Автоматизация сварочного производства — это разработка, внедрение, реализация комплекса мер, позволяющих выполнять сварку без прямого участия человека. При таком процессе непосредственную работу и контроль за ней осуществляют промышленные роботы и системы управления. Человек выступает в роли оператора, а не сварщика.
Автоматизация сварки — ответ на вызовы времени: нехватку кадров, рост требований к качеству и стабильности производства, давление на прибыльность. Все эти вопросы решает интеграция на предприятия роботов-манипуляторов, коботов. Широко используются сварочные комплексы, в оснащение которых в зависимости от задачи входят:
сварочные источники для стабильности горения;
горелки для подачи газовой смеси, проволоки в рабочую зону;
система слежения за швом;
позиционер для размещения детали в нужном положении;
исполнительный инструмент — рука-манипулятор и т.д.
По данным IFR (Международной федерации робототехники) сварка — один из процессов, который наиболее часто переводят с ручного труда на автоматический. Для этого используют оборудование от производителей промышленной робототехники, например, брендов KUKA, Yaskawa, ABB, QJAR.
Компания «ЛТР» («LT Robotics») разрабатывает инновационные решения для внедрения роботов на производственные линии. Помогает их интегрировать, обучает персонал, оптимизирует работу предприятий.
Технологии и методы сварки, подлежащие автоматизации
Почти все сварочные работы доступны для автоматизации, если они имеют повторяемые процессы, допускают механизированное управление. Роботизированные комплексы могут воспроизводить технологии любой сложности, вплоть до гибридных, когда в одной рабочей зоне одновременно применяют разные методы получения неразъемных соединений.
Часто автоматизируют:
MIG/MAG (Metal Iet/Active Gas) — дуговая сварка в среде защитных газов. MIG производят в среде инертных газов, аргона или гелия, а MAG — активных газов, например, азота. Применяется для обработки черных или нержавеющих сталей, алюминия. Используется для изготовления металлоконструкций, в машиностроении. Примеры оборудования для адаптации под этот вид металлообработки из каталога нашего сайта: манипуляторы QJAR QJR6-1400H, Yaskawa AR 144, сварочный кобот на мобильной платформе Elite Robots, укомплектованный цифровым управлением и роботизированной горелкой.
TIG (Tugste Iet Gas) — соединение металлоизделий в инертной газовой среде при использовании неплавящегося электрода из вольфрама. Часто применяется для ответственных швов, особенно на нержавейке или алюминии. Требует точного позиционирования, стабилизации тока, плавного движения. Пример промышленного робота для автоматизации процесса сварки TIG из нашего каталога: манипулятор KUKA KR CYBERTECH ao KR 6 R1840-2.
Lase weldig — лазерная сварка. Отличается высокой скоростью, точностью, минимальным термическим влиянием. Подходит для соединения тонких металлов, а также деталей со сложной геометрией. Используется в приборостроении, автомобилестроении, производстве аккумуляторов. Для LW может применяться манипулятор Yaskawa GP12. Высокую производительность показывают интеллектуальные комплексы QJAR, комплекс с поворотным столом с двумя рабочими зонами, — это оборудование также можно заказать на нашем сайте.
FCAW (Flux Coe Ac Weldig) — дуговое соединение порошковой проволокой. Автоматизируется в тяжёлом машиностроении, судостроении, строительстве. Подходит для обработки деталей из низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, некоторых сплавов с высоким содержанием никеля.
ESW — электрошлаковая сварка (ЭШС). Основное предназначение — соединение элементов крупногабаритных и толстостенных заготовок. Применяется при сборке металлоконструкций с большой толщиной листа, например, балок, опор, колонн, корпусов машин, резервуаров. В российских условиях её часто используют в судостроении, энергетике, мостостроении.
Плазменная — может автоматизироваться с помощью специальных сварочных комплексов.
WAAM (Wie Ac Additive Maufactuig) — технология аддитивного производства. В основе процесса — сочетание электродуговой сварки и 3D-печати. С её помощью изготавливают крупногабаритные детали в энергетике, судостроении.
Современные модели промышленных роботов позволяют автоматизировать сварочные процессы, интегрировать их в производственные линии. Их можно объединить с системами подачи заготовок, зачистки, контроля качества и другими технологиями.
Преимущества автоматизации по сравнению с ручной сваркой
Роботизация и автоматизация сварки обеспечивает контроль над параметрами, которые в ручных процессах зависят от человеческого фактора. Основные плюсы:
Повышение производительности.
Роботы работают непрерывно на протяжении всей смены без потерь времени на обед, отдых.
Стабильное качество.
Ручной способ обработки зависит от квалификации специалиста, его физического состояния. Робототехника всегда повторяет заданную траекторию с точностью до десятых долей миллиметра.
Уменьшение затрат.
В отличие от ручной сварки, где мастер может допустить ошибки из-за усталости или потери концентрации, автоматические устройства с высокой точностью воспроизводят одни и те же действия. По этой причине минимален процент доработок, дефектов и отходов.
Безопасность.
Робототехника заменяет человека на участках с вредными испарениями, повышенной опасностью ожогов, травм. Это сокращает до минимума производственные риски.
Оптимизация расходов на персонал.
Растущий дефицит сварщиков на российском рынке труда, рост зарплат в этом сегменте делают инвестиции в автоматизацию экономически оправданными. Поскольку один оператор может обслуживать сразу несколько роботов.
Гибкость.
Промышленные манипуляторы легко перенастраиваются под новые задачи.
Интеграция с цифровыми системами.
Роботы можно подключить к ERP и MES-системам предприятия, чтобы собирать статистику по параметрам металлообработки, вовремя узнавать о нарушениях процесса. Это открывает возможности для предиктивной аналитики (предугадывания событий на основе данных), цифровизации.
Этапы внедрения автоматизированных сварочных систем
Переход к роботизированной сварке требует комплексного подхода. Обычно внедрение включает этапы:
Анализ, оценка текущего производства.
Технический, экономический аудит. Проводится для выявления повторяющихся операций, участков с высокими трудозатратами и низким качеством продукции. Некоторые сварочные операции можно автоматизировать без полной перестройки производственных линий, например, только функцию регулирования режима горения дуги.
Выбор технологии и робототехники.
На основании задач подбираются сварочные технологии (MIG/MAG, TIG, лазерная и др.) и модели промышленного робота или кобота. Например, для изготовления небольших изделий крупные заводы часто устанавливают компактные сварочные ячейки, которые готовы к запуску после подключения к коммуникациям предприятия.
Проектирование.
Роботизированные решения разрабатываются с учетом пространственного размещения оборудования, зоны действия манипулятора, оснастки, позиционеров, систем защиты.
Программирование и отработка траектории.
Создаются сварочные программы, настраиваются параметры, тестируются швы.
Интеграция с инфраструктурой.
При необходимости робот соединяется с системами подачи деталей, базами данных и другими технологиями. Это позволяет автоматизировать не только сам процесс сварки, но и управление производственным циклом.
Пуско-наладка.
После запуска система проходит опытную эксплуатацию. Контролируется качество швов, точность позиционирования, стабильность работы.
Обучение персонала, подготовка операторов.
Сотрудники получают практические навыки настройки, обслуживания оборудования.
Сервис.
Для поддержания работоспособности осуществляется сервисное обслуживание.
Тенденции и перспективы автоматизации в сварке
Автоматизированная сварка стремительно развивается на стыке нескольких направлений: робототехники, цифровизации, материаловедения и аддитивных технологий (3D-печать). Это не просто замена человека роботом, а скорее трансформация процессов. Теперь важное место наравне с качеством металлообработки играет способность робототехники интегрироваться с другими системами предприятия, адаптироваться под изменения.
Основные тенденции:
Рост применения в мелкосерийном производстве.
Если раньше окупаемость была только в крупных цехах, то сегодня снижение стоимости оборудования, развитие программного обеспечения и модульных решений делают автоматизацию более доступной для небольших заводов.
Интеграция с ИИ и IoT.
Цифровизация трансформировала процесс сварки. Современные комплексы, оснащенные различными датчиками, не просто выполняют заданные программы. Они собирают сведения в реальном времени: ток, напряжение, скорость подачи, отклонение шва и проч. Их интеграция с цифровыми платформами, искусственным интеллектом позволяет анализировать, прогнозировать износ, перенастраивать параметры и т.д.
Гибридные технологии.
Рост интереса к гибридной сварке (лазер + дуга): она дает возможность выполнять крупные соединения быстрее, с меньшими затратами на подготовку кромок.
Локализация
На российском рынке наблюдается спрос на оборудование, совместимое с отечественными ЧПУ, источниками питания и ПО.
По данным исследования Futue Maket Repot с 2024 по 2032 год глобальный рынок автоматизированного сварочного оборудования будет расти со среднегодовым темпом 7,6%. Причины — развитие инфраструктуры, интеграция Idusty 4.0, потребность в устойчивом изготовлении качественных товаров, оптимизации расходов.
Предприятия, внедрившие автоматизированные процессы, получат конкурентное преимущество за счёт стабильности, масштабируемости, управляемости. Компания «ЛТР» («LT Robotics») помогает автоматизировать сварочное производство под ключ.
Меню
