船舶導(dǎo)軌垂直雙面角焊機(jī)設(shè)計(jì)
船舶導(dǎo)軌垂直雙面角焊機(jī)設(shè)計(jì),船舶,導(dǎo)軌,垂直,雙面,角焊機(jī),設(shè)計(jì)
(1) 船舶焊接自動(dòng)化研究現(xiàn)狀
船舶焊接技術(shù)是我國(guó)現(xiàn)代造船模式中的關(guān)鍵技術(shù)之一,船舶工業(yè)把縮短造船周期作為永恒的主題“要縮短造船周期必然要提高生產(chǎn)效率,正如古人云‘工欲善其事,必先利其器’”,先進(jìn)的造船高效焊接技術(shù),在提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、提高船舶建造質(zhì)量上的作用是不可小視的,也是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。
采用先進(jìn)的船舶高效焊接技術(shù)還會(huì)涉及船舶制造中的工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)數(shù)控下料、小合攏、中合攏、大合攏、平面分段、曲面分段、平直立體分段、管線法蘭焊接、型材部件裝焊等工序和工位的焊接工程,同時(shí)也會(huì)牽動(dòng)著與之相關(guān)的焊接產(chǎn)業(yè)鏈,如鋼鐵、金屬加工、金屬熱切割、焊材、焊劑、保護(hù)氣體、無(wú)損探傷、焊接接頭性能與質(zhì)量評(píng)估、焊接電源、焊接能源、電子控制系統(tǒng)、焊接專(zhuān)用自動(dòng)化工裝、焊接輔器具和環(huán)保、焊工技能培訓(xùn)、焊接質(zhì)量管理與控制、焊接接頭設(shè)計(jì)、焊接標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等,由此可見(jiàn)船舶焊接技術(shù)在船舶制造中占有重要的地位,是一項(xiàng)技術(shù)性、專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。為此,在我國(guó)兩大船舶集團(tuán)公司的領(lǐng)導(dǎo)下于1986年組建了船舶工業(yè)高效焊接技術(shù)指導(dǎo)組,開(kāi)展了規(guī)劃、決策、指導(dǎo)、協(xié)調(diào)、咨詢和信息交流等方面的有效活動(dòng),圓滿地完成了“十五”提出的推廣應(yīng)用高效焊接技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo),提高了我國(guó)造船焊接技術(shù)的水平。目前,船舶建造中CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接技術(shù)已在船廠廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用率達(dá)到60%~65%。
(2) 角焊縫焊接研究現(xiàn)狀
自1959年美國(guó)推出世界上第一臺(tái)Ultimate型機(jī)以來(lái),工業(yè)機(jī)的數(shù)量在世界范圍內(nèi)不斷增長(zhǎng),通常他們用在焊接、噴涂、變薄拉伸、裝配、拾取搬運(yùn)、檢測(cè)和測(cè)量中,其中有半數(shù)為焊接機(jī)。在重工業(yè)的很多領(lǐng)域中,大直徑環(huán)縫焊需要高勞動(dòng)強(qiáng)度的手工焊,這對(duì)操作者來(lái)說(shuō)需要有嚴(yán)格的技能要求和集中力。由于人們對(duì)焊接柔性和焊接產(chǎn)量的高需求和高要求,自動(dòng)焊接機(jī)就為很多工業(yè)領(lǐng)域提高焊接速度尤其是提高焊接質(zhì)量提供極大的可能。到目前為止,焊接機(jī)大致可分為三代:第一代是基于示教再現(xiàn)工作方式的焊接機(jī),由于操作簡(jiǎn)便,不需要環(huán)境模型,示教時(shí)可修正機(jī)械結(jié)構(gòu)帶來(lái)的誤差等特點(diǎn),在焊接生產(chǎn)中得到大量使用;第二代是基于一定傳感器信息的離線編程焊接機(jī);第三代是指裝有多種傳感器,接受作業(yè)指令后能根據(jù)客觀環(huán)境自行編程的高度適應(yīng)智能機(jī)。焊接機(jī)主要從事弧焊和點(diǎn)焊工作?;『笝C(jī)大多采用二氧化碳或二氧化碳與氬、氮混合氣體保護(hù)。焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)型式,主要有多關(guān)節(jié)型、直角坐標(biāo)型、極坐標(biāo)型和圓柱坐標(biāo)型四種。點(diǎn)焊機(jī)以直角坐標(biāo)型較多;弧焊機(jī)以多關(guān)節(jié)型居多?;『笝C(jī)工作機(jī)構(gòu)一般較點(diǎn)焊的復(fù)雜,通常具有五個(gè)以上的自由度。目前功能較完善的焊接機(jī)已具有七個(gè)自由度。我國(guó)目前研制的焊接機(jī),一般均為五個(gè)自由度。國(guó)外為了提高工件(特別是大型工件)的焊接生產(chǎn)率,十分重視輔助設(shè)備的自動(dòng)化水平,如配備自動(dòng)更換噴嘴,供應(yīng)焊絲,監(jiān)視電弧和過(guò)程異常等功能的機(jī)構(gòu)。
早期的焊接機(jī)缺乏“柔性”,焊接路徑和焊接參數(shù)須根據(jù)實(shí)際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置,工作時(shí)存在明顯的缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、人工智能技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展,焊接機(jī)也由單一的單機(jī)示教再現(xiàn)型向以智能化為核心的多傳感、智能化的柔性加工單元(系統(tǒng))方向發(fā)展。
1) 一般角焊縫焊接研究現(xiàn)狀
為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向大型、復(fù)雜、動(dòng)態(tài)和開(kāi)放方向發(fā)展的需要,發(fā)達(dá)國(guó)家都在加大力度,對(duì)機(jī)技術(shù)進(jìn)行深入研究。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看,智能化控制技術(shù)將是焊接機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要方向。目前焊接機(jī)正從第一代反復(fù)操作型機(jī)向第二代帶有傳感器的知覺(jué)判斷機(jī)發(fā)展,也即由目前的固定式機(jī)逐漸向具有肌肉一樣的調(diào)節(jié)器、具有感覺(jué)和識(shí)別機(jī)能的雙足行走的活動(dòng)式機(jī)發(fā)展。多傳感器信息智能融和技術(shù)將廣泛應(yīng)用于焊接機(jī)上。早在1981年,美國(guó)的HILARE是第一個(gè)應(yīng)用多傳感器信息來(lái)創(chuàng)建世界模型的可移動(dòng)機(jī),它充分利用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、激光測(cè)距傳感器所獲得的信息,以確保其能穩(wěn)定地工作在未知環(huán)境中。韓國(guó)的Park Joong-Jo研制出來(lái)的智能傳感器能同時(shí)處理6個(gè)自由度數(shù)據(jù),與傳統(tǒng)傳感器只能測(cè)量一個(gè)自由度數(shù)據(jù)的功能相比,性能大為提高。韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)研制出了激光視覺(jué)傳感器自由焊縫示教式自動(dòng)焊接機(jī)。隨著海洋石油和天然氣工業(yè)的發(fā)展以及我國(guó)海洋工程向深海的挺進(jìn),發(fā)展水下干法焊接技術(shù)勢(shì)在必行。挪威Sintef高壓焊接中心研制了一套水下高壓干法維修系統(tǒng),可從事1000m水深的焊接,能焊補(bǔ)直徑為8~42英寸的,采用全自動(dòng)的軌道TIG焊機(jī),目前已完成在334m水深的焊接。英國(guó)的OTTO系統(tǒng)主要由焊接艙和軌道TIG焊機(jī)組成,整個(gè)系統(tǒng)采用光纖傳導(dǎo)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,在135m水深進(jìn)行試驗(yàn),取得了較為滿意的焊接質(zhì)量,焊縫斷裂強(qiáng)度達(dá)到550Mpa。焊縫跟蹤系統(tǒng)焊接機(jī)發(fā)展迅速,越來(lái)越多地應(yīng)用于去毛刺加工、膠合和焊接等。視覺(jué)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、智能化控制技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等是未來(lái)焊接機(jī)發(fā)展所要解決的一些關(guān)鍵技術(shù)。
2) 船舶角焊縫焊接研究現(xiàn)狀
焊接廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域當(dāng)中,比如:油氣工業(yè)、核能與熱能工廠和化工廠。船舶導(dǎo)軌垂直雙面角焊機(jī)采用熔化極外圓焊接技術(shù),最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代末期。MIG金屬焊絲惰性氣體保護(hù)焊是美國(guó)制造業(yè)四十多種焊接中的一種,它是一種連接兩個(gè)相同材料尤其是碳鋼材料經(jīng)濟(jì)的方法。美國(guó)CRC公司率先研制成功了一種高效焊接系統(tǒng),即CRC多頭氣保護(hù)自動(dòng)焊系統(tǒng),并于1972年將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于施工獲得成功。起初只是焊接小車(chē)帶動(dòng)焊槍行走,焊接參數(shù)(焊接電流、電壓、焊接速度等)均為手動(dòng)控制。目前,生產(chǎn)外圓自動(dòng)焊接設(shè)備的除了美國(guó)CRC公司外,還有德國(guó)VIETZ公司、美國(guó)MAGNATECH公司、荷蘭VERAWELD公司、英國(guó)Noreast公司、法國(guó)SERIMER DASA公司、意大利PWT公司等。CRC公司智能化的P-500、P-600型以及SERIMER DASA公司的雙槍焊接系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)具有很高的技術(shù)水平。到目前為止,CRC公司生產(chǎn)了P300,P400,P500和P600 4個(gè)型號(hào)的自動(dòng)焊機(jī)。其中P500和P600是雙焊炬自動(dòng)外焊機(jī),它采用了水冷式焊槍、外掛推絲式送絲機(jī)構(gòu)和帶有熔滴過(guò)渡單元(CDT)的脈沖焊接電源,焊接參數(shù)可編程并儲(chǔ)存在可方便更換的控制卡上,并根據(jù)焊接工藝以及焊接材質(zhì)的變化要求,隨時(shí)離線編程。P500和P600適用于窄間隙疊焊或?qū)掗g隙排焊,還可完成根焊。生產(chǎn)效率比單焊頭自動(dòng)外焊機(jī)提高40%~50%。缺點(diǎn)是焊槍采用強(qiáng)迫水冷卻,給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)許多不便。法國(guó)SERIMER DASA公司生產(chǎn)的Satur2nax Bug雙焊頭外焊機(jī),采用了風(fēng)冷式焊槍、外掛推絲式送絲機(jī)構(gòu)和專(zhuān)用的脈沖焊接電源,計(jì)算機(jī)焊接編程控制單元和焊車(chē)運(yùn)動(dòng)控制單元分置,可進(jìn)行在線編程,可完成根焊、窄間隙疊焊或?qū)掗g隙排焊??傮w性能與CRC的P500和P600類(lèi)似。其缺點(diǎn)是雙焊頭的擺動(dòng)不能單獨(dú)控制,計(jì)算機(jī)焊接編程控制單元和焊車(chē)運(yùn)動(dòng)控制單元體積偏大。其中,CRC公司生產(chǎn)的自動(dòng)焊接機(jī)已焊接了長(zhǎng)達(dá)50000km的。這些廠家的設(shè)備雖然外形各具特點(diǎn),但在控制方面,不外乎是計(jì)算機(jī)控制焊接參數(shù)和人工調(diào)控焊接參數(shù)兩種方法。
3) 船舶導(dǎo)軌垂直雙面直角焊機(jī)設(shè)計(jì)必要性
運(yùn)輸是油氣運(yùn)輸中最主要、最快捷、經(jīng)濟(jì)、可靠的方式,可用于輸送水、原油、天然氣、成品油等,具有輸量大、距離長(zhǎng)、安全性高、成本低等優(yōu)點(diǎn),在各國(guó)發(fā)展迅速。運(yùn)輸業(yè)的主體是,工程的核心工作是管口的焊接。因此研究高效率、性能可靠的全位置自動(dòng)焊接機(jī)具有十分重要的意義。
為解決建設(shè)野外作業(yè)的自動(dòng)化焊接的難題,研制了一種導(dǎo)軌式焊接機(jī),其關(guān)鍵技術(shù)包括:研制新型的行走機(jī)構(gòu)、焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、及機(jī)軌道、焊槍機(jī)械手。介紹了導(dǎo)軌式焊接機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和焊接機(jī)控制,著重對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、動(dòng)作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析和說(shuō)明?,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,該機(jī)能沿導(dǎo)軌平穩(wěn)、可靠的行走,進(jìn)行全位置焊接,其操作簡(jiǎn)便,成本低,適合我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)及工人的技術(shù)水平,既保證了焊接質(zhì)量,又提高了勞動(dòng)效率。機(jī)器換人, 是推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一項(xiàng)重要舉措。是以現(xiàn)代化、自動(dòng)化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),推動(dòng)技術(shù)紅利替代人口紅利,成為新的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的動(dòng)力之源。對(duì)于技術(shù)進(jìn)步、提升勞動(dòng)力素質(zhì)、提高企業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、推進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式等具有重要意義。隨著勞動(dòng)力價(jià)格的上漲,中國(guó)制造業(yè)的“人口紅利”正在不斷消失。國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)復(fù)雜多變,世界經(jīng)濟(jì)深度調(diào)
機(jī)器整,發(fā)達(dá)國(guó)家推進(jìn)“再工業(yè)化”和“制造業(yè)回歸”,全球制造業(yè)高端化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)日益明顯。以現(xiàn)代化、自動(dòng)化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),推動(dòng)技術(shù)紅利替代人口紅利,成為中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的必然之選。
2012年底,在浙江、江蘇的傳統(tǒng)制造企業(yè)中逐漸興起了“機(jī)器換人”,眾多企業(yè)紛紛引進(jìn)現(xiàn)代化、自動(dòng)化的裝備進(jìn)行技術(shù)的改造升級(jí)。2014年,隨著“東莞一號(hào)”文件及各項(xiàng)扶持政策的出臺(tái),“機(jī)器換人”在珠三角的制造業(yè)重鎮(zhèn)-東莞轟轟烈烈的開(kāi)展,并在全國(guó)的掀起了一場(chǎng)“機(jī)器換人”的浪潮。企業(yè)實(shí)施“機(jī)器換人”可以有效的減少低素質(zhì)勞動(dòng)用工量,節(jié)約勞動(dòng)力成本,提高全員勞動(dòng)生產(chǎn)率,提升產(chǎn)品優(yōu)良品質(zhì)率,確保安全環(huán)保生產(chǎn)。谷唐企業(yè)管理咨詢公司作為本土化精益管理落地解決方案服務(wù)商,在精益自動(dòng)化和“機(jī)器換人”領(lǐng)域通過(guò)輔導(dǎo)大量的客戶實(shí)踐證明:“機(jī)器換人”的成功實(shí)施推動(dòng)了生產(chǎn)管理、人力資源管理、信息化管理等管理方式轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新,組織更精益化、系統(tǒng)化,最終高效而有力的推動(dòng)企業(yè)由“制造”向“智造”的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
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船舶
導(dǎo)軌
垂直
雙面
角焊機(jī)
設(shè)計(jì)
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船舶導(dǎo)軌垂直雙面角焊機(jī)設(shè)計(jì),船舶,導(dǎo)軌,垂直,雙面,角焊機(jī),設(shè)計(jì)
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