By Zhang Wei, Keevitusrakenduste vaneminsener · EVST rakenduste insenerimeeskond · · EVST robootikaintegratsiooni inseneri poolt üle vaadatud
Paksu plaadiga mitmekäiguline keevituskamber ühendab tööstusroboti kaare ja õmbluse jälgimise funktsiooniga, lukustades põleti reaalajas liite keskjoonele täpsusega ±0.5 mm, nii et mitmekäigulised keevitusribad asetatakse esimesest detailist kuni tuhandendikuni konstantsete parameetritega – ja väliste telgede (keevituspositsioneeri, liikumisrööpa) lisamine võimaldab ühel robotil katta rasket teraskonstruktsiooni, mille ümberpaigutamiseks kulub oskuslikul keevitajal tunde. See juhend selgitab lahtri taga olevaid õmbluste jälgimise, mitme läbipääsu juhtimise ja välistelgede otsuseid ning seda, kuidas EVST seda konstruktsiooniterase, masinate, surveanumate ja raudtee pöördvankrite jaoks määrab.
Peamised kaasavõtmised
- Oskuslikke keevitajaid on raske palgata ja paksu plaadi pikkade, mitmekordsete vuukide puhul on raskem järjepidevust tagada; õmblusjälgimisrobot hoiab keskjoont sees. ± 0.5 mm (tüüpiliselt saavutatav EVST-integreeritud lahtritel kalibreeritud kaare ja nägemisjälgimisega) ja saavutab ~ 99% Standardsete paksude plaatide ühenduste esimese läbimise vastuvõtuprotsent (tööstusharule tüüpiline vahemik vastavalt standardile ISO 3834 B-klassi valmistamine, projektipõhine mõõtmine).
- Mitmekihilised kihid purunevad, kui kihtidevaheline temperatuur või kudumisparameetrid nihkuvad – robot hoiab mõlemad paigal, mistõttu räbu sisaldus, sulamise puudumine ja sisselõige vähenevad järsult.
- Kaheteljeline U-tüüpi positsioneerija pöörab detaili optimaalsesse tasapinnalise gravitatsiooniga keevituse asendisse; liikumisrööp pikendab ulatust; koos skaleerub element kuni 16 välist telge.
- Kaks oskuslikku keevitajat asendatud kambri kohta (tüüpiline ühe vahetuse baasjoone puhul; varieerub olenevalt detailide segust ja kontrolliklassist), kahe vahetuse pideva tööga.
- Tööstusharu töötab valvsalt ISO 10218 oma raku sees.
See artikkel on mõeldud tootmisjuhtidele, keevitusinseneridele ja tehaseomanikele, kes automatiseerivad paksude plaatide konstruktsioonkeevitust. See hõlmab mitmekordseid paksude plaatide liiteid välistelgedega; see ei hõlma õhukese lehtmetalli või alumiiniumi töid, millel on erinevad parameetrirežiimid.
Mida hõlmab paksude plaatide mitmekordne keevitamine
Rasketel teraskonstruktsioonidel – H-taladel, karpkanduritel, raamidel, surveanuma kestadel, raudtee pöördvankritel – on liitekohad pikad, plaat paks ja üks läbimurre ei suuda tühimikke täita ega täielikku läbitungimist saavutada. Keevitajad paigaldavad õmbluse kihtidena: juurekiht, täitekihid ja kattekiht, igaüks kontrollitud soojuse ja õmbluse paigutusega. Inimese käsi liigub tuhande detaili peal: hiline vahetuse väsimus pehmendab liikumiskiirust, keskjoon nihkub ja kontroll lükkab õmbluse tagasi. Ühenduskamber eksisteerib seetõttu, et ühendus on inimese jaoks liiga korduv, et sellest spetsifikatsiooni järgida, ja liiga kriitiline, et seda hiljem kontrollida.
Joonis 1 — Mitmekordse keevisõmbluse ristlõige: allosas juurekiht, täitekihtide kuhjumine ja nähtava kuumutusvärvinguga kattekiht. Läbimiste arv ja kihtidevaheliste parameetrid otsustavad, kas ühendus läbib kontrolli.
Millal paksude plaatide keevitamise automatiseerimine tasub end ära – ja millal mitte
Otsustavad tegurid on vuugi keerukus, detaili suurus ja kontrollklassKasutage seda raami:
| Valige mitmekäiguline robotraku, kui… | Mõtle uuesti läbi, millal… |
|---|---|
| Plaat on piisavalt paks, et vajada mitut läbimist | Ühekordse õhukese lehtmetalli töö on suurem osa |
| Liigendid on pikad või korduvad paljudes osades | Geomeetria muudab iga osa ilma loogikata |
| Kontroll nõuab järjepidevat esmase läbimise kvaliteeti | Ainult visuaalne kontroll kergetel töödel |
| Oskuslikke keevitajaid on vähe või nad on vananemas | Olemasolevad keevitajad vastavad läbilaskevõimele kergesti |
| Suured osad vajavad läbimiste vahel ümbersuunamist | Keevitaja saab ühe korraga käsitseda väikeseid osi |
EVST uurib paksust plaadist kambrit, mida meie insenerid nimetavad Keskjoonelt esimesena meetodLukustage põleti liite keskjoonele reaalajas kaare ja õmbluse jälgimisega, seejärel ehitage läbimine läbimise järel konstantse läbimistevahelise temperatuuri juures ja põimige – sest mitme läbimisega ühendus ebaõnnestub parameetrite nihke tõttu palju sagedamini kui roboti asendis.
Manuaalne vs robotiga paksude plaatide mitmekäiguline keevitamine
| Faktor | Käsitsi keevitamine | Roboti mitmekäiguline keevitamine |
|---|---|---|
| Liigese asendi täpsus | Käest silma, triivib väsimusest | Lukustatud keskjoonele ±0.5 mm õmbluse jälgimise abil |
| Kihi parameetrite järjepidevus | Keevitaja hindab vahekihtide temperatuuri | Programm hoiab paigal; vähem räbu ja sisselõiget |
| Defektide määr (esimese läbimise vastuvõtt) | Muutuv, langeb hilise vahetuse ajal | ~99% õmbluste jälgimine ja stabiilsed parameetrid |
| Keevitajad on ümber asustatud | - | Kaks lahtri kohta (tüüpiline) |
| Pidev jooksmine | Üks vahetus väsimusega | Kahes vahetuses ilma operaatori kõrvalekaldumiseta |
| Ulatus suurte osadeni | Keevitusaparaadi ümberpaigutamine ja uuesti kinnitamine | Positsioneerija pöörleb; liikumisrööp liigub välja |
Kuidas paksust plaadist rakk ehitatakse
Joonis 2 — Keskjoonelt esimesena meetod ühes lahtris: robot keevitab, positsioneerija pöörab detaili tasapinnalise gravitatsioonini, liikumisrööbas ulatub kaugemale. Kõik kolm on koordineeritud välised teljed ühel kontrolleril.
Kolm inseneridetaili määravad, kas element säilitab tootmiskuude jooksul taluvuse:
- Reaalajas õmbluste jälgimine. Keevituskaare jälgimine ja nägemispõhine õmbluse jälgimine lukustavad põleti reaalajas liite keskjoonele täpsusega ±0.5 mm, üle kogu õmbluse. Robot ei järgi lihtsalt programmeeritud trajektoori – see korrigeerib tegelikku liitekohta keevisõmbluse paigaldamise ajal. See on põrand, millest allpool mitme läbimisega kvaliteet püsima ei jää.
- Mitmekäiguline parameetrite kontroll. Räbu täitmis-, täitmis- ja katmisläbimine toimub kontrollitud vahekihi temperatuuri ja kudumistemperatuuri juures; soojuskoormus püsib stabiilne. Räbu sisaldus, sulamise puudumine ja altlõige – rikkeviisid, mis takistavad mitmekordset läbimist paksudel plaatidel – vähenevad järsult, kui programm hoiab need konstantsena.
- Välised teljed, mis ulatuvad liigesesse. Kaheteljeline U-tüüpi positsioneerija pöörab detaili optimaalsesse tasapinnalisse gravitatsiooniasendisse, nii et iga läbiminek asetatakse allamäge; liikumisrööp liigutab robotit mööda joont, et luua liitekohti, mis on pikemad kui fikseeritud alusega käsi ulatuvad. Kamber skaleerub kuni 16 välise teljeni, mis on vajalik suurte konstruktsiooniraamide üheaegseks keevitamiseks.
Praktikas on kõige sagedasem ebaõnnestumine positsioneeri käsitlemine valikulisena: ebamugavaid ja ebatasaseid positsioone keevitav robot töötab aeglasemalt ja kogub mikrodefekte, samas kui sama robot keevitab pöörleval detailil puhtalt. EVST suuruse määrab positsioneeri ja rööpa tegeliku detaili ümbrise, mitte kategooria järgi.
Investeeringutasuvus: kvaliteet, läbilaskevõime ja oskustööjõu ümberpaigutamine
Esimene hoob on kontrolli saagisKeskjoone hoidmine ±0.5 mm juures ja parameetrite muutumatuna viib esimese läbimise aktsepteerimise 99% suunas, mis kõrvaldab ümbertöötlemise vajaduse, mida muidu sunniks tegema allavoolu röntgen või ultraheli. Teine on läbilaskevõimeKahe vahetuse pidev keevitamine ilma operaatori väsimuseta tõstab väljundit samast kambrist. Kolmas on oskustööjõu ümberpaigutamineVabaneb kaks keevitajat kambri kohta, mis lahendab sertifitseeritud töötajate struktuurse puuduse. Tasuvus sõltub kontrolliklassist, detailide valikust ja praegusest personalist ning EVST määrab selle projektipõhiselt.
Kus see kehtib eri tööstusharudes
- Teraskonstruktsioonid ja monteeritavad hooned — H-talad, karptalad, sammas-tala ühendused; pikad korduvad keevisõmblused, mille eristavaks tunnuseks on õmbluste liikumine.
- Masinaehitus ja pinnase teisaldamine — rasked raamid ja alusšassiid mitmekordsete ühendustega paksul plaadil.
- Surveanumad — paksude kestade ümbermõõdulised ja pikisuunalised õmblused, mille puhul kontrollklass on halastamatu ja järjepidevus tasub end ära.
- Raudtee pöördvankrid ja veerem — korduvad paksude plaatide ühendused, millele kehtivad ranged esmase läbimise vastuvõtunõuded.
Sama loogika kehtib, sest töökoormus on identne: pikk, mitmekordne, täieliku läbitungimisega vuuk plaadil, mis on ühe käigu jaoks liiga paks. Seni kuni need kolm tingimust kehtivad, tasub rakk end ära.
Standardid, mille alusel rakk töötab
Paksude plaatidega konstruktsioonide robotkeevitusrakud on hõlmatud kolme standardiperekonnaga:
- ISO 3834 — Metallide sulakeevitamise kvaliteedinõuded. ISO 3834-2 (põhjalik), 3834-3 (standard) ja 3834-4 (algne) klassid määravad dokumentatsiooni, protseduuride kvalifitseerimise ja kontrollinõuded, millele lahtri keevitusprotseduuri spetsifikatsioon (WPS) peaks vastama.
- ISO 14732 — Keevituspersonali kvalifikatsioon metallmaterjalide täismehhaniseeritud ja automaatseks keevitamiseks. Hõlmab robotkeevituskambrite operaatori ja reguleerija kvalifikatsiooni; nõutav paljude ELi ja originaalseadmete tootjate spetsifikatsioonide poolt.
- AWS D1.1 — Konstruktsioonikeevituskoodeks: teras. Põhja-Ameerika teraskonstruktsioonide standard koos eelkvalifitseeritud WPS-i, kvalifitseerimiskatsete ja kontrollireeglitega. Enamik USA teraskonstruktsioone ja sildu määratleb standardi D1.1.
- ISO 10218 — Roboti ohutus. Tööstuslik käsi töötab oma kambris valvega vastavalt standarditele ISO 10218-1 (robot) ja ISO 10218-2 (süsteemiintegratsioon).
Õmbluste jälgimine ja mitme läbimisega parameetrite kontroll on tööriistad, mis aitavad neid standardeid täita – need ei asenda WPS-i, operaatori kvalifikatsiooni ega kontrolliplaani.
KKK
Kui täpne on õmbluste jälgimine paksul plaadil? Kaare- ja nägemispõhine õmbluste jälgimine lukustab põleti reaalajas EVST-ga integreeritud anduritel liite keskjoonele täpsusega ±0.5 mm (tüüpiliselt saavutatav kalibreeritud jälgimise korral; varieerub olenevalt pinnatingimustest, sobivusest ja protseduurist), korrigeerides tegelikku õmblust õmbluse paigaldamise ajal, mitte ainult programmeeritud trajektoorile tuginedes.
Miks ulatub esmase läbimise aktsepteerimise määr 99%-ni? Kuna keskjoone triiv ja parameetri triiv – kaks rikketüüpi – on mõlemad eemaldatud, siis õmbluse jälgimine määrab esimese; programmeeritud vahekihi temperatuur ja kudumiskontroll teise. Kombineeritult paigaldatakse mitmekihiline vuuk iga kord samamoodi. See näitaja on tööstusharu tüüpiline vahemik, mis on saavutatav ISO 3834 klassi B-ekvivalendiga valmistamisel; tegelik kiirus määratakse projektipõhiselt.
Kas mul on vaja positsioneerijat ja liikumisrööpa? Positsioneeri kulud kaetakse peaaegu alati saagikuse järgi: detaili pööramine tasapinnalisse gravitatsiooniasendisse lõikab mikrodefektid ja laseb robotil kiiremini keevitada. Liikumisrööpa kulud kaetakse ulatuse järgi – see on vajalik siis, kui ühenduskoht on roboti tööulatusest pikem. Kui mõlemad kehtivad, näiteks suurte konstruktsiooniraamide puhul, skaleerub rakk kuni 16 välise teljeni.
Milliste standardite järgi see toimib? Tööstusharu tegutseb valvsalt ISO 10218 oma kambri sees; keevitusprotseduurid määratakse iga projekti jaoks eraldi ISO 3834, ISO 14732 or AWS D1.1 vastavalt kliendi kontrolliklassile. Jälgimine on tööriist, mis aitab neid standardeid täita, mitte ei asenda neid.
Kas see toimib osade tüüpide vahel vahetamiseks? Jah – uue detaili loomine tähendab programmi ja kinnitusvahendi vahetust ning keevitusprotsesside teek sisaldab korduvkasutatavaid keevitusprotseduure. Õmbluste jälgimine korrigeerib detailide perekonnas esinevaid sobitusvariatsioone, kuid astmelise geomeetria muutmine vajab tõsist ümberprogrammeerimist.
Selle oma tehasesse toomine
Paksude plaatide mitmekäiguline robotkeevitus muudab raskemetallide töötlemise töökoja kõige raskemini töödeldava ja latistatava liite ühtlaseks, kahes vahetuses toimuvaks ja kontrollkvaliteediga standardprotsessiks – põleti lukustatakse keskjoonele, parameetrid hoitakse konstantsena ja välistelgede abil saavutatakse see, mida fikseeritud alusega käsi ei suuda. Otsus sõltub plaadi paksusest, liite pikkusest ja kontrollklassist, mitte roboti kaubamärgist. EVST projekteerib paksude plaatidega rakke Centerline-First meetodil ja integreerib keevitusroboti, õmbluste jälgimise, kaheteljelise U-tüüpi positsioneeri ja liikurrööpa üheks rakuks – vaadake meie juhendeid Kuidas valida robotreisiraudtee, keevituspositsioneeri valik ja roboti + rööpa + positsioneeri lahtri koordineeriminevõi rääkige EVST-ga paksuplaadilise raku ulatuse määramisest.
Andmeid autor - Zhang Wei on ettevõtte vanemkeevitusrakenduste insener EVST rakenduste insenerimeeskond, kellel on üle 12 aasta kogemust robotkeevitusrakkude integreerimisel paksude plaatide teraskonstruktsioonide, masinaehitusmasinate, surveanumate ja raudteeveeremi jaoks. Ta juhib elementide ulatuse määramist vuukide keerukuse, kontrolliklassi ja ulatuse osas – õmbluste jälgimise suuruse määramine, mitme läbimisega programmi juhtimine, positsioneerija ja rööbastelgede liikumine detaili ümbrise kohta –, kasutades eespool kirjeldatud Centerline-First meetodit. EVST roboticsi integreerimise inseneride poolt tehnilise täpsuse osas üle vaadatud; arvud on tüüpilised saavutatavad vahemikud, mitte garantiid, ja need on projektipõhised. Parandused ja uuendused: vaata viimase uuenduse kuupäeva.