Разработка сварочной установки для производства мелкой продукции

На предприятии массового производства мелкой продукции в Московская область возникла необходимость внедрения компактных автоматических установок для сварки кольцевых швов. Ранее у данного клиента уже были внедрены установки производства чешской компании HST Creative. Они полностью устраивали клиента, но спрос на производимую продукцию возрос в несколько раз, что потребовало увеличение производственной мощности, при этом важным требованием было сохранение технологии производства и внедрение техники отечественного производства.

   

После поиска возможных аналогов было принято решение о разработке собственной установки с аналогичными характеристиками и технологией работы. Около полугода специалисты инжинирингового центра SMD совестно с калининградским производителем Robaxis разрабатывали автоматическую установку, которую сокращенно назвали УСКШ-Н (установка сварки кольцевых швов наклонная).

Технические характеристики УСКШ-Н Robaxis

Максимальная грузоподъёмность, кг	30
Диапазон скорости вращения шпинделя, об/мин	0,05 – 25
Диапазон регулировки угла наклона центральной балки с максимальной нагрузкой	0-90°
Максимальный диаметр свариваемого изделия, мм	160
Максимальный размер между фланцами шпинделей, мм	500
Максимальный сварочный ток, А	500
Максимальная потребляемая мощность, без учета сварочного источника, кВт	2
Габариты установки (Д×Ш×В), мм	1000 × 925 × 1320

Установка УСКШ-Н отличается компактными размерами, наклонная консоль позволяет рамещать свариваемое изделие в вертикальном положении, горизонтальном или под необходимым углом. Общая площадь, занимаемая установкой – 1 м², ширина установки – 0,9 м, длина участка – 1 м. Максимальная высота оборудования с учетом установленного сварочного оборудования – 1,3 м.  На машине можно сваривать очень мелкие и деликатные детали. Применяемые виды сварки: MIG-MAG, TIG, лазерная сварка. Установка является гибко программируемой, и подстраиваться под широкую номенклатуру свариваемых изделий.

Для данного проекта было произведено несколько установок, проведены тестовые испытания, далее оборудование было внедрено на производстве клиента. Пусконаладка оборудование на производстве производилась в течение 5 дней. За это время были подведены требуемые для работы электрические и пневматические линии, налажены режимы сварочного источника для сварки тонкостенных тел вращения, выполненных из нержавеющей стали. В качестве тестов готовой продукции применялась проверка шаблоном, т.е. проходит ли обработанная деталь по габаритам в местах сварного соединения.

Полный комплект оборудования одной установки включал в себя:

• Автоматическая сварочная установка УСКШ-Н
• Сварочный инвертор NEON ВД-201АД с газовой горелкой и редуктором
• Трёхкулачковый патрон 125 мм с проходным отверстием не менее 25 мм
• Ножной контроллер (педаль)
• Регулируемый держатель горелки

В данном проекте инвертор использовался для осуществления автоматизированного процесса TIG сварки. Запуск программы осуществляется нажатием ножной педали.

Для ввода основных настроек и программирования работы на установке размещена панель управления с сенсорным экраном и дополнительный пульт для оператора. Панель имеет несколько рабочих экранов для выбора основных режимов работы и детальных настроек режима кольцевой сварки.  Пульт оператора расположен непосредственно на корпусе установки, он позволяет проводить точную настройку положения горелки и проводить пуск и останов ранее выбранной программы. Программное обеспечение УСКШ-Н полностью разработано специалистами ООО «СМД» и является его интеллектуальной собственностью.

Процесс работы установки УСКШ-Н выглядит следующим образом:

1. Оператор зажимает части заготовки в отцентрированных кулачках патронов.
2. Переключением бокового тумблера оператор опускает подвижную бабку на заранее установленную высот.
3. Оператор нажимает кнопку запуска программ.
4. Регулируемый держатель помещает горелку в точку начала сварного шва.
5. По заданной ранее программе происходит поджог сварочной дуги и вращение изделия. 
6. По завершению процесса сварки регулируемый держатель отводит горелку в сторону для удобства смены заготовки.
7. Оператор снимает сваренную деталь с установки.
   

В результате внедрения установки на производстве клиента время выполнения сварного шва для тела вращения, выполненного из тонкостенной нержавеющей стали и с диаметром порядка 70 мм, составляет меньше минуты. С учётом погрузочно-разгрузочных операций полный цикл обработки заготовки занимает порядка 3 минут. Благодаря выбранному методу сварки (TIG-сварка оплавлением в один проход) сварной шов визуально менее заметен без потери прочностных характеристик. Для обеспечения более стабильного и красивого сварного соединения установка может комплектоваться блоками слежения за высотой горелки по напряжению дуги при TIG и плазменной сварке.