Рекомендації інтегратора з вибору роботизованої зварювальної системи
Роботизовані зварювальні системи забезпечують швидкість, точність і повторюваність технологічних операцій при виготовленні металоконструкцій, що може підвищити продуктивність і стабільність, а також скоротити невиробничі витрати на виправлення дефектів. Можливість економії - основна причина, через яку багато компаній вкладають кошти в автоматизацію. Брак кваліфікованих зварників також сприяє впровадженню автоматизованого зварювання.
Однак для того, щоб досягти максимального економічного ефекту недостатньо придбати і встановити робот або роботизовану зварювальну систему (РСС). Нехтування іншими важливими складовими, пов'язаними з функціонуванням РСС, наприклад, вибором зварювального устаткування і матеріалу, а також допоміжного обладнання для збирання і контролю, навчанням оператора, організацією профілактичного обслуговування може призвести до того, що РСС буде працювати не так, як повинна. Роботизована зварювальна система може бути настільки ж ефективною в виробничому циклі, наскільки може виявитися і «слабкою ланкою» і привести до збільшення виробничих витрат за рахунок простоїв і додаткових «доробок» в процесі експлуатації. Для того щоб РСС стала основою для перетворення виробничого процесу, забезпечила виготовлення якісної продукції з мінімальними виробничими витратами достатньо прислухатися до порад інтеграторів, що мають достатні інженерні знання і досвід.
Порада №1 Підвищуйте якість підготовчих і складальних робіт під зварювання роботами, заздалегідь продумайте необхідні кроки з модернізації виробництва з метою отримання максимального результату від РСС.
Не варто думати, що установка РСС вирішує проблеми на всіх етапах зварювального виробництва. Для того, щоб отримати максимально очікуваний результат від роботи робота, потрібно бути готовим до модернізації матеріально-технічної бази підприємства, технології зварювального процесу (від підвищення якості заготівельних і складальних робіт, до навчання персоналу тонкощам управління РСС). Спочатку варто переглянути підхід до складальних операцій, визначитися, чи будуть частини деталі, що зварюється схоплені попередньо або НЕ схоплені деталі будуть жорстко зафіксовані в спеціалізованому оснащенні і т. д. Роботів дуже складно адаптувати до змінних зазорів між зварюваними деталями і до деталей, які не мають повторюваності по геометрії. При дуже низькій якості збірки робот не зможе забезпечити високої якості зварювання, навіть при наявності систем адаптивного управління (системи стеження або технічного зору).
При розробці технології зварювання з використанням робота необхідно враховувати послідовність виконання швів. У зв'язку з можливістю при застосуванні робота з високою точністю підтримувати параметри процесу зварювання допустиме більш точне завдання енергетичних характеристик дуги для отримання швів заданої якості.
Щоб уникнути неприємних сюрпризів і розчарувань в майбутньому, слід передбачити кроки з модернізації заготівельних операцій. Оновлення парку машин плазмового різання, модернізація існуючих пресів і штампів також є важливими етапами переходу на роботизоване виробництво.
Порада №2. Правильно вибирайте зварювальне обладнання (джерело живлення, подаючий механізм, пальник) - це ключ до успішної роботи всієї роботизованої системи, а не тільки робота.
Робот не є найважливішим елементом в загальній конструкції системи. Найбільш значущим елементом у виробничій системі на основі роботів є обладнання, яке включає джерело живлення, подаючий механізм і зварювальний пальник (при дуговому зварюванні суцільним або порошковим дротом в середовищі захисного газу). Робот буде здійснювати рух за заданою програмою, навіть якщо зварювальне обладнання працює ненадійно або неправильно, але система буде працювати невірно. В результаті постраждає весь виробничий процес, і кінцевий продукт не буде мати необхідних експлуатаційних характеристик.
Сучасне зварювальне обладнання дає можливість точніше витримувати зазначені технологом режими зварювання, не дозволяє зварювальникам виходити за задані параметри зварювального процесу, як за невмінням, так і усвідомлено. Наприклад, на зварювальних апаратах фірми KEMPPI серії FastMig, Х8 MIG Welder і Puls можна запам'ятовувати відпрацьовані інженером-зварювальником режими, обмежуючи діапазон регулювання спеціалістом параметрів зварювання, що забезпечить необхідну якість шва. Програмне забезпечення (сімейство програмних продуктів Wise) цього обладнання вибирає оптимальну вольт-амперну характеристику зварювального джерела в залежності від застосовуваного типу і діаметра зварювального матеріалу, захисного газу, геометрії шва, конструкції вироба для досягнення найкращих результатів при зварюванні.
Інноваційна зварювальний система Х8 MIG Welder оптимізує ряд зварювальних процесів: зварювання у вузьку розділку (RGT), зварювання кореня шва труб (WiseRoot +), високопродуктивне зварювання (WiseFusion), зварювання тонколистових матеріалів (WiseThin +), зварювання з низьким розбризкуванням при краплинному перенесенні і стабілізацією дуги в режимі струменевого перенесення. При її використанні можна усувати проблеми, пов'язані з перенесенням металу в дуговому проміжку, і істотно (до 30%) збільшувати продуктивність без збільшення тепловкладення (WiseSteel). Велика потужність джерела живлення - струм до 600А - розширює технологічні можливості зварювальної системи. Функція цифрових технологічних карт з використанням хмарних технологій інтернету полягає в налаштуванні обладнання на необхідний режим, гарантує відсутність помилок зварника. Панель управління можна використовувати як зчитуючий пристрій і засіб збору інформації про технологічні процеси для включення до проектної документації, це дозволяє контролювати процес виробництва відповідно до технологічних карт. Даний апарат легко вбудовується в загальну систему управління роботизованої зварювальної системи, при цьому значно скорочуються терміни її окупності.
Поряд із застосуванням інтелектуального зварювального обладнання не слід випускати з уваги і такий важливий технологічний момент, як вибір відповідного зварювального інструменту і, перш за все, зварювального пальника. Одна з поширених проблем при газовому дуговому зварюванні дротом - залипання дроту в контактному наконечнику і подальше вигоряння наконечника. Як правило, внутрішній діаметр контактного наконечника приблизно на 0,05 0,08 мм більше діаметра дроту, що використовується. Наприклад, контактний наконечник, який використовується з дротом діаметром 1,2 мм, має діаметр близько 1,26-1,28 мм. Під час зварювання діаметр внутрішнього отвору в контактному наконечнику при нагріванні збільшується. Він може стати ще більше через механічне зношування, викликане, наприклад, подачею дроту через нього. Контактні наконечники з великим внутрішнім діаметром можуть змінювати точку передачі зварювального струму (площа контактного наконечника, який передає зварювальний струм зварювального дроту), що призводить до утворення дуги і в підсумку до частіших опіків. Мікроіскрення - явище, яке виникає при недостатньому контакті між внутрішньою поверхнею наконечника і дротом, викликає електричний опір і невеликі дуги на внутрішній поверхні наконечника. Це може привести до зупинки подачі дроту і негативно вплине на стабільності роботи всієї роботизованої системи.
Існує думка, що ця проблема пов'язана із занадто малим внутрішнім діаметром наконечника і слід застосовувати наконечники з великим діаметром. Але це помилка. Краще рішення для роботизованого зварювання суцільним дротом полягає в застосуванні контактних наконечників з внутрішнім діаметром на 0,03 -0,05 мм більше діаметра дроту. У цьому випадку буде досягнуто більш «щільний» електричний контакт між дротом і наконечником, зменшиться опір і покращиться подача дроту. Не можна не враховувати і такі питання, як якість контактних наконечників і якість дроту. Високоякісні наконечники, дріт від надійного виробника можуть мінімізувати передчасне зношування комплектуючих зварювального пальника і дати стабільність подачі зварювального дроту.
Використання подовжених контактних хромцирконієвих наконечників також гарний варіант для збільшення продуктивності. Хромцирконієві контактні наконечники міцніші і довговічніші, ніж мідні, і хоча вони мають дещо меншу провідністю, різниця незначна. Зазвичай ці типи контактних наконечників можна ідентифікувати по механічно обробленій канавці біля основи різьби.
Перевірка контактних наконечників, утримуючих головок (або дифузорів) і сопел на предмет правильного з'єднання також може вплинути на продуктивність зварювання. Міцні з'єднання допомагають забезпечити надійну електричну провідність і мінімізувати нагрів, що, в свою чергу, дає більш стабільну якість зварного шва і дозволяє витратним матеріалам працювати довше.
Зварювальний дріт може вплинути на ступінь зношування контактних наконечників. Зазвичай в РСС використовують великі барабани з дротом (до 300 кг) для зменшення зупинок в роботі РСС, пов'язаних із заміною дроту, однак дріт в цих барабанах має менший подовжній вигин, ніж дріт, який подається з маленьких котушок. В результаті дріт часто проходить через контактний наконечник відносно прямо, майже не контактуючи з ним. Ефект полягає в наступному: по-перше, наконечник мінімізує електричну провідність, необхідну для створення гарної дуги і надійного зварного шва; по-друге, це може призвести до контакту зварювального дроту зі зварюваної деталлю і утворення дуги в контактному наконечнику і, можливо, до опіку. Тому внутрішній діаметр контактного наконечника для роботизованого зварювання з використанням великих барабанів з дротом може бути того ж розміру, що і діаметр використовуваного дроту. Для того, щоб прийняти правильне рішення, слід проконсультуватися з інтегратором роботизованого зварювання і уважно вивчити рекомендації виробника дроту.
На довговічність контактного наконечника і стабільність горіння дуги буде впливати стан поверхні дроту. Наприклад, знос наконечника буде менше при використанні дроту з мідним покриттям, оскільки мідний шар діє як мастило для поліпшення подачі дроту і покращує електричний контакт дроту з наконечником. Однак при високій інтенсивності роботи РСС можливо відшарування мідного покриття і забруднення каналу всередині шланг пакету і, як наслідок, гальмування або повна зупинка подачі дроту. В останні роки завдяки вдосконаленню технології волочіння і використання нових типів лубрикаторів розроблені марки дроту без мідного покриття. Такий дріт має гарний електричний контакт з наконечником і не призводить до надмірного зношування його внутрішньої поверхні, і, головне, зварювальний дим не містить пари міді, що позначаються на здоров'ї виробничого персоналу.
Форму і розмір сопла зварювального пальника зазвичай вибирають в залежності від виду зварного з'єднання. При зварюванні з'єднань складної конфігурації перевага віддається вузьким прямим або конічним соплам, оскільки їх застосування дозволяє поліпшити газовий захист розплавленого металу зварювальної ванни. Однак при високій інтенсивності роботизованого зварювання такі сопла можуть швидко прогоріти. Якщо планується виконувати роботизоване зварювання на силі зварювального струму понад 300 А, при тривалості включення не менше 80%, то краще використовувати спеціальні сопла, які з товстими стінками і додатковою тепловою ізоляцією. Це можуть бути сопла з міді, оснащені теплоізоляцією з скловолокна.
Для всіх типів форсунок потрібно використовувати станцію очистки або розширювач форсунок, щоб допомогти підтримувати їх. Станція очистки сопла очищує роботизований пістолет і сопло від бризок і видаляє сміття, що накопичується в процесі зварювання, в утримуючій голівці,. Ці станції можуть бути оснащені розпилювачем, який наносить антирозпилюючий склад на водній або масляній основі для захисту сопла, що утримує головки і заготовки від розбризкування після очищення.
Станція очистки форсунок повинна бути розташована поруч з роботом, щоб вона була доступна. Крім того, необхідно запрограмувати робот на використання його між циклами - під час завантаження деталі або перенесення інструменту, щоб він не переривав операцію зварювання. Станція очистки форсунки повинна завершити роботу за кілька секунд.
Порада №3. Неодмінне дотримання техніки безпеки і регламенту навчання персоналу роботі на РСС.
Забезпечення техніки безпеки при роботі з РСС - запорука стабільної тривалої роботи зварювального комплексу. Застосування роботів при виконанні виробничих процесів призводить до суттєвих змін у виробничому середовищі, що оточує робочих, перш за все за умовами безпеки праці. Безпечне використання роботів в зварювальному виробництві гарантується виконанням вимог безпеки як на етапі розробки і конструювання засобів робототехніки, так і на етапі створення та експлуатації РТК.
Не варто забувати також і про підвищення кваліфікації персоналу виробництва. Адже нові технології вимагають нових підходів у навчанні заводських робітників, від яких залежить стабільна, безперебійна робота зварювальної системи.
Порада №4. Неухильно дотримуйтесь графік профілактичного обслуговування роботизованої зварювальної системи.
Регулярне профілактичне обслуговування захистить від незапланованих простоїв, дорогих ремонтів, убезпечить від збоїв в роботі, які вимагають заміни обладнання і оснастки. При профілактичному обслуговуванні достатню увагу має бути приділено не тільки безпосередньо роботу, але і всіма складовими РСС, в тому числі подаєчому механізму, зварювальному пальнику, зварювальним кабелям і т.д. Нехтування будь-яким елементом всієї РСС може привести до проблем з подачею дроту, передчасному зношуванню компонентів зварювального пальника, утворенню дефектів шва і зварного з'єднання та ін. Це зажадає додаткових незапланованих витрат часу і фінансових коштів.
Периферійні пристрої, такі як станція очистки форсунок, є додатковим обладнанням, яке може захистити інвестиції в роботизовану зварювальну систему, максимально підвищити її ефективність і знизити витрати. Станція очистки дозволяє швидко і якісно очистити зварювальний пістолет, сопло і наконечник від бризок, налиплих на їх поверхню при зварюванні. Станція очистки повинна розташовуватися поруч зі зварювальним роботом, крім того, необхідно внести доповнення в програму роботи робота для того, щоб він періодично переривав зварювання для очищення комплектуючих зварювального пістолета. Очищення сопла і наконечника від бризок не повинна займати більше кількох секунд.
Що стосується профілактичних робіт, то повинно бути передбачено час на перевірку надійності кріплення комплектуючих зварювального пальника, зварювальних кабелів, інших видів контакторів і роз'ємів. Своєчасне усунення «слабини» попередить незаплановану зупинку РСС і збій всього технологічного процесу зварювання.
Порада №5. Вибирайте перевірених постачальників обладнання для РСС, щоб бути впевненими в його якості і надійності.
ТОВ «Самміт» - уповноважений офіційний представник в Україні компаній KEMPPI OY (Фінляндія), FANUC (Японія), ABICOR BINZEL (Німеччина) і інтегратор роботизованих систем. Компанія пропонує рішення по роботизації зварювальних процесів виходячи з потреб підприємства замовника в модернізації існуючої технології виготовлення виробів.
Фахівці ТОВ «Самміт» супроводжують замовника на всіх етапах створення РСС: підбір професійного зварювального устаткування і рішення технологічних задач зварювального виробництва оптимальним для клієнта способом, проектування та впровадження проектів у виробництво, навчання персоналу, програмування і супровід роботизованих комплексів для зварювання та різання, впровадження інноваційних рішень зварювального процесу у виробництво клієнта і, що дуже важливо, наявність власного сервісного центру дозволяє швидко реагувати на будь-які труднощі, що виникають при експлуатації РСС. Статус офіційного дилера представлених світових лідерів-виробників зварювального обладнання дозволяє компанії формувати кращу цінову політику на даному ринку в Україні. «Самміт» цінує кожного свого клієнта, тому суворе дотримання договірних, гарантійних зобов'язань, індивідуальний підхід до кожного клієнта, високий рівень технічного обслуговування компанія ставить в пріоритет своєї роботи.
Компанія «Саміт» розробляє і втілює в життя проекти будь-якої складності для реалізації найсміливіших виробничих завдань замовника!
