И. Пономарев

автоматизация сварки кольцевых швов

Данная статья посвящена описанию новейшей разработки компании ООО «АСОИК» под названием «УСКШ-02». Именно такое название имеет новая установка для автоматической плазменной сварки кольцевых швов труб и обечаек из различных сплавов стали. Данная машина представляет собой полноценный станок, оборудованный компьютерной системой управления узлами машины и ведения процесса сварки, системой точного позиционирования сварочной головки в области сварки по трем пространственным осям и системой установки, центровки и вращения свариваемой детали в рабочей зоне. Корпус установки выполнен в виде кабины с подвижными дверьми, имеющими защитные затемненные стекла для наблюдения за процессом сварки оператором. Выносной пульт управления закреплен на оси к раме установки и содержит все органы управления устройствами и механизмами машины, включая систему ЧПУ фирмы Omron, с операционной системой управления, разработанной специалистами ООО «АСОИК», и системой позиционирования плазматрона в зоне сварки.

Консольно-поворотный тип крепления пульта позволяют оператору перемещать его в любое удобное положение рядом с установкой. Все исполнительные элементы и узлы машины скрыты внутри корпуса установки, а расположенные снаружи – защищены аккуратными кожухами, за счет чего установка, в целом, выглядит достаточно аккуратной, надежной и простой в управлении.

Внешние размеры установки составляют 3800x1800x2250 мм, внутренняя рабочая зона установки составляет 1500×300 мм, что позволяет сваривать трубы и обечайки длиной от 500 до 1500 мм и диаметром от 15 до 300 мм.

Высокая точность позиционирования плазменной головки в области сварки достигается за счет использования шаговых двигателей с реечной и винтовой передачами по осям X и Z. Перемещение по оси Y выполняется вручную, с помощью координатной системы с винтовой передачей. Последняя, в данной установке, используется для точной подстройки положения плазматрона и перемещения относительно оси свариваемой детали и вращателей.

В качестве источника плазменной дуги в установке УСКШ-02 используется аппарат EWM Tetrix 352 Synergic Plasma Cold Wire с плазматроном PMW 350-S90 и блоком жидкостного охлаждения BECOOL 2.2, производства Германии. Точная настройка и программирование режимов источника питания сварки выполняется на ПК с помощью специализированно программного обеспечения EWM. Данный источник питания в паре с мощным плазматроном позволяют выполнять сварку изделий из стальных сплавов толщиной до 10-12 мм, максимальный сварочный ток составляет 350А, а новейший блок охлаждения компрессорного типа предотвращает перегрев плазматрона при его работе на всём рабочем диапазоне сварочных токов. Сопло плазматрона позволяет одновременно использовать различные газы в качестве защитного и плазмообразующего, в зависимости от задач сварки. В данной комплектации установка также оборудована газовым куполом с каналом подачи защитного газа для предотвращения взаимодействия сварного шва с окружающей атмосферой непосредственно после сварки.

Плазматрон в установке УСКШ-02 оборудован системой подвода и подачи проволоки в область сварки. Заправка проволоки осуществляется с обратной стороны машины, в специальный отсек, рассчитанный на установку катушки со стандартным форм-фактором на 5 или 15 кг, что исключает длительные операции по намотке проволоки на специальные катушки или дополнительные действия для заправки проволоки в установку.

Еще более интересным является механизм загрузки и установки детали в зону сварки. Все подвижные части механизмов установки и центровки деталей работают с помощью пневматической системы, управляемой также с пульта управления машины. Источником воздуха для исполнительных пневматических устройств служит небольшой компрессор «ABAC», с ресивером на 60 м3, гарантирующий безостановочную работу машины. Система загрузки детали представляет собой пневмоэлектрическую роликовую опору с возможностью регулировки по высоте и быстрого позиционирования детали относительно оси вращателей. Настройка опоры под определенную деталь выполняется с помощью винтовой передачи электродвигателем, а окончательные подъем и спуск детали – посредством работы пневмоцилиндра. Установка УСКШ-02 оборудована специальной педалью для подъема опоры на необходимую высоту, облегчающей труд оператора машины.

После установки детали на опору, достаточно просто нажать на педаль, и деталь автоматически выставляется на настроенную заранее высоту.

Для вращения детали, в установке УСКШ-02 применяется система вращателей с ведущим и подвижным по оси ведомым звеньями, установленными на крепкой алюминиевой раме. Жесткое крепление детали в системе вращателей выполняется также с помощью пневматики, а именно: с помощью подвижной задней бабки, перемещаемой на каретках по рельсам бесштоковым пневматическим цилиндром. Центрирование детали выполняется автоматически, с помощью специальных стальных кулачков и конусов, оборудованных внутренним каналом для подачи, при необходимости, защитного газа и накачки защитной атмосферы изнутри свариваемых деталей. После центрирования детали по осям вращателя, задняя бабка автоматически удерживает деталь за счет поддержания давления в исполнительном пневматическом цилиндре в течение всего времени сварки.

Скорость вращения детали задается оператором с пульта управления, а вращение деталей может выполняться как автоматически, по заранее заданным настройкам, так и в ручном режиме. Система управления процессом сварки в установке предусматривает переход на полностью ручное управление процессом сварки, для отработки необходимых режимов и последующей автоматизации.

Таким образом, установка и подготовка детали под сварку в установке УСКШ-02 занимает у оператора минимальное количество времени и трудоемкости, за счет подвижности и автоматизации исполнительных механизмов и высокой точности позиционирования детали и плазматрона.

Компьютерная система управления, как источником питания, так и элементами установки позволяет полностью автоматизировать процесс, повышая качество сварных швов и производительность процесса за счет высокоскоростной плазменной сварки, а высокое качество и надежность всех исполнительных узлов и агрегатов установки обеспечат её длительный срок службы.

Осталось только нажать кнопку «Старт»…