- •1. Заготовительные операции и оборудование для механизации процессов заготовки.
- •2. Процессы преобразования энергии в приэлектродных областях и столбе дуги.
- •1. Технология изготовления цилиндрических негабаритных емкостей индустриальным и листовым методами.
- •2. Инверторные источники питания для сварки.
- •1. Технология сварки высолегированных ферритных и аустенитных сталей.
- •2. Контроль сварных соединений на герметичность.
- •2. Методы радиационного контроля качества сварных соединений.
- •1. Сварочная проволока сплошного сечения, маркировка, область применения.
- •2. Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений.
- •1. Газопламенные способы упрочнения деталей.
- •2. Разработка принципиальной схемы сборочно-сварочного приспособления.
- •1. Дефекты сварных соединений.
- •2. Способы защиты сварочной ванны при дуговой сварке.
- •1. Классификация способов сварки плавлением. Область применения, достоинства и недостатки.
- •2. Способы пайки
- •1. Материал, применяемый для сварных конструкций.
- •2.Технология сварки чугунов.
- •1. Сварка в защитных газах. Особенности сварки в со2 и в аргоне.
- •2. Классификация и область применения магнитных методов контроля.
- •1. Последовательность и особенности разработки технологического процесса заготовки деталей, сборки и сварки узлов.
- •2. Особенности расчета сварных швов, работающих при переменных нагрузках.
- •1. Собственные напряжения при сварке, механизм их образования.
- •2. Электрошлаковая сварка
- •1. Сущность и способы термической резки.
- •2. Схемы процессов контактной стыковой сварки. Область применения.
- •1. Электроды для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
- •2. Разновидности прижимных устройств, порядок их расчета.
- •1. Особенности роботизации сварочного производства и состав робототехнических комплексов
- •2. Базирование деталей в сборочно-сварочном приспособлении.
- •1. Термическая обработка сварных соединений теплоустойчивых сталей.
- •2. Особенности формирования соединений при сварке давлением.
- •1. Процессы в зоне термического влияния, образование холодных трещин и их предотвращение.
- •2.Порядок проектирования сварочных цехов
- •1. Механизм образования горячих трещин и способы повышения технологической прочности в процессе кристаллизации.
- •2.Информационное обеспечение сапр, основные компоненты.
- •1. Механизм образования пор и способы подавления пористости.
- •1. Взаимодействие газов с металлами и их влияние на свойства металлов.
- •2. Технологические требования, предъявляемые к источникам питания для различныхспособов сварки.
1. Особенности роботизации сварочного производства и состав робототехнических комплексов
1. Применение сварочных роботов позволяет обеспечить стабильно высокое качество сварных соединений, увеличить производительность сварки, улучшить условия труда, обеспечить гибкий переход на выпуск другой продукции.
2. Среди сварных конструкций, изготавливаемых с применением дуговой сварки, преобладают каркасно-решетчатые, рамные и корпусные, а также различные детали машин. Это объясняется тем, что указанные сварные конструкции имеют большое количество коротких швов, а также швов сложной формы. различным образом расположенных в пространстве, что затрудняет механизацию и автоматизацию сварки традиционными методами. При изготовлении сварных конструкций с помощью контактной точечной сварки оптимальными объектами роботизации являются тонколистовые и каркасно-решетчатые конструкции: двери, кузова (в сборе) легковых и кабины грузовых автомобилей, панели кузовов пассажирских вагонов. кабины, щитки, панели транспортных и сельскохозяйственных машин, каркасы и корпуса холодильников. стиральных машин и другой бытовой техники и т. п. Большинство этих сварных конструкций имеют средние габаритные размеры и требуют применения роботов с соответствующей рабочей зоной.
3. Манипуляционные системы РТК для дуговой сварки должны ориентировать свариваемую конструкцию и сварочный инструмент периодически или непрерывно во время сварки таким образом, чтобы обеспечивалось выполнение швов в оптимальном положении (нижнем). В общем случае сварки швов сложной формы - при двух ориентирующих степенях подвижности манипулятора свариваемого изделия -манипулятор сварочного инструмента должен иметь не менее пяти степеней подвижности при осесимметричном сварочном инструменте и не менее шести - при неосесимметричном. Контактная точечная сварка швов сложной формы в общем случае требует применения манипуляторов клещей с 6 степенями подвижности, так как сварочные клещи - инструмент неосесимметричный. Точечная контактная сварка может выполняться в любом пространственном положении. Поэтому в РТК КТС манипуляторы изделия применяются реже и в основном для того, чтобы сделать все точки сварки доступными для сварочного инструмента.
4. Одной из наиболее специфических особенностей объектов сварочного производства являются невысокая точность изготовления свариваемых элементов и их сборки под сварку, а также сварочные деформации. Совместное воздействие этих факторов вызывает существенные случайные отклонения линии сопряжения свариваемых элементов и геометрических параметров соединения, подготовленного под сварку, от расчетных (программных). В тех случаях, когда указанными отклонениями нельзя пренебречь, необходимо применение методов и средств автоматической корректировки траектории движения сварочного инструмента относительно изделия ( т. е. геометрической адаптации) и параметров режима сварки (т е технологической адаптации) индивидуально для каждого изделия данного типоисполнения. В первом приближении принимают, что при дуговой сварке допустимое отклонение электрода от линии соединения свариваемых элементов не должно превышать O,5d3 при сварке без колебаний и 1,0 d3 - при сварке с колебаниями электрода. Современные роботы для дуговой сварки обеспечивают повторяемость траектории с погрешностью не более 0,1—0,25 мм. При контактной точечной сварке к совмещению электродов и линии соединения предъявляются менее жесткие требования. Современные роботы для ТКС обеспечивают повторяемость запрограммированных положений электродов сварочных клещей с погрешностью 0,5— 1,25 мм.
5. Условия, в которых работают средства роботизации сварки, характеризуются высокой температурой вблизи зоны сварки, мощным нестационарным электромагнитным и световым излучением, разбрызгиванием расплавленного металла и защитных материалов, интенсивным выделением аэрозолей, пыли, агрессивных газов (при дуговой сварке). Поверхности изделия, положение которых требуется измерять для корректировки траектории и режима сварки, могут быть покрыты окалиной, из них могут быть заусенцы, задиры и прилипшие брызги, а также протеки металла. Все это существенно усложняет функционирование манипуляционных систем, средств измерения и управления, ограничивает их выбор как по принципу действия, так и по конструктивному исполнению и вызывает необходимость принятия специальных схемных и конструктивных мер для обеспечения надежной работы оборудования.
6. Экономические особенности внедрения средств роботизации дуговой и точечной контактной сварки определяются следующим обстоятельством. Подавляющее большинство разновидностей дуговой сварки может выполняться вручную или с применением сварочных полуавтоматов, представляющих собой, по существу, механизированный сварочный инструмент. Точечная контактная сварка выполняется сварочными клещами, также представляющими собой механизированный сварочный инструмент, или с помощью одно- либо многоточечной стационарной машины. Стоимость такого сварочного оборудования, за исключением многоточечных машин для КТС, весьма низкая, в то время как для роботизации сварочной операции требуется комплекс оборудования, стоимость которого вместе со средствами его автоматизации во много раз больше, чем механизированного сварочного инструмента или одноточечной стационарной машины для точечной контактной сварки. Указанное обстоятельство обусловливает необходимость поиска и применения простых, недорогих и в то же время типовых технических решений по роботизации сварочных операций. Одним из таких решений является применение агрегатно-модульного принципа создания РТК и их составных частей.
7. Важным фактором повышения эффективности РТК для сварки является также скорость выполнения вспомогательных действий и приемов. Действительно, такие действия, как перемещение сварочного инструмента (горелки, сварочных клещей) от одного места или точки сварки к другому выполняются квалифицированным рабочим за очень малое время, прежде всего за счет интуитивного выбора оптимального закона движения рук и тела в целом. Поэтому в РТК должны предусматриваться высокие скорости перемещений сварочного инструмента и изделия, малое время разгона и торможения и оптимальные законы движения, обеспечивающие минимальные рывки и удары при движении. Это особенно важно для точечной контактной сварки, при которой время сварки одной точки составляет обычно менее одной секунды и основная часть времени операции состоит из времени перемещения клещей между точками. Максимальная скорость установившегося движения горелки в современных РТК составляет примерно 1,5 м/с, клещей - 3 м/с, изделия при его переориентации - 90 °/с.
8. Целесообразно применение универсально-сборочной оснастки, содержащей установочные элементы и прижимные устройства с пневматическим или электромеханическим приводом.
9. Для уменьшения простоев РТК при программировании и снижения риска травмирования персонала целесообразно применение внешнего программирования с применением САПР. Хорошо зарекомендовали себя программные продукты РОБОМАКС и RobCad, на выходе которых формируется готовая программа сварки изделия.
Состав РТК:
1. Промышленный робот (манипулятор+система управления). Фирмы: Motoman, Panasonic (Япония). Reis (США), Cloos, Kuka (Германия) и др. Выбор осуществляется исходя из: грузоподъёмности (для дуговой сварки до 6 кг.), размеров рабочей зоны, числа степеней подвижности, точности позиционирования, стоимости (дешевле Cloos, Kuka).
2. Технологическое оборудование (источник питания с проволокоподающим устройством, горелка. устройство очистки горелки, устройство защиты горелки от столкновений - для дуговой сварки, клеши с трансформатором - для контактной сварки). Источник питания для дуговой сварки должен быть импульсным (для обеспечения струйного переноса при сварке в смеси газов), программируемым (для задания режимов сварки с системы управления РТК). Продолжительность включения источника (ПВ) близка к 100° о. поэтому при выборе ток берётся при ПВ 100%. Хорошо зарекомендовали себя фирмы: Ketnppi. Merkle. Froaius, Esab, Cloos и др. Сварочные горелки отличаются удлинённой передней частью корпуса, вытянутым соплом, гибкими и гладкими спиралями для подвода проволоки. Пневматическая очистка горелки при токах до 200 А. Свыше применяется пневматическая и механическая очистка на специальной станции, находящейся в рабочей зоне робота. Клещи для контактной точечной сварки с прямолинейным и радиальным ходом электродов в основном выполняются с встроенным инверторным источником питания. Их вес определяет грузоподъёмность робота.
3. Сенсоры (для слежения за стыком шва и параметрами режима сварки). Контактные, индуктивные, оптические, лазерные, сенсоры изображения (видео), дуговые.
4. Периферийное оборудование. Поворотные столы (с двумя степенями подвижности), кантователи. вращатели. Когда время сварки и сборки приблизительно равны целесообразно использовать двухпозиционные и многопозиционные столы). При автоматической загрузке деталей используются направляющие устройства, робот манипулятор, конвейеры. Детали извлекаются из магазинов заготовок, для распознавания объектов применяются сенсоры.
5. Системы вентиляции. Преимущественно используются местные вытяжные устройства, располагаемые рядом с манипулятором.
6. Устройства для обеспечения безопасности работы: ограждения, кнопки аварийного останова, световые или ультразвуковые барьеры, непрозрачные перегородки, отключающие маты и т.д.