сегодня на рынке, подменяют задачу автоматизации сварочного производства продажей «всевозможных приспособлений и оснастки для автоматизации вашего производства», не имея ни возможнсти, ни желания помочь заказчику даже в их выборе. К сожалению, просто выбор тех или иных роликов, манипуляторов с тем или иным вылетом стрелы, позиционеров, вращателей, консолей и порталов с разными геометрическими размерами, подъёмной мощностью и материалом, из которого они изготовлены, не решает задачу организации сварочного производства на автоматизированном комплексе. 

Безусловно, большинство технологов могут сами выбрать требуемую им оснастку под имеющийся у них сварочный процесс. Однако сварочная отрасль постоянно развивается — сварочные процессы, сварочное оборудование и сварочные материалы всё время модернизируются, совершенствуются, разрабатываются новые, принципиально новые… Так, например, в настоящее время активно внедряются цифровые процессы управления сварочной дугой, разработанные и опробированные за последнее 10тилетие. Технолог, занятый вопросами своего производства, просто не имеет времени постоянно следить за всеми новинками, постоянно появляющимися на рынке.

И если даже уследить за всем объёмом поступающей информации сложно, то ещё сложнее отделить рекламные ходы от реальных преимуществ, гарантирующих повышение эффективности производств, их внедряющих.

Существует и другая проблема, о которой тоже, к сожалению, часто умалчивают компании, продающие «оснастку и приспособления для автоматизации и роботизации». Проблема эта заключается в том, что, для того чтобы собрать в единый комплекс выбранный вами сварочный аппарат, механизм подачи сварочной проволоки, механизм подачи и сбора флюса (в случае сварки под флюсом), все требуемые блоки управления и т.д., вам потребуется инженер-конструктор и инженер-технолог, которые, рассчитав все статические и динамические параметры, разработают недостающие рамы, крепёж, способы прокладки кабелей и шлангов и тому подобное, так, что выбранное сварочное оборудование будет работать в полную силу своих возможностей.

А далее все эти узлы нужно изготовить, собрать и наладить весь комплекс, отработать режимы сварки и пройти контроль качество. В ряде случаев основные производственные узлы удобно и выгодно собирать и отлаживать на промежуточной площадке и лишь затем доставлять на производственную площадь заказчика.

Как правило, эту задачу решают компании-интеграторы, имеющие специальные знания и практический опыт и в сварочных процессах, и в технологиях сварочного производства, и в механических расчётах.

Уже в 2001 году промышленные предприятия, занятые выпуском сварочного оборудования, средств автоматизации и их интеграцией, продолжая успешно увеличивать свои обороты, начали сталкиваться с противоречием: с одной стороны необходимо обеспечить подъём на производстве заказчика производительности и качества, с другой же стороны, заказчик испытывает острый дефицит квалифицированных сварщиков. Развитие систем автоматизации и совершенствование входящих в них компонентов, включая и надёжные датчики касания, позволяют в настоящее время достичь повторяемости и стабильно высокого качества сварки, обеспечивая при этом слежение за траекторией, длиной сварочной дуги и вылетом электрода. Сегодняшние сварочные процессы позволяют успешно решать задачу автоматического поддержания постоянства состояния сварочной ванны, освобождая, тем самым сварщика от необходимости непрерывного слежения за процессом сварки.

Для реализации процессов комплексной автоматизации сейчас активно привлекается компьютерное моделирование и компьютерное обучение операторов. Таким образом удаётся подготовить операторов сварочного комплекса практически одновременно с окончанием пуско-наладочных работ. 

Для внедрения сварочных комплексов требуется не только совершенная технология. Огромное значение здесь играет живой постоянный контакт с заказчиком, направленный в первую очередь на то, чтобы понять его требования и его граничные условия.

Ещё относительно недавно заказы на разработку, поставку и внедрение автматизированных комплексов удавалось получать благодаря связям и “перебиванию“ цен у конкурента. Сегодня ситуация резко изменилась. Главным критерием заказчика является эффективность работы комплекса и возможностью его многолетней эксплуатации в условиях меняющейся производственной программы.

Поставщики, которые остались на старых позициях, предлагая только лишь “ассортимент металлоизделий, редукторов, двигателей, электротехнических систем, вращателей, колонн“, уже не выдерживают конуренции. Заказчику сегодня требуется поставка законченного работоспособного комплекса, в срок и с гарантированной технической поддержкой. Очень часто выбор производителя оборудования для автоматизированных систем зависит от его возможности своевременно производить гарантийный и постгарантийный ремонт и своевременно поставлять запасные части. Комплекс не должен простаивать!

Политика нашей компании строится на понимании и практическом учёте всего вышеизложенного. Вы готовы автоматизировать своё производство — мы рады вам помочь!

При изучении возможных и целесообразных автоматизированных решений необходимо убедиться в том, что предложение потенциальных поставщиков позволяют решить весь спектр стоящих задач, сначала, разумеется, эти задачи определив.

Некоторые производители отличаются большей экспертизой в области собственно сварки — улучшенные сварочные процессы, глубокое управление сварочной дугой, подавление разбрызгивания, — что в сумме ведёт к улучшению качества сварного соединения. 

Одновременно эти производители уделяют особое внимание интеграции сварочного оборудования с автоматизированной оснасткой, командоаппаратами, средствами контроля и диагностики и системами планирования и управления производством. Технически грамотная комбинация оборудования для сварки, средств автоматизации и роботизации, средств установки и позицинирования и другого вспомогательного оборудования позволяют оптимизировать время производственного цикла, достигая стабильного повторяемого качества.

В ряде случаем важную роль играет выполнение вспомогательных операций, таких, например, как индукционный подогрев, широко используемый как перед сваркой, так и после неё. Использование индукционного подогрева позволяет более эфективно решать ряд сварочных задач, особенно при сварке толстостенных изделий и в тех случаях, когда к сварному соединению предявляются повышенные требования по механическим качествам, включая работу в условиях низких темперратур. Индукционный подогрев позволяет применить более произвдительные сварочные технологии и снизить процент брака.

Соответствие оборудования задачам завтрашнего дня, в том числе, задачам организации производства, является важным вспомогательным критерием выбора системы автоматизации.

При необходимости может быть построена подробной компьютерная модель и 3хмерная анимация, детально отражающие процес автоматизированного производства. Такой подход позволяет достичь следующих преимуществ:
 1. обнаружение и устранение “узких“ мест, неэффективных операций и потенциальных проблем безопасности работ;
 2. анализ нагрузки на оператора и потенциального влияния его квалификации и усталости на качество и производительность;
 3. моделирование переналадки производства;
 4. проверка и коррекция производственного графика и пооперационного хронометража;
 5. сравнение различных вариантов расположения оборудования в цеху и оптимизация занимаемого пространства;
 6. обнаружение возможных проблем пересечения тракторий горелок, заготовок и систем установки;
 7. изучение альтернативных вариантов организации операций.

Технологии и оборудование NEXTWELD®

Технологи по сварке как и собственно сварщики не могут не оценить передовые сварочные технологии Nextweld, занимающие лидирующее положение в отрасли и опережающие конкурентов на 5-10 лет.

Nextweld объединяет сварочные процессы, оборудование и материалы, позволяя создавать сварочные производства, адаптируемые к решению практически любых сварочных задач.

Nextweld является комплексным подходом к организации сварочного производства и позволяет легко интегрировать силовую электронику, цифровые коммуникации и уникальные методы управления сварочной дугой (Waveform Control Technology™). Такая интеграция повышает эффективность и качество производства и позволяет снизить себестоимость, одновременно придавая производству гибкость.

Новизна подхода Nextweld состоит именно в том, что при создании этого комплекса технологий, процессов, оборудования и материалов были проанализированы потребности сварочных производств. Задача была поставлена и решена в значительно более широком контексте, чем просто качественное выполнение отдельного сварного соединения.

Nextweld позволяет сварщикам управлять характеристиками дуги, достигая точного соответствия процесса сварки требованиям. Основным здесь является не только гибкость управления каждым отдельным параметром, но и обеспечение взаимосогласования этих параметров в автоматическом режиме. При изменении одного из сварочных параметров, произошедшим либо в связи со вмешательством оператора, либо по каким-то иным причинам (например, нарушение геометрии, отклонение в скорости подачи и т.п.), происходит автоматическая синергетическая коррекция остальных сварочных параметров с тем, чтобы обеспечить качественное выполнение сварного соединения и поддержание тепловложения и равномерности наплавки.

Таким образом, процессы, построенные по технологии Nextweld, позволяют достичь высокой производительности и отличаются резко сниженной чувствительностью к неравномерностям, дефектам сборки и установки заготовок.

Глубина регулировок, присущая процессам Nextweld, значительно превосходит традиционные процессы. В первую очередь это касается величин тепловложения, вязкости сварочной ванны и распределения энергии в цикле образования капли, что позволяет повысить коэффициент наплавки, используя, например, двухдуговую сварку на таких толщинах металла, при которых традиционный сварочный процесс с трудом позволяет вести сварку в одну дугу.

Как уже было отмечено, каждая технология группы NextWeld базируется на комбинации 3х основных составляющих: эффективного управления эпюрой сварочного тока (Waveform Control TechnologyTM), силовой электронике и инновационных системах цифровых коммуникаций:

Waveform Control Technology™

Система управления эпюрой (формой волны) сварочного тока, получившая название Waveform Control TechnologyTM, разработана компанией Lincoln Electric для управления процессами, происходящими в сварочной ванне, с помощью программного обеспечения. Сопоставимых результатов ранее удавалось достичь лишь заменой сварочного оборудования и материалов.

Waveform Control TechnologyTM позволяет разрабатывать процессы сварки с повышенной производительностью, повышенным качеством и, более того, требующие меньшей квалификации сварщика.

Силовая электроника

Силовая электроника — это использование электронных устройств как для управления, так и для преобразования электроэнергии. Она базируется на разработке специальных электронных схем, магнито-электрических приборов, а также средств и методов управления ими. Силовая электроника должна отвечать требованиям высокого КПД и высокой компактности.

Силовая электроника сварочных аппаратов, выполненных с применением NextWeld, позволяет сделать эти аппараты лёгкими, хорошо управляемыми и высоконадёжными. Эти сварочные аппараты проходят заводские и полевые испытания в самых тяжёлых климатических условиях при высоких механических нагрузках.

Цифровые коммуникации

Под цифровыми коммуникациями понимается организация передачи значительных объёмов информации между компонентами, составляющими сварочный комплекс (в том числе, между источником сварочного тока и механизмом подачи проволоки). Передача эта должна осуществляться с высокой скоростью и большой надёжностью в условиях сильных магнитных полей, наводок и искровых помех, характерных для сварочных производств. С помощью таких коммуникаций и обеспечивается малое время реакции на изменение условий в сварочной ванне. При многодуговой сварке те же цифровые коммуникации позволяют согласовать работу всех участвующих в процессе источников сварочного тока и механизмов подачи проволоки.

Эта система коммуникаций изначально разработана экономически рентабельной — соединительные узлы и кабели передачи данных должны быть надёжными и пригодными к эксплуатации в тяжёлых промышленных условиях и при этом не дорогими. По сравнению с аналоговыми системами связи цифровые системы позволяют ускорить передачу данных, создать обратную связь с существенно, на порядок меньшим временем запаздывания. Время запаздывания является критическим параметром для обеспечения эффективного контура поддержания сварочной ванны в требуемом по технологическому процессу состоянии. Управление эпюрой сварочного тока, силовая электроника и цифровые коммуникации являются фундаментом, на котором созданы такие сварочные процессы как Pulse-On-Pulse™, Power Mode™, STT®, Tandem MIG и ArcLink®.

Эти процессы и технологии, наряду со многими другими встроены, в источники сварочного тока серии PowerWave и механизмы подачи проволоки серии PowerFeed, что и позволяет при использовании их, в том числе и в комплексах автоматической сварки, снизить себестоимость производства и увеличить его прибыльность. 

Всё оборудование на 100% проходит рабочие испытания на заводе-изготовителе.

Приспособления для крепления и/или перемещения свариваемого изделия или сварочных головок

1. Гидравлическое прижимное оборудование (джаммеры), позволяющие удерживать деталь в ходе сварки.
 2. Правильное оборудование. 
 3. Колонны с различной грузоподъёмностью, различным вылетом стрелы, выполненные из различных по прочности материалов.
 4. Роликовые и гусеничные, пассивные и с приводами вращатели на различные типы и диаметры изделий, а также имеющие различную грузоподъёмность.
 5. Самодвижущиеся платформы для организации перемещения колонн.
 6. Сварочные порталы.
 7. Балки с приводами.
 8. Роботы-манипуляторы.
 9. Позиционеры с различными углами наклона, поворота, высотой подъёма-спуска закреплённого на них свариваемого изделия, с различными способами крепления на них свариваемого изделия, различного размера и грузоподъёмности.
 10. Шпиндельные вращатели с упорами и зажимами и поддерживающими приспособлениями (задняя бабка), в том числе, смонтированные на станине.
 11. Поворотные и наклоняемые столы, в том числе и с магнитными захватами.
 12. Симеры для сварки как продольных, так и поперечных сварных стыков для различных длин, диаметров и толщин свариваемых изделий, с различной степенью автоматизации и слежения за сварным швом, а также с различным уровнем производительности.
 13. Приспособления для сварки кольцевых швов в сложных пространственных положениях.

Механические, лазерные и видеосистемы слежения

Для расширения области применения автоматизированных технологий, разработана специальная система слежения за сварочным швом, осуществляемого через сварочную дугу. Система слежения за сварным швом основана на использовании обратной связи по сварочному току и позволяет правильно позиционировать сварочную горелку в стыке. Управление траекторией горелки осуществляется как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Эта система в комбинации с высокоточным методом детектирования касания позволила применять автоматизацию там, где раньше это было невозможно.

Системы сбора и рециркуляции флюса

Комплексы для сварки под флюсом часто комплектуются системами для сбора и рециркуляции флюса.

Комплексная адаптация и интеграция оборудования в единый производственный комплекс

Это исключительно важный этап проекта. Именно здесь всё выбранное ранее серийно выпускаемое оборудование приобретает так называемый custom design и собирается в комплекс, предназначенный решать именно вашу производственную задачу.

На этом этапе дорабатываются и изготавливаются все нетиповые приспособления и сопрягающие узлы, разработанные в ходе проектных работ по созданию автоматизированного комплекса. 

На этом этапе осуществляется:
• изготовление оснастки и приспособлений, необходимых для установки и фиксации заготовок,
• изготовление узлов, обеспечивающих крепление сварочного оборудования, блоков управления и контроля, систем подачи и регенерации флюса и т.д.,
• прокладка кабелей, объединяющих сварочное оборудование, блоки управления и контроля, системы подачи флюса и т.д. и доработка оборудования для выполнения этой прокладки,
• изготовление путей, конвейерных систем, систем палет и иных приспособлений, обеспечивающих необходимые холостые и рабочие перемещения деталей, заготовок и исполнительных механизмов.

Далее выполняется программирование сварочных режимов и циклограмм работы коммандоаппарта.

Этап заканчивается выполнением поузловой сборки и промежуточных испытаний, включая испытания сварочного процесса и циклограмм коммандоаппарата.

 

Монтаж, пуско-наладка, обучение

На заключительном этапе работ выполняется монтаж или шеф-монтаж оборудования, пуско-наладочные работы и обучение персонала заказчика управлению автоматическим комплексом, включая, если это предусмотрено, программированию комплекса и его переналадке.

При обучении, как правило, выделяются следующие основные направления:
• программирование источников сварочного тока,
• программирование командоапаратов,
• проведение диагностики источников сварочного тока и коммандоаппаратов,
• анализ протокола сварки,
• информационный обмен между компонентами автоматизированной системы и центральной системой управления.

Разумеется, заказчик может указать те задачи обучения, которые представляются ему актуальными — как из числа вышеперечисленных, так и смежных с ними направлений.

 

 


Обслуживание и эксплуатация

Мы можем рекомендовать заказчику необходимый набор контрольно-измерительной аппаратуры, позволяющей проводить полную диагностику компонентов комплекса, а также специальные сервисно-диагностические программы и программы управления производством.

При программировании и обслуживании комплекса в цеховых условиях мы рекомендуем использовать специальные ноутбуки, имеющие повышенную степень защиты от пыли и случайных ударов. 

Целый ряд оборудования может также программироваться с помощью карманных компьютеров на основе операционной системы PalmOS. На этих микрокомпьютерах устанавливается программное обеспечение WeldManager, обеспечивающее прямой доступ к информации о системе, настройкам и конфигурированию. Подключение микрокомпьютера в цеховых условиях обычно осуществляется через инфракрасный порт, т.е. без использования разъёмов и проводов.

К основным функциям программного обеспечения относятся: начальная настройка, защита определённых сварочных параметров от их изменения оператором, определение допустимых пределов изменения сварочных параметров оператором, копирование процедур между различными источниками сварочного тока, архивирование процедур, загрузка процедур, установка сетевых параметров (Ethernet) и, разумеется, подробные подсказки и функции помощи.

На макроуровне может применяться программное обеспечение для мониторинга производства. Это программное обеспечение предназначено для интеграции сварочного оборудования с системами управления производством. Оно позволяет записывать и отображать данные о выполнении каждого сварного соединения, осуществлять автоматическую разбраковку по критериям несоблюдения параметров сварки (ток, напряжение, скорость подачи проволоки, скорость перемещения заготовки и иным, вспомогательным, парамерам), отслеживать ресурс расходуемых материалов и заменяемых узлов, а также выполнять удалённую диагностику.

Скачать презентацию в формате PDF

Наши партнеры:

© Все права защищены международным законодательством об авторском праве. Логотипы и фотоматериалы принадлежат их законным владельцам.

Аргус Лимитед ООО
65031, Украина, г. Одесса
ул. Грушевского 39е, 4 эт, оф. 25
т.ф.: +38 (048) 729-63-53
info@arguslimited.com.ua