Клиент из Саудовской Аравии обратился к нам через официальный сайт UMW с просьбой разработать автоматизированное решение для сварки крупных конструкционных элементов. Клиент — давний производитель прицепов и транспортного оборудования, в основном выпускающий шасси, рамы и сопутствующие конструкционные детали для прицепов. В связи с ростом рыночных заказов клиент стремился оптимизировать существующие процессы ручной сварки, повысить стабильность качества сварных швов и снизить физическую нагрузку, связанную с повторяющимися сварочными работами.
Клиентский фон
Клиент специализируется на производстве прицепов и сопутствующего транспортного оборудования; ассортимент его продукции включает шасси прицепов, рамы и различные несущие конструктивные элементы.
Как правило, производители собирают шасси прицепов путем сварки различных конструктивных элементов, таких как профильная сталь и квадратные трубы. Эти крупные компоненты требуют многочисленных сварных швов в процессе производства. По мере роста производственных требований заказчик стремился повысить эффективность производства и стабильность сварки, обеспечивая при этом высокое качество сварных швов, а также снизить зависимость от квалифицированных сварщиков-любителей.
Основываясь на существующей производственной модели клиента и характеристиках обрабатываемых деталей, компания UMW разработала мобильное решение для автоматизированной сварки конструктивных элементов прицепов с помощью робота-штурмана.
Конкретные детали, материалы и проблемы.
Данный проект посвящен сварке профильных стальных компонентов, используемых в конструкциях шасси и рамы прицепов.
К основным обрабатываемым деталям относятся:
380PFC профильная сталь
- Габариты профиля: 380 × 100 мм;
- Толщина полотна: 10.0 мм;
- Толщина фланца: 17.5 мм.
Производители в основном используют этот тип профильной стали для несущих конструкций шасси прицепов, где прочность сварного шва, стабильность сплавления и однородность шва имеют решающее значение.
Квадратный полый профиль (SHS) 50SHS
- Размеры профиля: 50 × 50 мм
- Толщина стенки: определяется заказчиком.
- Обычно толщина стенок шасси прицепов составляет от 3.0 до 4.0 мм.
Эти квадратные трубы обычно используются для каркасов, опор и вспомогательных конструкций, требуя баланса между качеством сварного шва, контролем подвода тепла и внешним видом сварного шва.
В связи со значительной разницей в толщине заготовок и большими габаритами конструкций прицепа заказчику требовалась автоматизированная система, способная сваривать толстостенную сталь, обеспечивая при этом высокую мобильность и гибкость.
Первоначальный метод обработки данных клиента и проблемные моменты
Первоначальный производственный процесс клиента в основном основывался на ручной сварке. Для крупных конструктивных элементов, таких как шасси прицепов, ручная сварка обеспечивает некоторую гибкость, но по мере увеличения объемов производства выявляет следующие проблемы:
- Качество сварки во многом зависит от конкретного оператора.
Различия между сварщиками, такие как скорость сварки, угол наклона горелки, вылет электрода и особенности работы, затрудняют поддержание стабильного качества в долгосрочной перспективе, особенно при выполнении длинных или повторяющихся сварных швов.
- Сварка крупных заготовок — физически тяжёлый труд.
Из-за больших размеров шасси прицепов сварщикам приходится часто менять положение и удерживать сварочные позы в течение длительного времени, что приводит к усталости.
- Эффективность производства ограничена количеством квалифицированных сварщиков.
Для выполнения некоторых ответственных сварных швов требуются высококвалифицированные сварщики; по мере увеличения объемов заказов ручная сварка может стать узким местом для наращивания производственных мощностей.
Следовательно, заказчик стремится использовать роботов для выполнения высоко повторяющихся сварочных работ, позволяя работникам-людям сосредоточиться на сборке, позиционировании, контроле качества и других процессах, требующих гибкого принятия решений.
Рекомендуемое оборудование от UMW и обоснование выбора.
Исходя из габаритов шасси прицепа, толщины профиля, метода сварки и требований к эксплуатации на месте, компания UMW рекомендует следующую конфигурацию оборудования:
Сварочная тележка E10L для совместной работы
Прицепы-шасси представляют собой крупные конструктивные элементы; мобильное решение для совместной сварки обеспечивает большую гибкость, чем частая транспортировка всей заготовки к стационарному роботизированному рабочему месту.
Операторы могут перемещать и переставлять оборудование в разных зонах сварки, что делает его идеальным для работы с крупными рамами прицепов, многопозиционного производства и заготовок различных размеров.
Система управления джойстиком
Использование джойстика для регулировки положения робота и обучения точкам сварки снижает операционный барьер, позволяя персоналу на месте интуитивно корректировать траекторию движения робота.
Это также упрощает внесение изменений в программу при работе с различными моделями прицепов или при изменении конкретных конструктивных деталей. Pulse-MIG 500RP Plus
Для более толстых стальных конструкционных элементов, таких как 380PFC, требуется стабильная мощность дуги и высокая адаптивность к различным процессам сварки.
Аппарат Pulse-MIG 500RP Plus интегрируется с роботом, обеспечивая стабильную сварку MIG/MAG и позволяя настраивать параметры сварки для конструкционных элементов различной толщины.
Сварочная горелка TRM605WPP с механизмом «тяни-толкай»
Система оснащена сварочной горелкой TRM605WPP с механизмом подачи проволоки, разработанной для повышения стабильности подачи проволоки и удовлетворения будущих потребностей заказчика в сварке алюминия.
В тех областях применения, где требуется высокая стабильность подачи проволоки, например, при сварке алюминия, механизм «тяни-толкай» позволяет снизить проблемы нестабильности, часто связанные с подачей проволоки на большие расстояния.
Автоматическая станция очистки факелов
В конструкциях прицепов имеется множество сварных швов, что требует от робота непрерывного выполнения многосекционных сварочных работ.
Включение в конструкцию автоматической станции очистки горелки позволяет проводить периодическое техническое обслуживание горелки; это минимизирует влияние разбрызгивания на стабильность сварки и поддерживает непрерывное производство.
Фактическая обработка
После подтверждения выбранного решения компания UMW провела испытания роботизированной сварки с учетом специфических требований заказчика к сварке.
В ходе испытаний заготовка сначала позиционировалась в соответствии со структурными характеристиками 380PFC и 50SHS, а параметры сварки устанавливались в соответствии с конкретной толщиной материала.
Затем с помощью джойстика роботу были заданы начальная и конечная точки, а также траектория сварки, при этом ориентация горелки была отрегулирована таким образом, чтобы совпадать с фактическим расположением сварочного шва.
Робот выполнял автоматическую сварку по запрограммированной траектории, при этом в ходе испытаний основное внимание уделялось следующим аспектам:
- Устойчивость дуги;
- Формирование сварного шва;
- Точность траектории сварки;
- Характеристики зажигания дуги и заполнения кратеров;
- Адаптивность параметров для заготовок различной толщины;
- Стабильность при непрерывной работе на длинных сварных швах.
Инженеры регулировали скорость сварки, ток, напряжение, скорость подачи проволоки и ориентацию горелки в зависимости от конкретной конструкции и расположения сварочного шва, чтобы обеспечить соответствие траектории робота реальной заготовке.
После тестирования программа и параметры были дополнительно оптимизированы на основе фактических результатов сварки.
Конкретные преимущества оборудования в данном применении
Лучше подходит для крупных конструктивных элементов прицепов.
Шасси и рамы прицепов имеют большие размеры; использование полностью стационарной роботизированной рабочей станции потребовало бы решения проблем, связанных с обработкой и позиционированием крупных заготовок, а также с занимаемой площадью. Каретка для совместной сварки может перемещаться вплотную к заготовке для выполнения сварки, что делает ее особенно подходящей для производственных условий изготовления крупных конструкционных элементов.
Возможность изготовления профилей различной толщины
В этом проекте используются как толстостенная сталь марки 380PFC, так и квадратные трубы 50SHS; различные конструкции имеют разные требования к тепловому воздействию и параметрам сварки.
Благодаря координации программирования робота с параметрами сварки, можно создавать специальные программы сварки для различных заготовок, повышая адаптивность к различным техническим требованиям.
Повышение качества сварных швов
Роботы могут многократно выполнять сварочные работы с заданной скоростью, углом и траекторией, сводя к минимуму несоответствия сварных швов, вызванные человеческим фактором.
Это преимущество особенно важно для многочисленных повторяющихся сварных швов, встречающихся в шасси прицепов.
Снижение операционных барьеров
Использование коллаборативных роботов и методов обучения с помощью джойстика устраняет необходимость в сложных процедурах программирования, характерных для традиционных промышленных роботов.
Операции на месте становятся более гибкими в отношении смены продукции, локальной корректировки сварных швов и ввода в эксплуатацию новых заготовок.
Содействие непрерывному сварочному производству
Источник питания для сварки, сварочная горелка с механизмом «тяни-толкай» и автоматическая станция очистки горелки образуют полноценную роботизированную сварочную систему; это снижает необходимость частого ручного вмешательства во время сварки и обеспечивает непрерывную работу оборудования.
Почему стоит выбрать UMW?
Достижение автоматизации производства в прицепах предполагает нечто большее, чем простое подключение робота к сварочному аппарату.
Такие факторы, как размеры заготовки, толщина профиля, места сварки и планировка цеха, напрямую влияют на окончательное решение.
Компания UMW подбирает оборудование и оптимизирует процессы в зависимости от конкретных деталей заказчика. Мы предлагаем не только коллаборативного робота, но и комплексное сварочное решение, включающее источник питания, сварочную горелку с механизмом «тяни-толкай», систему очистки и мобильную рабочую платформу.
Для удовлетворения специфических производственных потребностей компания UMW предлагает:
- Анализ заготовки и сварного шва;
- Выбор роботизированного решения;
- Испытания процесса сварки;
- Оптимизация параметров сварки;
- Отладка траектории движения робота;
- Системная интеграция;
- Оперативная подготовка;
- Постоянная техническая поддержка.
Вместо приобретения отдельных единиц оборудования заказчик получает роботизированную сварочную систему, специально разработанную для сварки прицепов. Это снижает барьер для внедрения автоматизации и закладывает основу для расширения применения роботизированной сварки в будущем.
Резюме
Благодаря внедрению этого роботизированного сварочного решения заказчик успешно перевел производство конструктивных элементов прицепов с ручной сварки на автоматизированную. Если у вас есть аналогичные требования, пожалуйста, свяжитесь с UMW для получения индивидуального решения.