当前位置:主页 > 技术文章 >

技术文章

Technical articles

电焊工开端技术怎么练

时间:2021-12-24 01:12 点击次数:
  本文摘要:1 序言随着新一轮科技革命与工业厘革的孕育与兴起,智能制造逐渐成为制造行业的制高点,主要制造业国家纷纷出台相关的战略及政策,例如“美国CPS计划”“德国工业4.0”“中国制造2025”等,抢占了新一轮工业生长的高地。

leyu乐鱼全站app

1 序言随着新一轮科技革命与工业厘革的孕育与兴起,智能制造逐渐成为制造行业的制高点,主要制造业国家纷纷出台相关的战略及政策,例如“美国CPS计划”“德国工业4.0”“中国制造2025”等,抢占了新一轮工业生长的高地。2018年12月中华人民共和国工业和信息化部公布了《推进船舶总装制作智能化转型行动计划(2019—2021)》,该行动计划明确提出了要加速新一代信息通信技术与先进造船技术的融合,逐渐实现数字化、网络化、智能化的联合,讲明以“智能工厂、智慧制造”为主导的智能船舶制作工业革命已经悄然来临,船舶企业的转型升级是当前大情况下的形势所趋。

且机械人在焊接历程中焊接参数恒定性好、质量稳定性高、雅观性强、焊渣少,淘汰了后续清渣打磨工序,使得焊接自动化成一定趋势[1]。现在我国船舶制作主要依靠手工焊接为主,焊接技术水平大多数处于半自动化到自动化焊接阶段,相比力蓬勃国家而言焊接自动化水平较低。

本文先容了船舶制作中管道型焊接机械人技术、吊篮式焊接机械人技术、移动式焊接机械人技术及龙门式焊接机械人技术的研究与应用,并对船舶焊接机械人未来生长趋势举行探讨。2 船舶管道焊接机械人技术船舶制作历程主要分为船体和管道的加工,管道生产加工占船舶制作总工时的8%~12%[2],常见的管道结构类型有直管、弯管、锥形过渡管、偏心过渡管、等径三通管及马鞍形毗连管等[3]。由于其多样化、多品种、离散性的特点,使得手工焊在管道加工历程中容易泛起成形质量差,及格率较低等情况,因此对管道焊接自动化的研究从未停止。

首先是管道焊接历程中的对接问题,传统的管道对接焊主要依靠工人履历,先在管道毗连处举行划线、定位、定位焊后再举行焊接,这不仅不能保证高效率和高质量,而且很费时。浙江大学的Haocai H[4]针对船舶管道对接问题,开发了一种新型船舶管道焊接辅助装置(SPWAD),该结构联合液压电子锁装置,能够更利便、更可靠地对齐、居中和锁定两条焊接受道;其次是管道焊接机械人装备的设计,由江苏科技大学、上外洋高桥造船有限公司和昆山华恒焊接设备技术有限公司,联合机械人位置传感技术、电弧跟踪技术、机械人协同主从控制技术,以及开启式变位机链轮传动装置和MIG自动焊接专家系统等,研发了海内第一条船用管-管、管-法兰主从机械人焊接生产线。该生产线主要由2台焊接机械人及1台开口钳式变位机为主导设备组成[5],如图1所示。

应用效果讲明,该生产线能实时凭据焊缝形状调整焊枪的位置,焊接效率与手工焊相比提高5倍以上。图1 船舶中型直管-法兰机械人柔性焊接系统为了提高庞大情况下的管道焊接工艺,R.H.G等[6]人研究了TopTIG管道焊接工艺方法(见图2)。该焊接方法与传统钨极氩弧焊(GTAW)相比,允许在靠近钨极区域切向导入焊丝,并被整合到喷嘴中,使得焊枪越发紧凑,便于机械人的操作,在管道打底焊历程中焊丝的焊接速度和熔化速度提高两倍。

在焊接历程中除了控制焊接速度、电弧电压、焊接电流等因素外,电弧的弧长也是一个重要的因素,它直接影响焊接历程中飞溅的发生、焊后焊缝成形等。对于电弧的控制也是众多学者研究的偏向,Lei[7]针对管-板焊接历程中弧长的不稳定性,搭建了直流脉冲氩弧焊机、激光传感器和CCD相机试验平台,使用激光传感器丈量钨极和管-板之间的距离,接纳CCD相机联合分度尺获得管-板水平和垂直偏向的校准图像标定、图像预处置惩罚、图像特征值提取等,可以实时控制焊枪与管板间间距,有利于焊缝成形。图2 TopTIG原理海内焊接设备公司也在不停研究开发管道焊接设备,唐山开元自动化焊接装备有限公司设计出全位置MAG焊接系统,接纳4个电念头联合DSP数字信号处置惩罚,可以举行根焊、热焊、填充及盖面等工艺,大大提升了管道焊接效率(见图3)。

在船舶企业中,启东中远海运海洋工程有限公司接纳“分道分线”的做法,设置有不锈钢和碳素钢生产线,其中碳素钢生产线凭据管道的直径又分为4条专用生产线,划分卖力上料、喷码、切割、坡口加工、管端打磨、下料、组对及焊接,实现了自动打底、填充、盖面的自动控制,有效提高了效率和效益(见图4)。南通中远川崎船舶工程有限公司(以下简称南通中远川崎)通过中一径和中二径智能化管道线的革新优化,建设船舶管路加工智能车间,大幅度提高生产效率,使对应的生产工序效率提高70%。

图3 全位置MAG焊接系统图4 数字化管道加工车间3 船舶结构焊接机械人技术船舶制作历程中更多是板与板的装配毗连,船体的板材装配主要是平面装配法和栅格装配法。平面装配法就是先将纵骨板与船板举行焊接,组成板列分段,然后再将横向肋骨板与板列分段举行下一步焊接;栅格装配法就是纵骨板先与横框架举行预装配,形成栅格状,再与船体板举行焊接。现在,船舶结构焊接机械人主要有吊篮式焊接机械人、移动式焊接机械人及龙门架式焊接机械人。3.1 吊篮式焊接机械人20世纪90年月,吊篮式多轴机械人自主焊接已在韩国投入应用。

吊篮式焊接机械人使用起重机从一个位置吊到另一个位置[8],当吊运至所需焊接位置时,再接纳寻位传感器对引弧点举行定位和焊接。大宇船厂[9]的牢固六轴吊篮式焊接机械人如图5所示。

图5 大宇船厂吊篮式焊接机械人中船重工七一六研究所设计了一款快速、高效、柔性的导轨式舱室焊接机械人系统[10],如图6所示。该机械人配备了模块化导轨,拆卸利便,柔性较好;焊接系统设置了焊缝跟踪装置,可以实时监测焊缝成形质量,可针对舱室典型多段T形焊缝举行焊接。图6 导轨式舱室焊接机械人系统3.2移动式焊接机械人吊篮式焊接机械人适合开放式板材的毗连,类似邮轮、集装箱船、LNG船等双层船壳结构。双层结构由上部板和下部板、主梁和横向腹板组成,大梁和腹板将双层船体结构划分为若干关闭部门。

在每个截面上平行部署若干纵向增强筋,这些纵向增强筋包罗许多小型增强筋,形成U形结构。由于受空间影响,使用吊篮式焊接机械人焊接十分未便,故需要更灵活的焊接机械人。

为此,Namkug K[11]针对船舶制作历程中双层船体的结构,设计开发了一种移动式焊接机械人,如图7所示。应用效果讲明,该移动式焊接机械人能提高25%的焊接效率。

图7 移动式焊接机械人德国的迈尔船厂引进了可360°旋转机械臂焊接机械人,如图8所示。机械人底座安装在行程导轨上,行程导轨由拆卸模块组成,利便拆卸,工人只需要先在控制面板里输入一些参数,然后启动法式,机械人就会开始自动测距定位、自动焊接和移动,可举行平焊、横焊、立焊及仰焊。

图8 可360°旋转机械臂焊接机械人3.3龙门式焊接机械人吊篮式和移动式焊接机械人都能通过行车或吊车较快地被运送到指定位置举行焊接,可是由于大型船舶结构对机械人的臂展和大规模移动的需求,所以船舶行业中龙门式焊接机械人应用也较为广泛。20世纪90年月,日本的NKK公司津船厂[12]就将龙门式焊接机械人应用在小合拢生产线上,焊接机械人倒挂在移动导轨上,导轨可在X、Y、Z三个偏向上移动,这样焊接机械人就酿成了9个自由度。

NKK公司津船厂在小合拢流水线上接纳门架式多枢纽机械人来焊接低构架肋板框架宁静板部件,针对构架与底板的水平角焊缝,接纳门架式机械人或多台小型机械人举行“井”字形构件内水平和立向自动角焊[13]。神户制钢所研发了可进入狭小空间举行分段焊接的龙门式焊接机械人系统,如图9所示,该机械人的主体倒置在运输装置上,焊接时先将机械人降至分段底部,再对焊缝举行定位,然后举行焊接[14]。虽然该机械人实用性较好,但缺乏广泛的应用。

相比而言,igm的龙门式焊接机械人无论是在豪华客轮、油轮、货柜船,还是在巡洋舰的制作中,均有较高的占有率,如图10所示。图9 神户制钢所龙门式焊接机械人图10 igm龙门式焊接机械人近年来,海内船舶企业开始逐渐引进焊接机械人设备,2015年南通中远川崎乐成投产了型钢自动生产线、条材机械人生产线、先行小组立机械人焊接生产线(见图11)和小组材焊接生产线等4条机械人自动化生产线,建成了工信部船舶制造示范智能车间。原来的型钢生产线,从划线、写字、切割、分料都是人工操作,现在型钢的划线、切割、分料历程都由机械人完成(见图12),生产效率提高2~4倍。在先行小组立生产线,机械人实现了工件的自动背烧和出料,与传统制造时钢板需要在定盘上先全面铺开,再装配焊接、翻身、背烧等工序相比力,不仅提高了效率,而且淘汰了周期;小组立生产线配备的4台焊接机械人既可单独焊接又可相互配合,使用KCONG软件模拟三维部材,举行自动化生产,大幅度提高了生产效率,增加了灵活性。

上外洋高桥造船有限公司[15]也投产了小组立焊接机械人生产线,如图13、图14所示。该生产线在移动式龙门架上倒置了两台焊接机械人,通过自主收罗和分析待焊接部件、自动计划焊接路径、自动编程和焊接,接纳无缝药芯焊丝,乐成地针对结构较为庞大的小组立通用部件举行焊接,但也同样存在机械人焊接的漏焊、偏焊、咬边及焊脚偏小等缺陷,需要举行人工修补。图11 南通中远川崎小组立焊接机械人图12 南通中远川崎自动化生产线图13 上外洋高桥造船有限公司通用部件焊接机械人图14 上外洋高桥造船有限公司小组立生产线4 船舶焊接机械人生长趋势现在,船舶行业更多的是先将焊接机械人牢固其底座,再联合焊枪部位的寻位装置举行焊接,较多应用于环形和直线形焊缝,而对曲面形、拐角形及现场三维曲线的焊接应用较少。

外洋对庞大柔性焊接制造系统已经开展研究,日本为了提高国际造船的竞争力,提出了创新(Innovation)、信息(Information)、物联网(IoT)等智能造船的“i-Shipping”理论构想[16]。2012年三菱重工研发了自动离线引导系统 3D-CAD MATES,并乐成应用于造船现场,主要用于 VLCC、LPG、LNG 船型的实际作业,实现槽型部件周围的焊接自动化[17]。

2018年韩国现代重工以物联网和自动化技术为基础,乐成开发出双曲面弯板加工机械人系统,配备高频电流感应加热系统和六轴多枢纽机械人,该系统可自动生成加热轨迹,能够自动举行3D曲面成形加工,乐成解决了弯板加工流程尺度化的难题,未来现代重工还计划研究人工智能和越发庞大的技术。西班牙的AIMEN技术中心[18]以库卡焊接机械人为基础,开发一款基于CAD 的机械人编程和焊接参数化超柔性9自由度的焊接机械人,联合视觉定位系统,实现完整生产无手动操作,该柔性机械人单元无需编程,实现自动焊接。美国的SSI公司和Wolf Robotics配合开发了基于Autocad 的CAD/CAM 生产线软件Ship Constructor的自动驱动全自主焊接机械人。

美国肯塔基大学联合人的智能与机械人的准确运动特征开发了虚拟现实人-机械人协同焊接,通过建设电弧长度、电弧电压和焊接电流的映射模型,开发出焊缝跟踪算法,实现了不需要人亲临现场就能控制焊接,效果讲明,该系统具有良好的实效性[19]。综上所述,种种迹象均讲明,数字化、互联网化、智能化的智能造船时代即将到来。

蓬勃国家的船舶焊接轨迹为手工焊、自动焊、机械人焊接、智能焊接,可是现阶段我国船舶制作历程中仍然以手工焊和自动焊为主,机械人焊接较少,距到达智能化焊接阶段另有较大的距离。我们应集聚行业内外重点企业、高等院校、科研院所、配套供应商等开展技术需求对接,实现跨界融合,搭建智能船舶互助交流的平台,推动数据资源合理共享,深入开展焊接机械人在船舶制作中的应用研究,迅速提升适合我国国情的船舶焊接技术和装备,推动我国船舶行业的生长,提高我国船舶行业在国际上的竞争能力,迎接数字化、互联网化、智能化的智能造船时代的到来。

5 竣事语参考文献:[1]毛志伟,陈记超,周少玲.差动轮系移动焊接机械人机构运动学分析与仿真[J].热加工工艺,2020,49(21):111-116.[2]陈月峰,严得忠,程定富,等.海内数控等离子弧切割技术的生长与应用[J].焊接技术,2017(8):1-4.[3]高飞,石俊彪,邹家生.船用管-管机械人打底焊工艺[J].焊接技术,2016,45(6):51-53.[4]Haocai Huang,Zhuoli Yuan,Hongbao Qian,et al.Design and analysis of a novel ship pipeline welding auxiliary device[J].Ocean Engineering,2016,123:55–64.[5]邹家生,金玉嵌,严铿.船用管-法兰机械人焊接工艺技术研究[J].江苏科技大学学报(自然科学版),2009,23(1):23-26.[7]Ting Lei,Yu Huang,Hui Wang.Automatic weld seam tracking of tube-to-tubesheet TIG welding robot with multiple sensors[J].Journal of Manufacturing Processes,https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.03.047.[8]Ang Jr. MH,Lin W,Lim SY.A walk-through programmed robot for welding in shipyards[J].Industrial Robot:An International Journal,2009,26(5):377-388.[9]Lee JH,Hwang HS.Development of robot welding system for panel block assemblies of ship hull[J]. Okpo Ship Technologies,1998,46(2):32-40.[10]花磊,许燕玲,韩瑜,等.大型船舶舱室多分段机械人焊接系统优化设计[J].上海交通大学学报,2016,50(S1):36-39.[11]Namkug Ku,Sol Ha, Myung-Il Roh. Design of controller for mobile robot in welding process of shipbuilding Engineering[J].Journal of Computational Design and Engineering,2014,4(1):243-255.[12]高飞,严铿,邹家生.焊接机械人在船舶工业中的应用 [J].江苏船舶,2009,26(3):41-44.[13]陈家本.日本焊接机械人在船厂的开发与实用 [J].造船技术,1996(6):35-38.[14]定廣健次.造船向け大組立ロボット溶接システム[R].日本:神户制钢所,2017.[15]喻军,王羽泽,李超,等.船舶制造焊接机械人应用关键技术[J].船舶与海洋工程,2019,35(6):49-53.[16]川村竜児. 先進宁静船舶技術研究開発支援制度について-海事産業の生産性革命i-Shipping(Operation)[J].日本マリンエンジニアリング,2017(2):44-47.[17]井上彰.自動オフラインティーチングシステムを用いた船体ブロック溶接ロボットの実用化[C].日本:三菱重工技報,2013.[18]Alonso Ferreiraa L,Lapido Figueiraa Y,Fernández Iglesiasa I,et al.Offline CAD-based robot programming and welding parametrization of a flexible and adaptive robotic cell using enriched CAD/CAM system for shipbuilding[J].Procedia Manufacturing,2017(11):215-223.[19]Qiyue Wang,Yongchao Cheng,Wenhua Jiao,et al.Virtual reality human-robot collaborative welding:A case study of weaving gas tungsten arc welding[J].Journal of Manufacturing Processes,2019(48):210-217.[20]肖润泉,许燕玲,陈善本.焊接机械人关键技术及应用生长现状[J].金属加工(热加工),2020(10):24-31.[21]赵伯楗,曹凌源,郑惠锦,等.船舶高效焊接工艺及装备[J].国防制造技术,2010,6(3):4-10.[22]曲慧.日本船舶工业生长现状观察与分析[D].大连:大连理工大学,2018.。


本文关键词:电焊工,开端,技术,乐鱼官网推荐,怎么,练,序言,随着,新一轮

本文来源:leyu乐鱼全站app-www.3000dk.com

Copyright © 2007-2021 www.3000dk.com. leyu乐鱼全站app科技 版权所有 备案号:ICP备95084021号-6

在线客服 联系方式 二维码

服务热线

0995-19552588

扫一扫,关注我们