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自动焊接机范文1
1.焊接机的电气控制要求
该焊接设备电气系统主要有以下5点要求:(1)传动方式:焊枪架的进给使用750w的三相交流电机拖动,额定转速为1410rMmin;转盘电动机要能精确地定位运行;(2)工作方式:手动操作,能单独对焊盘1和焊盘2进行焊接操作。自动操作,选择自动运行模式,设备进入自动运行;焊枪后退到原位转盘开始旋转找到原位焊枪进给到位焊枪开始起弧焊接车轮焊接完成后焊枪开始后退到原位焊盘转动0.1圈完成焊接10次 转动手柄焊接另外一个车轮(未完成继续完成本车轮焊接),自动运行流程如;(3)具有可视化操作:使用人机界面对设备工作流程进行操作和监控。能在可视化窗口内对转盘电机进行调速;(4)控制方式:控制系统运行稳定、可靠,升级简单;能对设备进行精确位置检测;(5)有必要的过载、短路保护。
2.系统设计元器件选择
本设计中位置传感器主要用于焊臂进给到位;焊臂退回到位;两个焊盘旋转到原位和焊盘状态等六处金属结构的位置检测。检测时要求传感器精度要高、使用寿命要长、动作要准确、抗震性好等。
传统行程开关由于使用寿命短、灵敏度低、工作不稳定、抗震性能差等,无法满足本次设计要求。在现代工业中位置传感器使用较多的是接近开关。
2.1 接近开关的分类
1)涡流式接近开关:这种接近开关的检测体必须是导体;2)电感式接近开关:具有结构简单、工作可靠、分辨率高、测量精度高等优点主要用于位置的检测,广泛用于车床等自动化产品中。3)霍尔接近开关:识别磁性物质,检测对象必须是磁性物质;4)热释电式接近开关:用于感知温度变化。
2.2 传感器的选用
通过以上对4种接近开关的用途和检测对象的分析,再结合课题的设计要求。电感式接近开关较符合本设计的电气要求。本次设计中位置检测可采用高柏电气生产的LJ18A3-5-Z\BIY电感式接近开关,这种传感器拥有多种输出方式选择,体积小,安装简便常开型传感器,外形及参数
2.3 步进电动机的选型
2.3.1 步进电动机的选择
根据系统要求选择合适的步进电动机。本次设计的两个转盘电机均可使用Minet生产的MT20STH42-0804A步进电动机。Minet步进电动机具有结构紧凑、性价比高等优点。
2.3.2 步进驱动器的选择
步进电动机的运行需要步进驱动器对其进行信号输入。选用步进驱动器时,驱动器最大相电流不能超过步进电动机相电流,避免相电流过大烧坏电机。
根据步进电动机的相电流可选择使用Minet生产的MT-2HB06HM驱动器。MT-2HB06HM性能优越可通过拨盘开关设定细分数,提高步进电动机运行精度;使用驱动工作电压交流24v-75v、输出驱动电流2A-6A。
MT-2HB06HM性能特点:1)恒流控制,极低的电源损耗,极高的开关效率;2)步距角细分数可设定:1/2,1/16,1/32,1/64,1/5,1/10,1/20,1/40;3)驱动器给步进电动机的相电流大小可通过电位器调节;4)所有输入信号与功率放大部分光电隔离;5)散热器外壳与驱动器内部完全绝缘。
MT-2HB06HM驱动器还具有体积小,接线简单,使用非常方便等优点。
2.4 可编程文本显示器的选型
2.4.1 文本型号的选择
本次设计使用可编程文本显示器主要用于监控画面的显示,转盘电机速度的设定,焊接自\手动操作的切换,设备参数的保护等。对可编程文本显示器的功能要求较低,可选择较为廉价的丰捷MD204L可编程文本显示器。
2.4.2 主要功能的介绍
MD204L的正面除液晶显示窗之外,还有20个薄膜开关按键,触摸手感好、使用寿命长、安全可靠。所有的20个按键除了具备基本功能外,还能被设定成特殊功能按键,直接完成某些设定
MD204L的侧面装有电源端子,通讯插座及对比度调整电位器。电源端子DC使用直流24v电源供电。使用9针D型公座的通讯端口进行与外部的通讯,可采用RS232、RS485和RS422方式进行通讯。下载画面数据时,使用通讯电缆MD2-PC将MD204L的9芯通讯口和个人计算机的9芯通讯口连接起来,和PLC通讯时,根据PLC机型确定通讯口连接方式
3.主电路设计
主回路是本系统的动力部分,包含主要负载,采用三相五线制进线。电路中主要有进给电动机750W,相电流不超过2A;两个转盘电动机相电流不超过2A;控制电路有文本、位置传感器、继电器线电流不超过2A;总电路电流不超过6A。根据电流的大小选择断路器对电路过载和短路保护
3.1 进给电动机主回路设计
进给电动机用于拖动焊枪架的进给和后退,要能进行正反转操作。按设计要求进给电动机采用额定功率750w、额定转速1410rMmin的三相交流电动机J02-801-4。焊枪架的进给由KM1带动电动机正传完成、后退由KM2带动电动机的反转完成,KM1、KM2吸合分别使用继电器KA2、KA3吸合进行进行控制;KM1、KM2的型号由电动机的功率确定,选择线圈电压220v、最大工作电流10A的CJ0-10A交流接触器。
3.2 转盘电动机主回路设计
在本系统中有两台步进电动机,分别用于驱动转盘1和转盘2的旋转。因为步进电动机需要使用步进驱动器对其发送信号,步进驱动器的工作电压使用变压器TC进行降压处理,驱动器工作的启停由KA1吸合进行控制并使用QF2对其过载短路保护。
4.触摸屏画面设计
4.1 人机界面的确定
本次设计要求使用人机界面进行操作和监控。人机界面是在操作人员和机器设备之间双向沟通的桥梁,具有监控管理及应付随时变化信息的多功能显示屏幕,用户可以自由的在显示窗口内组合文字、按钮、图形和数字等。触摸屏和可编程文本显示器都适用于该场合。
(1)触摸屏触摸屏。作为一种新型的人机界面,从一出现就受到关注,它兼容性好、元件丰富、画面生动。强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境,甚至可以用于日常生活,应用非常广泛。
(2)可编程文本显示器。可编程文本显示器是人机界面的一种,主要与各类PLC配合使用,以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态,从而操作人员能够自如的控制机器设备。
可编程文本显示器具有自由输入汉字及设定PLC地址,使用串口通讯下载画面;具有密码保护功能;具有报警列表功能,逐行实时显示当前报警信息;多个按键可被定义成功能键,有数值输入小键盘,操作简单,可替代部分控制柜上机械按键;可选择RS-232\RS-422\RS-485通讯方式,利于走线的标准化。
可编程文本显示器能出色完成本设计要求外还具有价格低廉、使用简单等优点。
由于本设计简单、使用软元件少;可编程显示单元编程相对简单、价格低廉,故采用可编程文本显示器。
4.2 控制方式的确定
传统控制方式一般使用继电器控制。继电器控制方式占用体积大、控制元件多、能耗大、运行不稳定、功能单一、升级过于复杂等缺点。
由于本次设计要求控制元件少、体积小、精度高、功能强大、耗能低、维修方便、产品升级改造简单等,继电器控制方式无法满足此次控制要求。
可编程控制器简称PLC,它是20世纪60年代末发展起来的一种新型的电气控制系统,他将传统的继电器控制技术和计算机控制技术、通讯技术融为一体。具有可靠性高、抗干扰能力强、内部软元件多、编程简单、使用方便、反应速度快、精度高、通用性好、体积小、功能强、耗能少和环境适用性强等特点,可用于逻辑控制、定时计数控制、模拟量的控制和数据处理,以及通讯联网等各方面。PLC控制系统克服了继电器控制方式的缺陷,又符合本次设计的控制要求,本次设计采用PLC控制系统。
4.3 MD204L画面的设计
根据系统要求MD204L主要用于监控画面的显示,转盘电机速度的设定,焊接自\手动操作的切换,设备参数的保护等。本次使用7幅画面进行设计;画面1用做初始画面,不用于系统操作;画面2,操作画面,用于画面的切换,可切换至手动操作画面3、自动操作画面4、参数设置画面5和状态监控画面6;画面7用于焊接次数的显示。
5.结束语
双工位自动焊接机的电气系统设计体现近年来工控运用的先进。受益匪浅,也巩固了自己的知识,使我的理论知识和操作技能更加扎实。在本设计时选用的台达PLC、丰捷可编程文本显示器,传感器等设备是低成本非常实用和便于普及的,希望尽自己的力量能在自己的岗位发挥能量能为企业献出微薄之力。
参考文献
[1]李学炎主编.电机与变压器[M].中国劳动社会保障出版社.
[2]王兵主编.工厂电气控制技术[M].中国劳动社会保障出版社.
自动焊接机范文2
【关键词】汽车座椅;自动焊接;工业机器人;柔性夹具
【Abstract】According to welding technology and production feature of the automobile seat frame, it designs a automatic welding system based on industrial robot technology. The article focuses on the design key point of flexible modular fixture and the teaching programming of robot control system.
【Key words】Automobile seat; Automatic welding; Industrial robot; Flexible fixture
0 引言
我国汽车产业近几年快速发展,未来一段时期还将稳步发展,相应的汽车零部件配套制造业也迅猛发展。在汽车零部件制造中,汽车座椅生产是其中一个重要的生产环节。汽车座椅的功能是为司乘人员提供便于操作、舒适安全的驾驶、乘坐位置,其必须安全可靠,并有足够的强度、刚度与耐久性。
汽车座椅的骨架的焊接精度和强度是保证座椅质量和可靠性的关键,目前座椅骨架焊接主要还以人工为主的传统焊接方式。这种方式焊接精度低,焊接质量和效率受工人的熟练程度和操作状态影响[1]。因此,本文针对汽车座椅骨架,采用工业机器人技术,设计出一套柔性高的自动焊接系统,保证了焊接质量的一致性,为主机厂提供质量合格的座椅骨架,以满足整车的装车要求。
1 系统焊接工艺流程
汽车座椅骨架主要管件框架和支持板等组成,焊缝包括弧形焊缝、直线焊缝和点状焊缝。待焊工件为碳钢材质,管壁厚度约3mm左右,考虑到工厂规模生产的成本问题,其焊接工艺选择CO2气体保护焊。因为二氧化碳气体制备较为简单,并且焊接速度快,焊接效率较高,适合多位置焊接,可以利用机器人自动实现频繁起弧和收弧的电流电压的控制,适宜焊接不规则的空间焊缝。焊件焊接后变形小,焊件加工精度高。
系统主要由焊接机器人、机器人控制系统、配套的焊接系统(包括焊接电源、送丝机、焊枪和二氧化碳气体)和柔性组合工装夹具等组成。待焊工件通过柔性组合工装夹具定位夹紧后,机器人根据给定的运动轨迹和焊接参数自动完成工件焊缝的焊接。系统采用双工位轮换设计,可进行焊接与装卸交替作业。即当在工位1进行工件的自动焊接作业时;操作人员可以在工位2上进行工件的装卸作业。机器人驱动焊枪按焊接程序完成工位1所有焊点的焊接作业后,控制单元发出工位转换指令,转向工位2进行自动焊接。操作人员再回到工位1进行工件的装卸作业,这样形成交替作业工作方式,从而提高了焊接的工作效率。
系统的焊接工作流程如图1所示。
2 柔性焊接组合工装夹具设计
使用机器人对焊缝进行自动焊接,待焊工件在焊接过程中必须能准确稳定地定位和夹紧。设计合理正确的工装夹具是保证焊接精度和质量的关键。
系统采用柔性孔系组合夹具对工件进行定位夹紧。夹具是由标准化、系列化、通用化的模块组成的,且模块之间的链接、固定和压紧都是以孔为基准定位,用锁紧销来实现快速锁紧,模块与模块之间可以根据焊接工件的实际尺寸可以自由调整。柔性组合夹具按功能可分为基础件、支撑件、定位件、调整件、压紧件、锁紧件和组合件等。
设计座椅骨架工装组合夹具,首先要对产品图纸进行分析,根据焊接工艺和关键尺寸要求来确定定位点和定位面,从而确定各个零部件的定位方式和压紧方式。然后分析焊缝位置,尽可能将较多焊缝的一面朝上,朝下一面焊缝的位置要设置高一些,使得机器人焊枪可伸入下方进行焊接。同时还需考虑工件的装卡顺序和工人操作空间的便捷性。从而实现工件一次装卡就可完成全部焊缝的焊接,减少二次装卡时间和装配误差。为防止焊接变形,工件的定位点需设置调整垫片用于调整反变形。由于座椅骨架的管框是固定在V型定位块中,为使焊接好的工件能顺利取出,最后还需设置顶升装置进行卸件。
某型号座椅骨架的组合夹具定位夹紧示意如图2所示:
采用柔性组合夹具设计座椅骨架工装,可适应不同型号座椅骨架的形状,几套夹具系统就可以替代大量高成本的专用工装,使用该工装后,可以省去不同型号座椅而投入的专用工装的费用和时间。在多品种、个性化的汽车座椅生产中,具有很高的经济性。同时组合夹具的所有模块加工精度均较高,工作平台在1000mm的范围内确保定位孔的位置误差在±0.1mm以内,完全可以满足焊接加工的需要。如果工件本身的几何尺寸不准确,也可以很快被检测出来,在初加工工序中便被消除[2]。
3 机器人自动焊接参数调节与编程
系统中的焊接机器人采用OTC的AII-V6型六自由度弧焊机器人,并配套了专用的DM350焊接电源以及相应的送丝机构。机器人控制系统连接各个工位的操作箱,在示教器上对工位数进行登录,并分配每个工位的作业程序。通过各工位操作箱的起动按钮的启动和预约功能,实现多工位自动轮换焊接。
机器人通过通讯线与焊接电源连接,焊接参数可在机器人控制系统中进行调节配置。在机器人程序中可以设置不同焊缝的焊接电流、焊接电压和焊接速度,还可以设置一些微调参数,如提前送气时间、滞后关气时间、回烧时间等,以达到理想的焊接效果。机器人控制系统可根据设置的焊接电流和焊接速度自动计算调整送丝速度,保证焊接的稳定性。
工件焊缝的焊接过程包括起弧阶段、焊接阶段和收弧阶段。在机器人编程中,需要设置起弧阶段和收弧阶段的电流电压等参数。通过反复的试验验证,对于面朝上的焊缝,起弧阶段焊接电流100A,焊接电压19V,焊接速度30cm/min,收弧阶段焊接电流90A,焊接电压19V,回烧时间0.3秒;对于面朝下的焊缝,起弧阶段焊接电流120A,焊接电压19V,焊接速度30cm/min,收弧阶段焊接电流100A,焊接电压19V,回烧时间0.3秒。此外,对于点状焊缝,焊接过程中保持焊枪1s不动。
在示教焊枪焊接运动轨迹过程中,调节焊接干伸长约为8mm,使用焊枪向焊接行进相反方向倾斜0°~10°的“推进”焊接法[3],可使气体保护效果较好。
4 结语
目前该系统已在某微型汽车座椅焊装车间投入使用,运行效果良好。系统焊接速度远远高于手工速度,大大降低劳动成本,生产效率提高了50%以上。系统焊接的焊缝光洁度好,每条焊缝都有很高的一致性,保证了座椅的焊接质量,满足主机厂座椅安装的要求。
基于工业机器人的汽车座椅骨架自动焊接系统柔性化程度高,当需要对产品进行更新升级时,只需设计相应工装夹具并更改调用相应的机器人程序就可以做到产品更新。可缩短产品改型换代的周期,及减少相应的设备投资。
【参考文献】
[1]程世玉,杜华,张余强.焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用[C].上海:2003汽车焊接国际论坛,2003.
自动焊接机范文3
1整体结构设计
自动焊接装置主要由龙门式桁架、横臂架、滑座和垂向臂、三向导轨、三向驱动机构、双向回转台、万向调整焊头、焊接系统、电气自动控制等部分构成。通过电气自动控制,驱动横臂架、滑座和垂向臂的三向坐标运动,实现万向夹头的三向坐标运动,而焊接头与万向夹头连接,从而实现焊接头按照预定的轨迹移动,实现复杂形状的自动焊接。同时,通过电气自动控制,驱动双向转台的自动回转和分度,实现多空间方向和多面焊接,也可以在转台上均布多个零件,通过转台的自动分度,实现零件的自动焊接、转移和交换,如图1、图2所示。图中:1、桁架;2、Z向齿条;3、Z向齿轮;4、Y向导轨;5、Y向进给电机与减速机组件;6、Y向齿条;7、Y向齿轮;8、焊接系统箱;9、X向齿轮;10、X向进给电机与减速机组件;11、X向齿条;12、X向导轨;13、连接座;14、Z向进给电机与减速机组件;15、Z向导轨;16、滑座;17、垂向臂;18、横臂架;19、正向摆座;20、焊丝;21、侧向摆座;22、焊头;23、双向回转台;24、控制系统;25、A向进给电机与减速机组件。
2实施方案
从图1和图2可以看出,两根X向导轨12固定安装在桁架1上,连接座13固定安装在导轨12的滑块上;X向齿条11固定安装在桁架1的后侧;横臂架17和X向进给电机与减速机组件10固定安装在连接座上;X向齿轮9固定安装在X向进给电机与减速机组件10的输出轴上,并与X向齿条11啮合。两根Y向导轨4固定安装在横臂架17上,直角型滑座16固定安装在Y向导轨4的滑块上;Y向齿条6固定安装在横臂架17的侧面;Y向进给电机与减速机组件5固定安装在滑座16上;Y向齿轮7固定安装在Y向进给电机与减速机组件5的输出轴上,并与Y向齿条6啮合。Z向导轨15固定安装在垂向臂17,Z向导轨15的滑块固定安装在滑座16的垂向正面上;Z向齿条2固定安装在垂向臂17的侧面上;Z向进给电机与减速机组件14固定安装在滑座16的垂向背面上;Z向齿轮3固定安装在Z向进给电机与减速机组件14的输出轴上,并与Z向齿条2啮合。A向进给电机与减速机组件25固定连接在垂向臂17的下端,正向摆座19与垂向臂17的下端作铰接式连接,并与A向进给电机与减速机组件25的输出轴连接,侧向摆座21与正向摆座19的末端作铰接式连接,焊头22固定安装在侧向摆座21上,以上形成了可万向调整的焊头组件。焊接系统箱8固定安装在横臂架18的后端,焊接系统箱8上的焊丝连接到焊头22的孔中。双向数控回转台23置于主机的正前方,电气控制柜24置于主机前方的适当位置。工作时,通过编程和电气自动控制,使X、Y、Z向进给电机与减速机组件10、5、14分别通过X、Y、Z向的齿轮齿条传动副9和11、7和6、3和2,分别驱动连接座13、滑座16、垂向臂17,实现X、Y、Z向的坐标运动,从而实现焊头22的复杂轨迹运动;通过编程和电气自动控制,也同时驱动双向回转台23分别作A、C轴旋转运动;通过电气自动控制,控制焊接系统的工作,实现规定的焊接功能。A向进给电机与减速机组件25驱动正向摆座19旋转,实现正向摆座19的自动角度调整;侧向摆座21的角度采用手动调整方式。
3其它设计
可以去掉A向进给电机与减速机组件25,正向摆座19的角度可以采用手动调整方式。双向回转台23也可以采用单向回转台,也可以取消双向回转台。X、Y、Z三向导轨可以是线性导轨,可以是滑动导轨,也可以是滚动体与滑动的复合导轨。进行多零件焊接和自动转移交换时,可将零件放置在回转台23台面的周边上,形成若干工位数,其中一个工位作为上下料工位,实现多零件的自动依次焊接和转移交换。
4焊接工作过程
工作时,将工件安装于回转台3上,万向焊枪机构2安装于Z轴运动机构的Z轴支架61上;X轴减速电机44转动,通过X轴齿轮45与X轴齿条44的相互作用,带动X轴滑座42在X轴滑轨41上运动,实现X轴向运动;X轴减速电机44转动,通过X轴齿轮45与X轴齿条44的相互作用,带动X轴滑座42在X轴滑轨41上运动,实现与X轴滑座42联动的各部件的X轴向运动;Y轴减速电机55转动,通过Y轴齿轮56与Y轴齿条54的相互作用,带动Y轴滑座53在Y轴滑轨52上运动,实现与Y轴滑座53联动的各部件的Y轴向运动;Z轴减速电机64转动,通过Z轴齿轮65与Z轴齿条63的相互作用,带动Z轴齿条63及Z轴支架61实现Z轴向运动,进而实现万向焊枪机构2的Z轴向运动;万向焊枪机构上的A轴摆座211和B轴摆座212带动焊头22实现A轴与B轴转向运动;所述工作台面33带动工件以转向轴32为轴心转动,配合焊头22完成焊接。
5结论
自动焊接机范文4
结合现今焊接自动化技术在压力容器制作过程中的发展与应用情况,分析该技术的软硬件因素,并且对将来该技术的发展作出分析和展望。
【关键词】压力容器 焊接自动化
压力容器是指广泛应用于关系到国计民生的重要产业的特殊设备。近些年来,因为压力容器质量不好或焊接水平不高导致的容器爆炸事故造成了很大的损失。因此,提高压力容器焊接自动化技术具有很重要的意义。
能够承受内外压力的设备就是压力容器,它具有多种结构。压力容器由不同的部件构成,把这些部件通过焊接就形成了压力容器。所以说,焊接过程是能够影响容器质量的核心过程。目前国内外石油产业已经广泛地运用了自动焊接技术,有埋弧自动焊接技术和气电立焊技术等。自动焊接技术始于上世纪70年代,美欧等工业发达国家发明了MIG焊和药芯焊丝自保护焊等方法。国内发展较晚,并在一段时间内只处于实验研究阶段,在近些年才得到广泛的发展和运用。新的形势下,效率更高、更加绿色的CO2气体保护焊等方式也被提了出来。
焊接是一个很重要的技术过程,外国学者总结出很多影响焊接过程的因素,主要有软硬件因素。硬件是指设备和自动焊接的方法,而软件则是指人工、电子、自动化技术以及相关的管理控制系统,以及在该领域形成的相关学科等。焊接与自动化技术相互影响、互相促进,推动焊接技术不断向前发展。
1.硬件因素
1.1自动焊接设备
焊接过程中,不同部分的组装需要不同的焊接方法,提高设备的自动识别程度和智能化是研究的重点内容。我国的焊接自动化技术发展虽然较晚,但势头很猛,增长速度很快。
带有波形控制的逆变式MIG焊机依托于MIG/MAG焊机技术发展而来。这作为目前技术最新进的焊机,凭借其良好的性能和多种适应环境的优点被国内外广泛接受。在我国也已发展到了第三代产品。同时,在我国发展时期从国外引进的全位置自动焊剂和自助研制的多头自动焊机等为我国的机械自动化和锅炉厂等产业做出了巨大的贡献。
目前,使用程序柔性焊接所制造的自动化机器人有着效率高、质量稳定等优点,将是以后的一个发展热点。综上所述,逆变焊机、气体保护焊、埋弧自动焊机等技术已经逐步应用于机械制造产业。一些技术的发展和工艺设备的改进也会对自动化程度的提高有着十分重要的意义。
1.2自动化焊接方法
组装焊接压力容器,根据使用材料的不同会导致多种的焊接方法。手工电弧焊是历史最悠久的一项传统焊接工艺,然而由于技术水平的局限、难以实现自动化等,效率得不到提高,手工电弧焊的应用率逐渐减少。
气体保护焊是考虑到空间利用、环境保护等因素提出一种新型焊接方法,它延续了电弧焊的优点,除此以外还具有方便实现机械化和自动化的功能。基于CO2的气体保护焊是目前应用面最广的一种方式。除此以外,我们国家还引用了现金的TIG焊接技术,主要适用于运输球罐等对密封性风和抗压能力要求高的设备中。
还有一种传统方式是埋弧自动焊,然而国内的埋弧电焊因电路简单等缺点性能没有太大的优势。除此以外,还有应用于厚壁压力容器的堆焊技术和能解决厚板焊接的窄间隙焊接技术,各有各的优点。激光焊技术因激光的发现而兴起,由于其高密度和普适应在厚壁焊接方面有一定的发展前景。不过目前由于设备体积大、成本高等原因还没有得到广泛应用。
我们国家的自动化焊接水平与焊接市场的发展虽然不及西方发达国家,但仍保持着较高速的增长态势。
2.软件因素
2.1焊接控制技术
由于智能化和自动化研究水平的加深,发展的计算机科学技术已逐渐应用到了焊接技术中。事实证明,带有可编程程序控制和微处理机的压力容器在数据监控和参数调节等方面是可行的。控制智能化、生产柔韧化和集成化是衡量现代焊接自动化水平的重要出发点。
焊接自动化控制中最重要的一点是对焊接缝隙的实时追踪,他对容器质量具有很重要的意义。主要要接触式和非接触式两种。接触式分为利用探头和利用模式追踪两种,前者结构容易实现,操作简单,抗干扰性很强。但是不能适用于一些复杂的环境中,使用模式追踪就很好地解决了这个问题。非接触式就是使用某些工具直接从探头中提取相关的参数进行分析,这样不需要结构化的东西,比较方便和灵活,按照不同的使用介质可分为光电式、声波式等等。这些手段能够有效地提高压力容器焊接技术的自动化和智能化。
2.2人工智能技术
伴随着技术的发展,把人工智能技术引入焊接过程成为一种趋势。在焊接过程中采用模糊控制系统以实现自动化、使用神经网络系统跟踪以实现焊接精度的提高都是应用的典型例子,人工只能会给压力容器焊接技术带来质的飞跃。
说到人工智能,不能不提的便是在焊接生产柔性化过程中发挥重要作用的焊接机器人专家系统。这项始于20世纪80年代,由美欧国家提出的系统在焊接技术智能化提高、商业产品生产线式发展中发挥了重要的作用,已经越来越被认可。中国通过近几年的研究在这一领域也取得了可喜的成果,开发了QHWES系统等。
3.展望
我国的压力容器焊接技术水平虽然经历高速迅猛的发展,但是由于起点晚,与先进国家在技术水平上还存在着差距。为了最大限度地完善压力容器质量水平,还需要在以下方面进行提高:
3.1硬件。我国目前设备老化,应用度不高,采用先进技术有效地改造老设备、提高效率和精度应成为短时间内的发展重点。
3.2软件。提高焊接劳动者的生产率和生产条件已成为迫在眉睫的事情。采用和发展人工智能、CCD视觉焊缝跟踪系统等手段能够有效地刺激自动化与生产力的发展。结合多学科、多层次、宽领域的发展模式,可使我国的焊接水平达到一个新的水平。
参考文献:
自动焊接机范文5
关键词:压力容器焊接;自动化技术;发展
0引言
中国在压力容器焊接技术上渐渐获得了极大地进步,焊接设备也在不断的更新换代。焊接质量的优劣能够直接影响到压力容器的应用寿命,所以压力容器焊接自动化技术不但能够提升焊接质量、事故的发生减少,还能够使人员运用率提高、改善劳动条件,在压力容器焊接工作中的运用有着特别关键的意义。
1压力容器焊接自动化技术的意义
从目前中国压力容器的焊接技术水平来看,受传统原因影响相对严重,压力容器焊接自动化技术依然停留于发展初期,不能适应行业的发展要求,尤其是压力容器的适用区域广,硬件设备的生产量已获得初步成果,比如:逆变焊接设备极强的适应性,简单的操作,工作时间长,功能优良,是压力容器焊接自动化技术的效果。同时,逆变焊接自动化技术模式在中国没成熟,不能和西方发达国家相比美。所以需要有关技术人员,使对于压力容器焊接自动化技术的关注程度加大,资金投入扩大,切入点为信息化技术,完成自动化处理,持续研发“焊接机器人”发展焊接自动化技术。同时,持续加强自身研发水平,主动引进合理的研发理念,开发相关的焊接运用流程,把目前的焊接自动化技术的不足之处找出,对市场双方的一起成长有利,不但促进现代科技的发展,还为以后的研究奠定夯实基础。
2现阶段压力容器焊接自动化的技术应用
2.1焊接方法
现阶段压力容器焊接的关键工艺方法是埋弧自动焊,在封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等运用,让焊接的时候自动化与机械化变成实际。可是现在我国埋弧自动焊的控制体系大部分依然使用单一的模拟电路,有待进一步提升整体功能。关键用于厚壁压力容器焊接的堆焊技术,当中带极埋弧堆焊因为母材熔深浅而且相对平均,对工件表面质量需求低,变成国内外压力容器内壁堆焊的关键方法。这几年研制出的高速带极堆焊法,和带极埋弧堆焊比较,堆焊层边界晶粒细小,杂质含量较少,是一种经济性相对好的堆焊方法。对厚壁压力容器能实施全位置焊接的窄间隙焊接技术,容易完成焊接经过的自动化。现在,这技术完成了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流与速度,而且具备高度与横向自动跟踪体系,完成焊缝的自动焊接。气体保护焊具备电弧热量集中,熔池小,结晶快和焊接的时候没有熔渣等优势,关键用于全位置与薄板焊接,对完成焊接过程的机械化和自动化有利。TIG焊接技术关键用于对焊缝密封功能与力学功能要求高的压力容器,可以对熔深体积与形状实施精确的控制,能相对好的完成压力容器的全位置焊接。激光自动焊接技术因为具有非常高的能量密度,其HAZ区极小的特征,可以焊接差不多全部的金属,能够实施全位置焊接,已向厚壁压力容器焊接发展,但因为昂贵的价格而且设备笨重,在压力容器的运用前景有待观察。
2.2焊接自动化技术的应用
建设在计算机技术与焊接技术基础之上的一种新型焊接形式是焊接自动化技术,把有关的焊接工艺与参数的流程输入到计算机体系上,从而完成自动化焊接,通过运用高科技的焊接技术,既可以使锅炉压力容器焊接的质量提高,并且还可以使劳动力减少,焊接的效率提升。开环控制自动化体系是现阶段在中国焊接自动化技术中运用最多的自动化技术,通过焊接自动化,让焊接的操作流程完成自动化操作。假如在焊接的时候遇到相对困难的焊接环境,经过闭环自动控制体系就可以使焊接的难度降低,确保焊接质量,通过凭借高科技装置、多功能焊机和相配套的软件流程,使压力容器的自动化焊接完成。现在中国焊接自动化技术的发展已经可以完成零件成型、坡口制备、定位夹紧、焊后清理等操作流程的自动化操作。
3压力容器焊接自动化技术的未来发展
现在,在国际上压力容器焊接自动化技术已经得到了广泛运用。为了使压力容器生产过程的自动化焊接最大限度地完成,使制造压力容器的水平提高,还有待进一步提高其焊接自动化技术的运用研究。气体保护焊接具备安全环保的功能,在焊接的时候也更加清洁,不会导致太多的焊接废渣。同时所释放出的保护气体也通过严格的筛选控制,在作用上提高进步的同时成本也获得了有效控制,一定会变成将来的主体发展方向。焊接自动化技术获得重视后,每一个生产厂商也在对之前的体系实施改造,选取高效清洁的自动化控制技术。
在发展中技术还会更好的互相融合微计算机控制体系,完成每一个控制体系之间的参数互相共享运用。对于体系内的参数运算时间,在设计期间也会使用控制方法来防止影响到压力容器生产,中国在焊接自动化技术方法因为起步相对晚,详细运用过程中依然面对着非常多需要解决的问题,能够借鉴国际上的优秀的技术方法,同时增强对自主研究的关键程度,完成技术和能源上的互相促进,研制出新的焊接技术,来处理陈旧焊接方法中所出现的问题。同时在焊接材料上也会主要的讨论创新,对于常见的技术性方法,增强体系研究方案能够帮助改善方法中存在的运用问题。但处理自动化焊接技术运用弊端问题,要从现实要求和功能上能够补充完善的部分来实施,重点针对功能不足的部分来使用加强措施,防止影响到体系的应用安全性,这样也能够更好的处理常见问题,帮助优化好每一个体系之间的配合能力,优化资源运用的同时在技术方面也可以互相完善补充。
4结语
压力容器焊接自动化技术牵涉到了很多范围,要想让需要多门学科的紧密合作综合运用进一步的提高。明显提高中国的压力容器汗液的焊接自动化和焊接工艺,对中国的锅炉工业发展供应了一个优良的基础。可是中国锅炉行业的发展和国外的优秀水平仍然存在着一定的距离,为此我们仍然需要增强同国外先进水平和先进技术的交流和合作,一起推动中国锅炉压力容器焊接自动化水平的提高。
参考文献:
[1]刘鉴方.如何做好压力容器焊接自动化的技术[J].中国质量技术监督,2015(03):52-53.
[2]杜涛.浅谈锅炉压力容器焊接技术[J].企业技术开发,2015(08).
自动焊接机范文6
【关键词】半自动切割改进;焊接工艺评定
在新造钢质船时,每个分段舱壁上都有球扁钢等加强板的焊接工作,一般要求为双面角焊缝,在分片预制时焊接。通常采用二氧化碳气体保护焊(FCAW),常用额的有俩种方法。
一是采用全手工焊接。这种方法成本较低。但是有明显的不足,生产效率很低;焊接质量波动大,焊缝成形不美观,就会造成大量返工,浪费人工、浪费材料;薄舱壁变形还大,火工校正工作量大。这样一来也增加了成本。
另一种方法是采用专业的角焊接设备。这种方法速度快,效率高;成型好,返修少;但是设备价格较为昂贵,设备操作对工人要求较高,如设备损坏维修较为麻烦,费用高。一般只有在要求很高的钢结构焊接中使用,在船体分段制作中使用,很不划算。
追求最大利润,是企业发展的主题,以提高焊接效率、降低生产成本为出发点,改进和应用船舶建造中的焊接工艺方法,并在保证产品质量的同时,能降低成本,提高效率。在振华重工承建的荷兰Boskalis-SMIT铺缆船(船号ZPMC1040)项目中,采用了一种有效的方法,方法就是将价格便宜,操作方便的半自动小型切割机改造成自动角焊接小车,经过实际应用,效果颇佳。但是这种新的焊接方法既不是公认的手工焊接或者专业设备焊接,根据船级社要求,新的焊接方法需要进行焊接工艺规程的评定,通过评定才能在船舶建造项目中应用。
一、半自动切割机改造成自动角焊接小车的方法
半自动切割机主要应用于钢板的切割, 由切割系统、车身、调节装置、轨道等主要部件组成。其中车身是由内部电机驱动后主动轮在轨道上行走的;车身面板上还有速度调节、前后方向选择开关、电源开关等,以实现对小车行走的控制。根据半自动切割机的特点,对切割机进行了以下改进:
(1) 拆下原切割系统的外部部件( 内部保留, 还可用于切割), 代之装卡气体焊枪。
(2)机身内部的电源开关上,利用与2芯插座配接的2线电缆中的一根导线,与焊机的送丝机构控制电缆连接(不用焊枪的扳机开关及控制电缆),从而实现小车行走的同时即可进行焊接。
(3) 在机身侧面加装侧向导轮, 以便在利用该车实现角焊缝焊接时,能够保证小车达到随形焊接。
经过上述改造的半自动切割机在功能上已能够完全满足自动角焊接的需要,只需一个工人就可轻松地进行操作。
二、焊接工艺规程评定
这种改造后的角焊接小车应用,既不同手工焊接,也不同于专业的焊接小车焊接,这种焊接方法的焊接工艺规程需要通过该船级社的评定认可后,才能在相应的项目上应用。
首先,焊接工艺工程师,现根据经验以及相应规范编制《焊接工艺规程计划》(WPSP),提交船级社授权的验船师进行审核,验船师会对WPSP中的材料、接头方式、焊接位置、焊接方法、焊材等要求逐一进行审查,另外对相关参数也进行审核,如电流、电压、焊接速度等,还要确认试板的尺寸是否符合要求等等。验船师审核认可后,会对提交的WPSP进行审批,然后船厂根据审批的计划逐步进行操作。
1、见证试板切割。船厂邀请验船师见证试板的切割,并提供材料质保书给验船师审核。验船师会核对钢板的信息,无误后在每一块试板敲上船级社的钢印。(一般都会多切割一套试板备用。)
2、见证焊接。一切准备就绪后,船厂邀请验船师检查见证整个焊接过程。验船师首先核对试板钢印,坡口情况、预拼质量,焊工资质证书,焊机电流表、电压表检定证书,各种检测设备是否在检定周期内及其检定证书等等。安排有相应资质的焊工进行预热、焊接工作。焊接过程中,船厂安排人与验船师一起测量并记录各种参数及数据,如电流电压等,焊接过程中还要测量预热温度、焊接温度等。焊接完毕后,验船师要检查焊缝外观是否符合要求。一切结束,整理所有记录,验船师签字确认。如果存在问题,如焊缝外观不符合要求,就要安排重新焊接,重新邀请验船师见证。
3、见证NDT。该评定验船师要求做MT,邀请验船师见证。操作人员资质提交验船师检查。如合格,出具MT报告,提交验船师。如不合格,则需要重新焊接,重复上面步骤.
4、见证机械性能试验试块取样。每一块试块都要敲上船级社钢印。然后切割转试验室进行加工。
5、钢印转移。试块机加工过程中原先的船级社钢印需要加工掉,要求验船师进行钢印转移。
6、见证机械性能试验。一切就绪后,邀请验船师见证试块的机械性能试验,主要是拉伸试验和冲击试验。验船师检查试验设备检定证书及实验室资质证书,核对试块钢印,冲击温度等。试验结束后,验船师需要对实验数据进行签字确认,然后试验室编制提供正式试验报告。如机械性能不符合要求,根据规范要求是重新安排性能试验,还是直接判评定失败,然后根据要求按照上面步骤重新安排评定。
7、检查宏观腐蚀。与验船师商定后,提前进行腐蚀。腐蚀要求必须满足规范。邀请验船师检查腐蚀情况,验船师对腐蚀报告签字确认。
8、见证硬度试验。根据要求,邀请验船师见证试块的硬度试验。提交试验设备及实验室资质给验船师检查。试验结束后,验船师需要对实验数据进行签字确认。实验室提供正式试验报告。如硬度不符合要求,评定失败,需要按照上面步骤重新做评定。
9、收集整理所有资料报告,编制《规程评定记录》(PQR).根据PQR,编制正式的《焊接工艺规程》(WPS)。然后提交验船师审批。验船师核对无误后,签字盖章。此WPS生效。
通过以上评定后,该焊接方法可正式在项目中进行使用。
三、经改进后的自动角焊接小车的优点
(1)配置方便;小车轻便,个人单独使用或搬动;操作简便容易,对操作者没有较高要求。
(2)小车能正反方向操作,能双向焊接,减少空程。
(3)应用范围较为广泛。不仅船舶建造中可使用,在其他大型箱体结构中也可以应用。