Повышение производительности связано с сочетанием улучшенной обработки материалов, увеличения скорости обработки и увеличения продолжительности рабочего цикла. Для дуговой сварки эффективность ручной дуги колеблется от 5 до 60 % (в среднем 10 %), а для роботизированной сварки — от 50 до 90 % (в среднем 70 %). В среднем простая дуговая сварочная ячейка обычно имеет больше производительности, чем 3 квалифицированных сварщика. Однако более полезной мерой является сравнение рентабельности человека и машины при одинаковом уровне производительности, ^[5] см. ниже.

Предположения

1. Можно найти достаточную работу, чтобы ячейки работали в полную силу
2. Требуется новое оборудование как для роботов, так и для сварщиков

		2 модуля робота	1 сварщик
Оператор/сварщик/рабочая неделя/год		48	48
Смены/день		3	3
Дней в неделю		5	5
Смены в неделю		15	15
Единицы/смена/ячейка или оператор		14	2. 33
Единиц/день	Балки	42
	Тонны	50,4
	Персонал, необходимый для изготовления этих 42 балок
	Операторы*/сварщики**	3	18
	Надзор/техник***	0,5	1,8
Из-за посменной работы требуется всего 6 сварочных комплектов
Количество рабочих смен оператора в год		2160	12960
Старший техник, смен/год		360	432
Ставки оплаты труда		Смена	Годовая стоимость
	*Робот-погрузчик стоит	48 фунтов стерлингов	103,68 фунтов стерлингов
	**Ручная сварка стоит	56 фунтов стерлингов	725 760 фунтов стерлингов
	***Наблюдение за роботом/техником стоит	64 фунта стерлингов	23 040 фунтов стерлингов
	***Расходы на надзор за сваркой	64 фунта стерлингов	27 648 фунтов стерлингов
	Затраты на оплату труда	126 720 фунтов стерлингов	753 408 фунтов стерлингов
Материалы	фунтов стерлингов за тонну	№/год.	Значение
Куплено по цене	600	12096	7 257 600 фунтов стерлингов
Продается по	800	12096	9 676 800 фунтов стерлингов
(средний вес 1,2 тонны)

5 Будущие тенденции

Хотя роботы могут выполнять большинство задач по сварке на заводе, жизненно важно быстрое программирование. Для этого потребуются ссылки на ИТ, предложенные ранее. Развитие ИТ-ячейки на Odense Steel Shipyard дало уверенность другим верфям в автоматизации производства аналогичным образом.Мы можем ожидать передачу технологии в производственный сектор (или верфи, чтобы начать производство).

Роботы будут замечены:

• Резка и маркировка (все чаще с помощью лазерных систем)
• Сварка (сначала дуговая, а затем лазерная)
• Неразрушающий контроль (NDE)
• Покрытие

Полная интеграция робота на заводе позволит быстро сделать это на месте. Это приведет к более широкому использованию роботов для сварки колонн и манипулирования датчиками неразрушающего контроля.

Одной из наиболее важных тенденций, обусловленных необходимостью снижения общей стоимости строительства, станет более активное участие проектировщика вместе с интеграцией процессов проектирования и производства (роботизированных). Японцы начали этот процесс с использования модульных соединений колонн в многоэтажных домах и в заводском производстве модульного жилья.

6 Выводы

В производственном секторе есть место для роботов. Для сварочных приложений это будет начинаться двумя способами. Один из них предназначен для производства больших объемов повторяющихся элементов, таких как шипы и аналогичные мелкие элементы. Более значительное развитие произойдет, когда робот станет частью интегрированной фабрики, что позволит экономично изготавливать более крупные и сложные конструкции.

Значение для производителя станет значительным, когда проектировщики осознают сильные стороны (скорость и качество) и ограничения (доступ и потребность в программах) роботов.

Несмотря на то, что это конференция по производству, следует признать, что наибольшее применение роботов, вероятно, будет связано с их использованием для сборки (обшивка панелей, полов и кровли), нанесения покрытий (огнезащита) и технического обслуживания (мытье окон).

Какое бы приложение ни было принято первым и широко, оно, несомненно, приведет к более широкому использованию в других областях, точно так же, как их использование распространилось из автомобилестроения в судостроение.

Ссылки

№	Автор	Название
[1]		Факты о роботах Годовой отчет Великобритании об инвестициях в робототехнику в обрабатывающей промышленности за 1997 г. , опубликованный Британской ассоциацией автоматизации и робототехники.
[2]		Новости JARA, том 10, № 3, декабрь 1997 г., стр. 2
[3]	Уэстон, Дж. 1997.	Портативные сварочные роботы — промышленное обследование. Отчет членов TWI 595/1997.
[4]		Отчеты по проекту Eureka 130 CIMsteel.
[5]		EU130 CIMsteel, Рабочий пакет 5. Результат D7-FCW Оценка рентабельности, 1997 г. (неопубликовано)

Сколько стоит роботизированный сварочный модуль?

Сварочный робот

Очень сложно установить конкретную цену на сварочного робота. На самом деле цена вашего робота будет зависеть от его радиуса действия, его назначения/использования (TIG, MIG и т. д.), его воспроизводимости, полезной нагрузки и т. д. Такие характеристики должны быть известны до того, как вы начнете покупать робота. Таким образом, было бы неплохо измерить и контролировать то, что вам нужно, и взглянуть на сравнительную таблицу сварочных роботов, которую мы составили. После того, как вы сделали свой выбор, свяжитесь с вашим местным дилером, чтобы получить предложение.

Сварочный источник, горелка

Как правило, ваш выбор определяется целевым приложением. Вам нужно обратить внимание на производительность и электрические характеристики вашей машины. Вы также должны убедиться, что ваш источник питания совместим с роботизацией. Тот факт, что многие источники хороши для традиционной сварки, не означает, что они хороши для автоматической сварки. Как только у вас будет четкое представление о том, каковы ваши потребности, вы можете посмотреть, какой источник питания подойдет для системы, которую вы рассматриваете. Мы также составили сравнительную таблицу наиболее популярных роботизированных источников сварочного тока. Еще раз, трудно оценить цену, вы должны окончательно запросить расценки у вашего дилера и посмотреть, какие у вас есть варианты.

зависят от типа сварки (TIG, MIG, MAG и т. д.), которую вы планируете выполнять. При покупке источника питания у большинства интеграторов или дистрибьюторов различных систем есть сварочные горелки. Заодно спросите их, какие рекомендации, скорее всего, подойдут вам лучше всего.

Стол, поворотный стол, колесо обозрения

Стол есть стол, верно? Да, это так, но вы должны учитывать различные приспособления, которые вам нужно будет установить на него, в ориентировочной цене вашего «простого» стола. Если вам нужна дополнительная ось в вашей роботизированной ячейке, вы можете использовать поворотный стол, также известный как внешняя ось. Некоторые традиционные сварщики используют их, например, для сварки круглых деталей. Таким образом, вы можете производить очень точные и постоянные сварные швы. И если вы решите перейти на следующий уровень автоматизации, вам может понадобиться колесо обозрения. Посмотрите следующее видео, чтобы лучше понять, что это такое на самом деле.

Сварочный шкаф

Вы хотите, чтобы ваш сварочный корпус был полностью матовым или тонированным? Как должна быть сделана ваша частичная подача? Где логичнее всего разместить корпус? И особенно, сколько места вам нужно? Это все вопросы, на которые вы должны серьезно взглянуть, прежде чем заказывать сварочный робот.

Обучение роботов

Следующий вопрос: как я буду программировать эти штуки? Узнайте сами, запросите обучение на месте или отправьте своего техника на 2-3 дня обучения на учебный центр производителя сварочного робота.Kinetiq Teaching — это опция, которая упростит использование вашей системы большим количеством людей, поскольку она позволяет любому оператору программировать робота-сварщика через интуитивно понятный интерфейс.

Что еще нужно учитывать

Площадь пола — Где вы разместите ограждение роботизированной ячейки? Вы уже рассмотрели размер и структуру корпуса, но теперь вам нужно интегрировать его в свой рабочий процесс. Вам нужно изменить рабочий процесс в цехе? Вам нужно изменить ввод деталей или вывод после их сварки?

Подготовка деталей. Вам потребуются воспроизводимые качественные детали.Это может означать, что вы хотите посмотреть на свои шаги до сварки. Возможно, вам придется изменить свой процесс или, возможно, вам нужно взглянуть на систему технического зрения, чтобы повысить точность.

В упаковке или отдельно?

Здесь вы можете найти готовые сварочные модули от Motoman по цене от 87 000 до 121 000 долларов. Если вы амортизируете его в течение 5 лет, это составит около 10 долларов эксплуатационных расходов в час. Если учесть, что ячейка работает 2000 часов в год. Также учтите, что у каждого производителя или интегратора будут одинаковые цены. Выбор производителя, такого как Motoman, который может включать в себя обучающее устройство Kinetiq, сэкономит вам много времени на подготовку при настройке. Помните также, что быстрая переналадка может сделать вашу ячейку более производительной и экономичной при работе с небольшими партиями.

Если вы работаете в Fabshop, вы можете изготовить корпус самостоятельно. Не забудьте включить в свои расчеты все возможные сценарии, например, когда вы свариваете корпус, вы не производите продукцию для своих клиентов. Для первой ячейки, возможно, стоит воспользоваться опытом производителя роботов или интегратора и быстро набрать скорость.

Трудно назвать точную цену, но полное решение может стоить от 75 000 до 175 000 долларов в зависимости от ваших вариантов. Помните, что чем больше времени робот сварит, тем быстрее окупятся ваши инвестиции. Нет никакого смысла покупать робота-сварщика и использовать его неполный рабочий день. Также ознакомьтесь со следующими статьями, которые могут быть полезны, если вы планируете свой первый роботизированный сварочный модуль. Они должны дать вам больше идей о том, на что обращать внимание при выборе робота-сварщика.

Похожие статьи

Интеграция процесса роботизированной сварки, часть 1. Предварительная диагностика

Интеграция процесса роботизированной сварки, часть 2, технико-экономическое обоснование

Интеграция процесса роботизированной сварки, часть 3 Выбор интегратора

КООПЕРАТИВНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ от Fabricate 2017 на JSTOR

Весь контент Картинки

• Поиск
  • Расширенный поиск
  • Поиск изображений
• Просматривать
  • от Субъекта
  • по названию
  • по коллекциям
  • от издателя
• Инструменты
  • Рабочее пространство
  • Анализатор текста
  • Серия JSTOR Understanding
  • Данные для исследований

Роботизированная сварка: системы и руководство

Роботизированная сварка — это использование механизированных программируемых инструментов (роботов), которые полностью автоматизируют процесс сварки, выполняя сварку и манипулируя деталью.

Такие процессы, как газовая дуговая сварка металлическим электродом, хотя и часто автоматизированы, не обязательно эквивалентны роботизированной сварке, поскольку иногда оператор-человек подготавливает материалы для сварки.

Этот процесс идеально подходит для ситуаций, когда повторяется большое количество сварных швов, которые необходимо выполнить быстро. Роботы используются в контролируемых средах, таких как автомобильный сборочный завод. Специалисты-сварщики постоянно контролируют роботов, чтобы проверить целостность сварного шва и при необходимости отрегулировать оборудование.

Автомобильная промышленность использует роботов Mig уже более 35 лет, задействовав более 100 000 роботов.

Стоимость каждой роботизированной ячейки составляет приблизительно от 60 000 до 75 000 долларов США для недорогих систем.

Системы среднего класса стоят от 75 000 до 150 000 долларов, а системы высокого класса стоят 150 000 долларов и более.

Как правило, рабочая ячейка будет стоить в 3-10 раз дороже, чем робот.

Примеры роботизированной сварки и резки Видеодемонстрация

Обзор

Типы роботов

Роботизированная сварка обычно используется для контактной точечной и дуговой сварки в высокопроизводительных приложениях, таких как автомобильная промышленность.

Роботизированная сварка является относительно новым применением робототехники, несмотря на то, что роботы впервые были представлены в промышленности США в 1960-х годах.

Использование роботов в сварке не получило широкого распространения до 1980-х годов, когда автомобильная промышленность начала широко использовать роботов для точечной сварки.

С тех пор значительно выросло как количество роботов, используемых в промышленности, так и количество их применений.

Кэри и Хельцер предполагают, что по состоянию на 2005 год в промышленности Северной Америки использовалось более 120 000 роботов, причем примерно половина из них связана со сваркой.

Рост роботизированной сварки в первую очередь ограничивается высокой стоимостью оборудования и вытекающей из этого необходимостью использовать его только в высокопроизводительных приложениях.

Роботизированная дуговая сварка начала быстро расти и занимает около 20% промышленных роботов.

Производители роботов

Ведущие производители роботизированной сварки включают:

• Линкольн Электрик
• АББ
• Адепт
• Сейко
• Кавасаки

Стоимость роботизированного сварочного модуля начинается от 50 000 долларов США (долларов США).Робот без сварочного оборудования может стоить всего 20 тысяч долларов.

История роботизированной сварки

Роботизированная сборочная линия сварки

Первые работы по робототехнике восходят к 270 г. до н.э. в Древней Греции, к водяным часам с подвижными фигурами, спроектированным инженером-строителем Ктесибием.

За его работой последовали Филон Византийский (автор книги «Механический сборник», 200 г. до н.э.), Герой Александрийский (85 г. до н.э.) и Марк Витрувий (25 г. до н.э.).

Несколько сотен лет спустя арабы задокументировали (три Бану Муса, работавших на Багдадского халифа, 786-833 гг. н.э.) и разработали
(Бадиас-Заман Исмаил бин ар-Раззаз аль-Джазари в книге «Наука о Гениальные устройства», 1150-1220 гг. н.э.) греческие образцы, которые будут использоваться в их собственных творениях.

Леонардо да Винчи также занимался робототехникой, когда работал на семью Сфорца. К тому же времени, когда он написал «Тайную вечерю», он также участвовал в строительстве «Зала делле Ассе» замка Сфорца, где планировал разместить человекоподобного робота в образе рыцаря XV века.

Каким-то образом планы и чертежи так и не были найдены, хотя некоторые страницы его знаменитой книги «Атлантический кодекс» отсутствуют именно в том месте, где кажется, что он готовил проект робота.

Никола Тесла сделал еще один выдающийся вклад в робототехнику на рубеже нашего века. Он думал об автоматах и ​​о том, как управлять ими или «воплощать» в них разведданные. В то время был немецкий ученый (Герц), утверждавший, что электромагнитное возбуждение порождает излучение того же типа, которое можно обнаружить вдали от возбуждения. Тесла задумал использовать это для управления автоматом: появился термин «телеавтоматика».Своими словами:

… Но этот элемент я мог легко воплотить в нем, передав ему свой разум, свое понимание. Так развивалось это изобретение, и так возникло новое искусство, для которого было предложено название «телеавтоматика», что означает искусство управления движениями и действиями удаленных автоматов.

Технические вехи

• ’70: General Motors создает первую линию сборки роботов с интегрированным корпусом из 24 роботов и системой делительного конвейера
• ’74: Электрическая трансмиссия
• ’74: Микропроцессорное управление
• ’82: Декартова интерполяция
• ’82: компьютерная связь
• ’82: Джойстик
• ’82: Программирование меню
• ’84: Vision Guidance
• ’86: цифровые контуры управления
• ’86: Приводы переменного тока
• ’90: Сеть
• ’91: цифровое управление крутящим моментом
• ’94: полнодинамическая модель
• ’94: Интерфейс Windows
• ’94: виртуальный робот
• ’94: ввод-вывод полевой шины
• ’96: Сотрудничающие роботы
• ’98: Обнаружение столкновения
• ’98: Идентификация нагрузки
• ’98: Быстрый выбор и размещение

Будущее систем роботизированной сварки

Будущие улучшения в системах роботизированной сварки включают в себя производительность (производительность, более низкий уровень ошибок), улучшенное удобство использования (более простое использование и программирование) и возможность подключения (больше способов подключения роботов).

• Более низкие цены
• Более высокая производительность
• Более сложные сенсорные элементы управления
• Лучшее оперативное управление из систем управления производством
• Улучшенные средства моделирования и автономного программирования
• Улучшенные удаленные службы
• Улучшенное качество
• Улучшения в диагностике
• Снижение энергопотребления
• Поддержка более широкого спектра производственных процессов
• Принудительное управление как стандартная функция
• Переход к более легким конструкциям
• Более сложное программное обеспечение
• Больше единообразия в языках программирования
• Лучшее управление движением и усилием
• Снижение уровня шума
• Снижение затрат на обслуживание
• Возможность замены больших роботов меньшими единицами

Роботизированная дуговая сварка

Роботизированная дуговая сварка на автосборочном заводе

Обычно оборудование для автоматической дуговой сварки сконструировано иначе, чем оборудование для ручной дуговой сварки. Автоматическая дуговая сварка обычно включает в себя высокие рабочие циклы, и сварочное оборудование должно работать в таких условиях. Кроме того, компоненты оборудования должны иметь необходимые функции и элементы управления для взаимодействия с основной системой управления.

Для выполнения дуговой сварки требуется особый вид электроэнергии. Особая мощность обеспечивается сварочным аппаратом, также известным как источник питания. Во всех процессах дуговой сварки используется пистолет для дуговой сварки или горелка для передачи сварочного тока от сварочного кабеля к электроду.Они также обеспечивают защиту зоны сварки от атмосферы.

Сопло горелки находится близко к дуге и постепенно собирает брызги. Очиститель горелки (обычно автоматический) часто используется в системах роботизированной дуговой сварки для удаления брызг. Для всех дуговых процессов с непрерывной электродной проволокой требуется устройство подачи электрода для подачи расходуемой электродной проволоки в дугу.

Сварочные приспособления и манипуляторы заготовок удерживают и позиционируют детали для обеспечения точной сварки роботом.Производительность роботизированной сварочной ячейки повышается благодаря автоматически вращающемуся или переключающемуся приспособлению, так что оператор может фиксировать один набор деталей, пока робот сваривает другой.

Чтобы гарантировать, что кончик электрода и корпус инструмента точно известны друг относительно друга, важен процесс калибровки TCP (центральная точка инструмента). Устройство автоматической калибровки TCP облегчает эту трудоемкую задачу

Выбор газа

Существует несколько факторов, влияющих на выбор наилучшего газа для роботизированных сварочных систем, в том числе:

• химия цветных металлов
• сварочная позиция
• толщина основного металла
• чистота основного металла
• тип металлического переноса
• шарнирная посадка

Выбор газа:

• Аргон/CO2 (>82% аргона)
• Аргон/CO2/02 (>90% аргона), который предпочтительнее для перекрытия зазоров из-за повышенной текучести лужи
• Аргон/гелий/CO2 (>70 % аргона, >25 % гелия/баланс CO2) – предпочтительнее для никелевых сплавов и работы с нержавеющей сталью

Роботизированная точечная сварка

Автоматическая сварка предъявляет особые требования к оборудованию для контактной сварки. Часто оборудование должно быть специально спроектировано, а процедуры сварки должны быть разработаны в соответствии с требованиями роботизированной сварки.

Наиболее распространенным типом робота, используемого для точечной сварки, является шестиосевой револьвер. Другие типы или сферические и прямоугольные.

Сварочное тепло выделяется электрическим сопротивлением без расходуемых электродов, защитных газов или флюса.

Робот для точечной сварки является важнейшим компонентом роботизированной установки для точечной сварки. Сварочные роботы доступны в различных размерах, в зависимости от грузоподъемности и досягаемости.Роботы также классифицируются по количеству осей. Пистолет для точечной сварки подает соответствующее давление и ток на свариваемые листы. Существуют различные типы сварочных пистолетов, используемых для различных целей. Автоматический таймер сварки инициирует и отсчитывает продолжительность тока.

В процессе сварки сопротивлением сварочные электроды подвергаются сильному нагреву и давлению. Со временем эти факторы начинают деформировать (грибовидно) электроды. Для восстановления формы электродов используется автоматический наконечник-корректор.

Поверхность должна быть чистой и гладкой для оптимальной прочности сцепления и требует доступа к обеим сторонам соединения.

Основы:

• Наиболее распространенное применение роботизированной сварки
• Роботы запрограммированы следовать по определенному пути
• Выполняет 30 сварок в минуту или более

Роботизированные системы точечной сварки состоят из:

• Комплект для точечной сварки с роботом и контроллером
• взаимозаменяемые блоки
• устройства защиты оператора
• опорная рама

Компоненты

Основными компонентами роботов для дуговой сварки являются манипулятор или механический блок и контроллер, который действует как «мозг» робота.

Манипулятор является то, что делает робота двигаться, и дизайн этих систем можно разделить на несколько общих типов, таких как SCARA робот декартовых координат робота, которые используют разные системы координат, чтобы направить оружие машины.

Промышленные роботы Использование в автоматическом сварочном производстве

Когда должны быть роботы используются для сварки?

Процесс сварки, который содержит повторяющиеся задачи на подобные куски могут быть пригодны для автоматизации.Количество элементов любого типа, подлежащих сварке, определяет, автоматизируется процесс или нет.

Если обычно требуется регулировка деталей для правильной подгонки друг к другу, или если свариваемые соединения слишком широкие или находятся в разных положениях от детали к детали, автоматизация процедуры будет затруднена или невозможна. Роботы хорошо справляются с повторяющимися задачами или аналогичными деталями, которые включают сварку более чем по одной оси или когда доступ к деталям затруднен.

Большинство процессов производственной сварки можно использовать в автоматизированных приложениях.Наиболее популярным, используемым примерно в 80 процентах случаев, является процесс GMAW со сплошной проволокой. Этот процесс лучше всего подходит для большинства производственных ситуаций, поскольку не требуется очистка после сварки.

Самое большое применение в автомобилестроении:

• работает круглосуточно
• 2% простоя использования инвестиций
• Сокращение человеко-часов от 75% до 100%
• улучшает управление и планирование вывода

Робот на портале для сварки крупных деталей

Преимущества

• улучшенное качество
• уменьшенный уровень переварки
• без очистки после сварки
• повышенная производительность оператора
• более высокая скорость наплавки, повышенная эффективность наплавки проволоки
• более высокая скорость перемещения резака
• улучшенный внешний вид сварного шва
• пониженный навык оператора
• сокращение времени сварки, быстрее, чем у людей
• более низкая общая стоимость сварки/фут
• нижняя доработка
• постоянный провар
• повышенная гибкость благодаря перепрограммированию
• амортизация затрат на оборудование в течение нескольких смен
• снижение аварийности
• можно использовать в средах, опасных для человека
• меньше простоев в работе

Почему роботизированная сварка? Наиболее заметными преимуществами автоматизированной сварки являются точность и производительность. Роботизированная сварка повышает повторяемость сварных швов. После правильного программирования роботы каждый раз будут выполнять одни и те же сварные швы на заготовках с одинаковыми размерами и техническими характеристиками.

Автоматизация движений резака снижает вероятность ошибок, что означает сокращение брака и переделок. С помощью роботизированной сварки вы также можете увеличить производительность. Мало того, что робот работает быстрее, тот факт, что полностью оборудованная и оптимизированная роботизированная ячейка может работать 24 часа в сутки, 365 дней в году без перерывов, делает ее более эффективной, чем ячейка ручной сварки.

Еще одним преимуществом автоматизированной сварки является снижение трудозатрат. Роботизированная сварка также снижает риск, перемещая человека-сварщика/оператора вдали от опасных паров и расплавленного металла вблизи сварочной дуги.

Ограничения

Одна из проблем при сварке роботами заключается в том, что кабели и шланги, используемые для подачи тока, воздуха и т. д., имеют тенденцию ограничивать подвижность запястья робота.

Решением этой проблемы является вертлюг, который позволяет проходить сжатому воздуху, охлаждающей воде, электрическому току и сигналам внутри одного вращающегося узла.

Поворотный блок также позволяет программировать в автономном режиме, поскольку все кабели и шланги могут быть проложены по заданным траекториям манипулятора робота.

Другие ограничения роботизированной сварки:

• Комплексное программирование для конечного пользователя, не удобное для пользователя, только для специалистов
• Ограниченные API, усложняющие простое изменение
• Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) не работает. Системы требуют настройки и обучения. Трудно настроить роботизированные сварочные системы.
• Проблемы с подключением, отсутствие стандартов взаимосвязи
• Заменяет человеческий труд
• Технология устаревает

Обоснование стоимости роботизированной сварочной системы

Есть много причин, по которым роботизированная сварочная система может иметь смысл для вашей организации. К ним относятся:

• нехватка обученных сварщиков
• технологические достижения позволяют быстро менять детали, а взаимозаменяемые инструментальные гнезда или приспособления позволяют сваривать небольшие партии
• снижение производственных затрат
• улучшение качества
• благоприятные затраты по сравнению с полностью обремененной стоимостью рабочей силы (оплата труда, строительные налоги, коммунальные услуги, транспорт)
• повышенная производительность
• надежность
• увеличение объема производства
• свести к минимуму вариативность сварки
• экономия присадочного металла (уменьшение количества сварочных работ)
• снижение затрат на обучение
• больше ответственности благодаря программному обеспечению для мониторинга данных дуги

Советы по достижению успеха

Следуйте этим советам, чтобы повысить свои шансы на успех (и доход) от инвестиций в систему роботизированной сварки:

• Оптимизация системы, включающая поддержку программирования, выбор присадочного металла и защитного газа.
• Обратите внимание на конструкцию инструментов и будьте готовы вложить как минимум столько же, сколько вы вложили в робота.
• Сварка в плоском или горизонтальном положении, если это возможно.
• Рассмотрите возможность подачи проволоки и газа оптом, чтобы максимально увеличить время безотказной работы ячейки.
• Тщательно продумайте, кто будет эксплуатировать систему, поскольку инвестиции могут быть максимально увеличены при наличии полностью обученного оператора, имеющего навыки сварки.
• Работы по контролю размеров свариваемых деталей. Деталь, вырезанная лазером или прецизионной плазмой, может быть сварена более экономично, поскольку подгонка детали является последовательной.

Обучение и сертификация

AWS D16.4 устанавливает требования к квалификации персонала роботизированной дуговой сварки. Он описывает четыре уровня квалификации:

1. Первый уровень должен обрабатываться работодателем и не должен
   толковаться как официальное признание AWS
2. Второй и третий уровни объединены в одну сертификацию
   для оператора
.
3. Четвертый уровень — это сертификация техника
.

Тестирование определит, соответствуют ли кандидаты на должность техника или оператора требованиям D16.4 требования к производительности и демонстрации. Проходимость составляет 75%. Кандидаты, не прошедшие тест, могут повторно подать заявку на прохождение не пройденной части теста через 30 дней после получения результатов от AWS.

Количество сдач теста не ограничено, однако каждый заявитель может сдавать экзамен не более 3 раз в год. Письменный тест и тест производительности должны быть сданы в течение 3 месяцев.

Сюда входят:

• Временная проверка производительности
  • Охватывает практическую демонстрацию знаний и способностей с использованием роботизированной системы
  • Состоит из серии задач, включая контрольную сварку пластины GMA, изготовленную в соответствии с WPS (спецификация процедуры сварки)
  • Тест производительности должен быть завершен и сдан за три месяца до или после прохождения письменного теста.
  • Тест может проводиться на работе, в учебном центре или школе сертифицированным руководителем тестирования CRAW-T.
  • Должен быть в состоянии идентифицировать все используемое оборудование, а также устройства безопасности и проблемы (не может потерять более 10 баллов для прохождения)
  • Роботизированное программирование образца для испытаний (20% качества)
  • Необходимо выполнять техническое обслуживание горелки, подачи проволоки и защитного газа (40% качества)
  • Оценка качества сварного шва (40% класса)
  • Необходимо исправить смещение детали
  • Продемонстрировать способность следовать спецификации процедуры сварки (WPS) и рабочему чертежу.Сварной шов будет оцениваться по размеру, расположению, внешнему виду и соответствию WPS
  .
• Письменный экзамен по закрытой книге (2-часовой экзамен)
  • Заявки на сертификацию в качестве оператора CRAW или техника должны получить оценку 75% или выше
  • Тест на общие знания, состоящий из 140 вопросов с несколькими вариантами ответов
  • Письменный экзамен одинаков как для оператора, так и для техника
    Сертификация уровня техника также позволяет этому лицу проводить практическую демонстрацию части сертификационного теста

Темы письменного экзамена

Сертификат оператора

Определение должности: оператор. В контексте оператора роботизированной дуговой сварки, сертифицированного AWS, это человек, способный работать со всеми аспектами роботизированной ячейки для дуговой сварки. Эти аспекты подробно описаны в квалификационных требованиях D 16.4
для лиц 2-го и 3-го уровней».

Требования к опыту и образованию для сертификации операторов:

• Иметь минимум 4000 часов опыта сварки
• Иметь хорошие механические способности
• Иметь годичный диплом по сварке или робототехнике
• Иметь хорошие письменные и устные коммуникативные навыки

Рекомендации по обучению:

• Завершение курса производителя оригинального оборудования или эквивалентного курса
  Robotic Programming
• Понимание использования обучающего брелока
• Иметь инструкции по правильной эксплуатации инструментов и оборудования для поперечного сечения, таких как плазменная резка и ленточные пилы
• Иметь инструкции по применимым методам разрушающих испытаний,
  , таким как испытание на макротехнологии или испытание на изгиб
• Иметь непрерывное образование по
  дисциплинам, связанным с роботизированной дуговой сваркой
• Иметь базовые инструкции по работе со всем периферийным оборудованием робота
  
• Иметь базовые инструкции по безопасной и правильной эксплуатации
  механической руки робота и схемы управления
• Курс визуального осмотра соответствующего продукта

Сертификация техника

Опыт и требования к образованию:

• Соответствие всем требованиям уровней 1, 2 и 3
• Иметь не менее 5 лет опыта сварки во всех соответствующих процессах
• Иметь двухгодичную степень младшего специалиста в области сварки/робототехники/электротехники или эквивалентную
• Наличие действующего сертификата AWS CWI (Certified Welding Inspector).

Рекомендации по обучению:

• Встречайте уровни 1, 2 и 3 с добавлением:
• Получить инструктаж по работе с инструментами для измерения качества, включая соответствующее компьютерное программное обеспечение для измерения поперечного сечения сварного шва
• Быть знакомым с персональными компьютерами

Дайте нам знать, если вам понравился пост, чтобы его можно было улучшить.

• Роботы для точечной сварки в автомобильной промышленности США — стоимость 2025

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в шапке.

Пожалуйста, авторизируйтесь, перейдя в «Мой аккаунт» → «Администрирование». Затем вы сможете пометить статистику как избранную и использовать оповещения о личной статистике.

Сохранить статистику в формате .XLS

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Сохранить статистику в формате .PNG

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Сохранить статистику в формате .PDF

Вы можете загрузить эту статистику только как пользователь Premium.

Показать ссылки на источники

Как пользователь Premium вы получаете доступ к подробным ссылкам на источники и справочной информации об этой статистике.

Показать подробности об этой статистике

Как пользователь Premium вы получаете доступ к справочной информации и подробностям о выпуске этой статистики.

Статистика закладок

Как только эта статистика обновится, вы немедленно получите уведомление по электронной почте.

Да, сохранить как избранное!

. ..и облегчить мою исследовательскую жизнь.

Изменить параметры статистики

Для использования этой функции требуется как минимум Единая учетная запись .

Базовая учетная запись

Знакомство с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.
Эта статистика не включена в вашу учетную запись.

Однозначный аккаунт

Идеальный аккаунт входа для индивидуальных пользователей

• 6 мгновенного доступа до 1 м *

  в первые 12 месяцев

  Корпоративный счет

  Полный доступ

  Корпоративное решение со всеми функциями.

  * Цены не включают налог с продаж.

  Самая важная статистика

  Самая важная статистика

  Самая важная статистика

  Самая важная статистика

  Дальнейшая дополнительная статистика

  Узнайте больше о том, как Statista может поддержать ваш бизнес.

  БЦЖ. (15 сентября 2015 г.). Системные затраты типичного робота для точечной сварки в США.Автомобильная промышленность США с 2005 по 2025 год (в 1000 долларов США) [График]. В Статистике. Получено 16 января 2022 г. с https://www.statista.com/statistics/561605/system-costs-of-a-spot-welding-robot-in-us-automotive-industry/

  BCG. «Системные затраты на типичный робот для точечной сварки в автомобильной промышленности США с 2005 по 2025 год (в 1000 долларов США)». Диаграмма. 15 сентября 2015 г. Статистика. По состоянию на 16 января 2022 г. https://www.statista.com/statistics/561605/system-costs-of-a-spot-welding-robot-in-us-automotive-industry/

  BCG.(2015). Системные затраты типичного робота для точечной сварки в автомобильной промышленности США с 2005 по 2025 год (в 1000 долларов США). Статистика. Statista Inc.. Дата обращения: 16 января 2022 г. https://www.statista.com/statistics/561605/system-costs-of-a-spot-welding-robot-in-us-automotive-industry/

  BCG . «Системные затраты на типичный робот для точечной сварки в автомобильной промышленности США с 2005 по 2025 год (в 1000 долларов США)». Statista, Statista Inc., 15 сентября 2015 г., https://www.statista.com/statistics/561605/system-costs-of-a-spot-welding-robot-in-us-automotive-industry/

  BCG, Системные затраты типичного робота для точечной сварки в США.S. Автомобильная промышленность с 2005 по 2025 год (в 1000 долларов США) Statista, https://www.statista.com/statistics/561605/system-costs-of-a-spot-welding-robot-in-us-automotive- промышленность/ (последнее посещение 16 января 2022 г.)

  #TITLE# || КОБЕЛКО — КОБЕ СТАЛЬ, ООО. —

  Технические особенности, том 14

  Роботизированная сварочная система, оснащенная процессом REGARC™ для архитектурных стальных каркасов

  
  

  1. Предисловие

  Рисунок 1: Архитектурные стальные рамы с использованием стальных труб для колонн

  Повышение сейсмостойкости зданий имеет важное значение в странах, подверженных сильным землетрясениям.В Японии сейсмостойкие конструкции для строительства из дерева, стали или железобетона развились после многих серьезных землетрясений и являются обязательным элементом архитектурного проектирования и изготовления зданий. Технология стальных каркасов для зданий стала особенно важным достижением в области сейсмостойкого проектирования. Более трети всех зданий (включая небольшие магазины и фабрики, а также высотные здания) построены из стальных каркасов, которые могут составлять до 60% всего здания.Деревянное строительство в настоящее время используется в основном для частных домов.

  Из-за стремления к большим площадям в офисах или на заводах холоднокатаные квадратные или круглые стальные трубы, которые не требуют диагональных раскосов, все чаще заменяют стальные колонны двутаврового сечения. Действительно, квадратные стальные трубы или трубы круглого сечения в настоящее время применяются в 95% конструкций малой и средней этажности. Эти колонны и балки изготавливаются на заводе-изготовителе стальных каркасов, транспортируются и собираются на строительных площадках.

  Рисунок 2: Процесс изготовления стальной колонны

  Стандартный процесс изготовления колонн, используемых изготовителем для архитектурных стальных каркасов, показан на рис. 2.

  Секция большой колонны изготавливается путем приваривания основной части (слева), затем приваривания балок к стыку колонны (в центре) и, наконец, приваривания узла колонны (справа).

  Рисунок 3-1: Роботизированная система сварки центральных деталей/балки
  с соединением колонны

  Рисунок 3-2: Система синхронной роботизированной сварки с двумя соединениями
  для сборки колонны

  Рисунок 3: Типовые системы роботизированной сварки для архитектурных стальных каркасов
  

  Поскольку приварка диафрагмы к стыку конструкционного полого профиля требует много сварочных и вращательных работ, это работа для роботизированной сварки.При сварке в горизонтальном положении роботизированная сварка обеспечивает более высокую эффективность, меньшее количество дефектов и ровные и стабильные валики, чем полуавтоматическая сварка. В конце 1980-х годов компания Kobe Steel разработала роботизированную систему сварки архитектурных стальных каркасов, которая завоевала значительную долю рынка благодаря высокому качеству и эффективности.

  Поскольку после Великого землетрясения Хансин в 1995 году в Закон о строительных стандартах Японии были внесены поправки, требования к сварке соединений стальных конструкций зданий стали более строгими.Тем не менее, Kobe Steel разработала новые системы и функции, которые повышают производительность за счет синхронизированной системы роботизированной сварки с двумя стыками для сборки колонны, которая поддерживает предел подводимого тепла для каждого сварного соединения.

  Что касается процесса сварки, стандартный процесс дуговой сварки в среде защитного газа CO2 долгое время отдавался предпочтение из-за высокой эффективности, а также более низкой стоимости по сравнению с газом Ar, даже несмотря на то, что большое образование брызг было хорошо известным недостатком. Поэтому Kobe Steel разработала «процесс REGARC™» для использования в сочетании с новым источником питания SENSARC™ AB500 и сплошными проволоками FAMILIARC™ MG-50R(N) и FAMILIARC™ MG-56R(N).

  Этот процесс обеспечивает высокое наплавление при минимальных брызгах и дыме даже при стандартной дуговой сварке в среде защитного газа CO2. В этой статье рассказывается о процессе REGARC™ и системе роботизированной сварки архитектурных стальных каркасов, оснащенной процессом REGARC™.

  2. Особенности процесса REGARC™

  Рисунок 4: Новый источник питания: SENSARC™ AB500

  В этом процессе используется специально разработанный источник питания SENSARC™ AB500 (см. рис. 4), а также сплошная проволока MG-50R(N) или MG-56R(N) для роботизированной сварки архитектурных стальных каркасов.В таблице 1 показан типичный химический состав осажденных металлов MG-50R(N) и MG-56R(N).

  Таблица 1: Типичный химический состав наплавленных металлов MG-50R(N) и MG-56R(N)

  Название продукта	Классификация JIS *1	Типовой химический состав наплавленного металла (масс. %)
  		С	Си	Мн	Р	С	Ti+Zr
  МГ-50Р(Н)	Z3312 YGM11	0.09	0,57	1,00	0,010	0,013	0,03
  МГ-56Р(Н)	Z3312 YGM18	0,06	0,48	1,33	0,009	0,007	0,03
  Примечание: *1 JIS: промышленный стандарт Японии

  2-1.Низкое разбрызгивание

  Рисунок 5-1: Формы капель

  Рисунок 5-2: Капля и немного расплавленного металла взрываются

  Рисунок 5-3: Рассеивание капель

  Рисунок 5: Перенос шаровидных капель с помощью обычного процесса

  При обычной дуговой сварке в среде защитного газа CO2 режим переноса металла обычно представляет собой шаровидный перенос, при котором большие капли перемещаются неравномерно по мере увеличения сварочного тока. После работы над контролем переноса капель с помощью формы импульсного тока компания Kobe Steel разработала процесс REGARC™, который уменьшает разбрызгивание за счет регулярного образования и отделения капель.

  В чем разница в переносе капель между обычным процессом и процессом REGARC™? В обычном процессе образуется капля (рис. 5-1), а затем происходит короткое замыкание в расплавленной ванне непосредственно перед отрывом, после чего капля вместе с частью расплавленного металла взрывается сразу после повторного зажигания дуги ( Рисунок 5-2), или когда капля растет, она отрывается, когда ее толкает вверх сила дуги, и рассеивается при вращении (Рисунок 5-3).

  Рисунок 6-1: Капля маленькая и сжатая

  Рисунок 6-2: Капля плавно отделяется

  Рисунок 6: Перенос капель с помощью процесса REGARC™

  Напротив, в процессе REGARCTM капля сжимается импульсным пиковым током, как только она формируется (рис. 6-1), а затем отделяется слабым током в течение базовой продолжительности (рис. 6-2).

  Отделившаяся капля плавно поглощается расплавленной ванной. При своевременном контроле оптимального импульсного пикового тока во время формирования или отделения капли размер капли остается небольшим и однородным, а перенос осуществляется плавно.

  2-2. Высокая скорость осаждения и низкое тепловложение

  Рисунок 7: Зависимость между средним сварочным током
  и скоростью подачи проволоки

  На рис. 7 показана зависимость между сварочным током и скоростью подачи проволоки (скоростью плавления проволоки) при обычном процессе дуговой сварки в среде защитного газа CO2 и процессе REGARC™.

  Скорость подачи проволоки в процессе REGARC™ более чем на 10 % выше, чем в обычном процессе. Поскольку импульсный сварочный ток в процессе REGARC™ выше, чем в обычном процессе, что приводит к более высокому джоулеву теплу, скорость наплавки (и общая эффективность) процесса REGARC™ выше при любой величине сварочного тока (среднее значение) использовал.

  Это означает, что в процессе REGARC™ можно достичь той же скорости наплавки, но при этом средний сварочный ток на 10 % меньше, чем в традиционном процессе.Скорость осаждения при 300 А в обычном процессе эквивалентна скорости осаждения при 275 А в процессе REGARC™. Это позволяет снизить тепловложение, улучшить свойства металла сварного шва, а также свести к минимуму искривление или деформацию при сварке.

  2.3 Хорошее и глубокое проникновение

  Рисунок 8-1: Форма проходки по обычному процессу

  Рисунок 8-2: Форма проходки по процессу REGARC™

  Рисунок 8-3: Форма проникновения смеси газов Ar-CO2 (эталон)

  Рисунок 8: Разница в форме проходки между обычными процессами
  и процессами REGARC™

  На рис. 8 показана разница в форме проходки между обычным процессом и процессом REGARC™ при одинаковой скорости осаждения.

  Несмотря на то, что средний сварочный ток в процессе REGARCTM ниже, чем в обычном процессе, провар получается аналогичным (рис. 8-1 и 8-2) из-за более высокого пикового тока процесса REGARCTM. Отсюда видно, что качественная сварка может быть выполнена, несмотря на более низкое тепловложение.

  Для справки, на рис. 8-3 показана форма проплавления, полученная при сварке MAG с использованием смеси газов Ar-CO2, которая известна как метод сварки с малым разбрызгиванием.Пенетрация имеет пальцеобразную форму, что снижает сопротивление пористости; Напротив, проплавление в процессе REGARC™ является широким, глубоким и чашеобразным, что обеспечивает устойчивость к пористости и горячему растрескиванию.

  2.4 Малодымный

  Разница в уровне выделения дыма на единицу веса сварочной проволоки при использовании обычного процесса и процесса REGARCTM показана на рис. 9.

  Ясно, что процесс REGARCTM производит почти половину количества дыма по сравнению с обычным процессом.

  Рис. 9: Разница в скорости выделения дыма между традиционным процессом
  и процессом REGARCTM

  
  

  3.

  Роботизированная система сварки архитектурных стальных каркасов, оснащенная процессом REGARC™

  Рисунок 10-1: Обычный процесс

  Рисунок 10-2: Процесс REGARCTM

  Рисунок 10: Разница в разбрызгивании при сварке колонны
  между обычным процессом и процессом REGARC™

  Роботизированная система сварки архитектурных стальных каркасов, оснащенная процессом REGARC™, имеет следующие преимущества по сравнению с обычным процессом:
  1- Повышенная производительность за счет сокращения времени цикла
  2- Улучшенное качество сварки
  3- Меньше послесварочных работ, например как шабрение или шлифование
  4- Лучшая экономия энергии

  На рис. 10 отчетливо видно, что во время приварки диафрагмы к конструкционному полому сечению в процессе REGARC™ разбрызгивание значительно меньше, чем при обычном процессе.

  На рис. 11 сравниваются два процесса в зависимости от количества брызг, прилипших к соплу во время приварки диафрагмы к конструкционному стыку полого профиля с одинарной канавкой для скоса. Процесс REGARC™ может уменьшить количество брызг до одной четверти по сравнению с обычным процессом, даже при сварке внутренней канавки.

  Рис. 11. Количество брызг, прилипших к соплу во время сварки колонны
  (с одной канавкой под скос) в традиционном процессе
  и процессе REGARC™

  Когда брызги прилипают к внутренней части сопла, экранирование может уменьшиться, что приведет к ухудшению механических свойств, а также к дефектам сварки, таким как пористость металла сварного шва.По этой причине роботизированная сварка включает в себя автоматическую очистку и замену сопел, чтобы максимально увеличить время работы.

  Рисунок 12: Сравнение времени цикла между обычными процессами
  и REGARC™

  Роботизированная сварка, оснащенная процессом REGARC™, сокращает частоту очистки или замены форсунок вдвое, что сводит к минимуму время простоя. Это приводит к увеличению времени горения дуги и сокращению циклов.

  Рисунок 13-1: Обычный процесс

  Рисунок 13-2: Процесс REGARC™

  Рисунок 13: Сравнение количества брызг на пластинах
  при использовании обычного процесса и процесса REGARC™

  На рис. 12 сравниваются результаты, полученные при сварке квадратной трубчатой ​​стальной колонны с длиной стороны 400 мм и толщиной листа 22 мм по обычному процессу и процессу REGAEC™.Процесс REGARC™ сократил время цикла на 10%, а из-за меньшего количества разбрызгивания уменьшилось количество работ по очистке и шлифовке после сварки.

  На рис. 13 сравнивается внешний вид наплавленного валика как в обычном процессе, так и в процессе REGARC™.

  Много брызг видно на поверхности пластины диафрагмы, а также на сторонах колонны на детали, сваренной обычным способом, в то время как на поверхности валика детали, сваренной по технологии REGARC™, видно очень мало брызг.

  Как упоминалось ранее, процесс REGARC™ позволяет экономить энергию, поскольку обеспечивает более высокую скорость наплавки при более низком среднем сварочном токе по сравнению с традиционным процессом. Может потребляться на 5% меньше электроэнергии.

  
  

  4. Постскриптум

  Высоко оцененная клиентами, роботизированная сварочная система, оснащенная процессом REGARC™, готова стать системой роботизированной сварки следующего поколения для архитектурных стальных каркасов в Японии и других частях мира.

  Мы будем постоянно разрабатывать и предлагать современные сварочные решения, используя как сварочные материалы, так и роботизированные сварочные системы.

  Начало страницы

  Trends in Welding Research 2008: Материалы 8-й Международной конференции

  Конференция Trends привлекает ведущих мировых исследователей в области сварки. Темы, затронутые в этом томе, включают сварку трением с перемешиванием, датчики, управление и автоматизацию, микроструктуру и свойства, процессы сварки, процедуры и расходные материалы, свариваемость, моделирование, фазовые превращения, остаточное напряжение и деформацию, физические процессы при сварке, а также свойства и структурную целостность. сварки.

  Проведено 1–6 июня 2008 г., Пайн-Маунтин, Джорджия

  Доступ к загрузке документов

  Чтобы получить доступ к электронному (PDF) документу, который был приобретен, документ появится в MyASM My Content. (Вы должны войти на веб-сайт, чтобы получить доступ к купленному контенту).

  Вы также можете получить доступ к купленному документу, выполнив поиск и нажав кнопку «Загрузить» на странице сведений о продукте.

  Примечание : после загрузки вами цифрового контента ASM и оплаты любых применимых сборов ASM International предоставляет вам неисключительное право на просмотр, использование и отображение такого контента неограниченное количество раз исключительно на вашем персональном компьютере или персональном устройстве. и исключительно для вашего личного некоммерческого использования.Цифровой контент ASM предоставляется вам по лицензии, а не продается. Вы не можете продавать, сдавать в аренду, сдавать в аренду, распространять, транслировать, сублицензировать или иным образом передавать какие-либо права на Контент или любую его часть какой-либо третьей стороне, а также вы не можете удалять или изменять какие-либо уведомления о праве собственности или ярлыки на Контенте.