- •4. Производство сварных конструкций
- •4.1. Заготовительные работы
- •4.2. Подготовка заготовок под сварку
- •4.3. Сборочные работы
- •4.4. Сварочные работы
- •4.4.1. Автоматизация дуговой сварки
- •4.4.2. Механизация вспомогательных операций
- •4.4.3. Поточные механизированные и автоматизированные линии
- •4.4.4. Сварочные роботы
- •4.5. Дополнительная обработка сваренных узлов
- •4.5.1, Устранение деформаций после сварки
- •4..5.2. Снижение остаточных напряжений
- •4.6. Контроль качества сварных соединений
- •4.6.1. Влияние дефектов на работоспособность сварных соединений
- •4.6.2. Методы неразрушающего контроля
- •4.6.3. Методы разрушающего контроля
- •4.7. Применение компьютерных технологий в сварочном производстве
4.4.3. Поточные механизированные и автоматизированные линии
Поточной механизированной сборочно-сварочной линией называется комплекс оборудования, расположенного в порядке последовательности технологического процесса и обеспечивающего механизированное выполнение операций изготовления сварного изделия.
Схема поточной механизированной линии изготовления скребков шахтных транспортеров показана на рис. 4.23. Полосовой металл подается со склада на поточную линию к прессу /, на котором полосы режутся на заготовки необходимых размеров. Затем на прессе 2 производится гибка полос, после чего они передаются на правильную плиту 3 и после правки складываются в ящики 4. Выправленные детали собирают в приспособлениях с клиновыми зажимами на двух поворотных столах 5 (на каждом столе имеется по четыре таких приспособления). За каждым поворотным столом работают двое рабочих: один собирает скребок и освобождает его после прихватки, а второй осуществляет прихватку собранных деталей.
Собранный скребок устанавливают в поворотное приспособление для автоматической сварки его под флюсом. На линии имеются два сварочных конвейера. Рабочий-сварщик вручную продвигает тележку к первой сварочной головке 6, где накладывается наружный сварной шов. После этого автосварщик поворачивает приспособление на 180°, ссыпает флюс и передвигает тележку ко второй сварочной головке 7, на которой другой рабочий выполняет внутренний сварной шов, вынимает скребок из приспособления и передает его на плиту 8, где производится зачистка от шлака.
Освободившаяся тележка по наклонному пути под действием собственного веса перекатывается к началу конвейера. Для проверки качества сварки предусмотрен контрольный пункт 9. Дефекты сварных швов устраняют на рабочем месте 10.
Рис. 4.23. Схема поточно-механизированной линии (а) изготовления скребков шахтных транспортёров (б)
Автоматической сборочно-сварочной линией называется комплекс технологического и подъёмно-транспортного оборудования, выполняющего операции подготовки, сборки и сварки без непосредственного участия человека в определённой технологической последовательности и с определённым тактом.
4.4.4. Сварочные роботы
Термин «робот» ввёл чешский писатель Карел Чапек в 1920 г. в своей фантастической пьесе «РУР» («Россумские универсальные роботы»). Этим словом были названы механические рабочие, предназначенные для замены людей на тяжёлых физических работах. Далее многочисленное семейство роботов получило развитие на страницах научно-фантастических романов. Но не прошло и сорока лет, как робот вышел из стен научных лабораторий и начал применяться на производстве.
Согласно ГОСТ 25686-83 промышленный робот - это автоматическая машина, представляющая собой манипулятор с перепрограммируемым устройством управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и (или) технологической оснастки.
Промышленный робот для сварки - это манипуляционная система, оснащённая техническими средствами ведения сварочного процесса, с программным управлением координатами сварочного инструмента и изделия и параметрами режима сварки. Робот имеет подвижную руку и шарнирную кисть с захватом, которые обладают свободой пространственных перемещений, в какой-то степени имитируя руку человека. В захвате кисти закрепляют сварочную головку (сварочные клещи при контактной сварке). Большинство сварочных роботов имеют пять движений (степеней свободы): три движения «руки» и два движения «кисти» (рис. 4.24).
При работе сварочных роботов оператор становится в известной степени руководителем специализированного сварочного поста, в обязанности которого входят:
- выполнение несложных заданий по программированию;
- управление и контроль всех процессов в пределах роботизированного сварочного поста;
- контроль качества деталей, сваренных роботом;
- устранение неполадок при незапланированных остановках робота;
- выполнение дополнительных сварочных работ, недоступных для робота;
- заполнение магазинов для заготовок и присадочных материалов;
- очистка и замена изношенных деталей, например, сопел горелок;
- работа в контакте с механиками по обслуживанию и ремонту, а также с мастерами и технологами.
В состав робототехнологического комплекса могут входить, например: сварочный робот (рис. 4.25) со шкафом и пультом управления, а также программирующим устройством; оборудование для установки и перемещения заготовок; сварочное оборудование; технологическая осна стка робота (например, устройство очистки и смазки горелки, защиты её от поломки).
В промышленно развитых странах серьёзные стимулы роста инвестиций в производство и применение промышленных роботов следующие:
— непрерывное снижение стоимости промышленных роботов на фоне роста стоимости рабочей силы (так, с 1990 по 1999 г. средняя цена промышленных роботов на рынке США снизилась н 40 %, в то время как стоимость рабочей силы повысилась на 38-39 %);
— недостаток квалифицированной рабочей силы;
— освобождение работающих на производстве от тяжелого, интенсивного и монотонного труда;
— возможность улучшения экологической обстановки на производстве.
Применение роботов для автоматизации процессов дуговой сварки целесообразно при одновременном выполнении следующих условий:
— изделие выпускают мелкими и средними партиями;
— швы сварных соединений конструкции - сложной формы либо короткие и различным образом ориентированы в пространстве;
— к швам сварных соединений предъявляют повышенные требования стабильности качества (от изделия к изделию) с минимальным влиянием «человеческого фактора»;
— разработка, изготовление и обслуживание специального сварочного автомата дороже применения серийно выпускаемого промышленного робота;
— высокая культура заготовительного и сварочного производства, наличие на предприятии соответствующих технических служб по наладке и ремонту робототехнологических комплексов;
— создание на предприятии благоприятных условий (как моральных, так и материальных) для обслуживающего робот персонала, стимулирующих бесперебойность работы комплекса.
Рис. 4.24. Схемы роботов с перемещением руки в сферической (а) и прямоугольной (б) системе координат
Рис. 4.25. Роботизированная сварочная система серии ARC MATE