Манипулятор для сварочных работ

Обновлено: 16.05.2024

Главное предназначение сварочных вращателей – осуществлять чёткую фиксацию деталей и поворачивать их с заданной скоростью. Благодаря вращателям можно значительно упростить сварочные операции, они позволяют мастеру без каких-либо проблем обрабатывать труднодоступные места, что особенно важно при работе с крупными металлоизделиями.

Механизм устройства даёт возможность освободить руки сварщика, а это позитивно сказывается на его концентрации и, в конечном счёте, на качестве соединения.

Сфера применения

Данное оборудование может использоваться при автоматической, полуавтоматической и ручной электродуговой сварке. Также вращатели часто применяют для так называемых наплавочных работ.

Ещё один плюс данного устройства состоит в том, что скорость вращения зафиксированного металлоизделия может настраиваться мастером-сварщиком индивидуально. Она должна в точности соответствовать скорости формирования конкретного шва.

Тем, кто находится в процессе выбора вращателя, обязательно нужно обратить внимание не только на тип прибора, но также на его вес, мощность, грузоподъёмность, максимальную и минимальную скорость вращения и так далее Точные технические характеристики и свойства могут варьироваться. У каждой конкретной модели они свои.

Основные типы

Можно выделить четыре основных типа вращателей для сварки:

роликовые;
горизонтальные;
вертикальные;
универсальные.

Роликовые вращатели применяют для сварочных работ с металлоизделиями, имеющими цилиндрическую форму. Такие детали с лёгкостью фиксируются в устройстве и двигаются благодаря роликам, расположенным внизу. Наиболее мощные модели вращателей роликового типа способны выдерживать нагрузки до 20 тонн, в них можно вставлять металлические заготовки длиной до четырёх метров.

Сварочный вращатель горизонтального типа, в соответствии с названием, осуществляет вращение заготовок вокруг горизонтальной оси. Поэтому его используют для создания соединений круговой и эллиптической формы.

В горизонтальном вращателе предусмотрено два основных механизма. На одном из них крепится деталь, а второй имеет специальный привод для вращения. Такая конструкция позволяет устанавливать во вращатель даже нестандартные детали длиной до 2,5 м. Вращатели горизонтального типа способны выдерживать вес изделий от 600 до 6300 кг в зависимости от модели.

Вертикальные вращатели по принципу действия мало чем отличаются от горизонтальных. Только в данном случае вращение зафиксированной металлической заготовки происходит по вертикальной оси.

Данный тип вспомогательного оборудования применяется, как правило, для сварки в среде инертных газов (в частности, аргона), а также под различными флюсами. Допустимый вес заготовки — 2000 кг, а максимально допустимая длина – до 2 м.

Универсальный сварочный вращатель даёт возможность устанавливать изделие в любое удобное положение и вращать его по любой оси (в том числе и угловой) с необходимой скоростью.

Данные вращатели нередко используют, когда выполняют сварку цилиндрических труб. Универсальные модели способны работать с деталями весом до 2000 кг и длиной от 0,5 до 1,9 м.

Назначение манипулятора

Помимо вращателей существуют и другие разновидности дополнительного сварочного оборудования — кантователь, позиционер, манипулятор. Особо подробно стоит рассказать о манипуляторах, потому что они их чаще всего применяют на производстве и в домашних условиях.

Манипулятор может перемещать или вращать деталь в любом направлении, которое необходимо для проведения сварочных работ. Он более универсален, чем вращатель.

Значимым преимуществом современных манипуляторов является лёгкость их переналадки. При желании, скорректировать работу таких аппаратов не составит труда.

Для этого надо лишь перенастроить программное обеспечение, то есть изменить рабочую программу, после чего инструмент начнёт двигаться по новой траектории. Линия соединения или линия шва в данном случае тоже претерпит изменения.

Модульная конструкция большинства распространённых сегодня манипуляторов позволяет с лёгкостью менять ориентацию рабочего инструментария. В результате один и тот же прибор можно использовать при различных технологиях сварки.

Некоторые разновидности манипуляторов

У каждого манипулятора есть своя область применения и свой принцип действия. Например, манипулятор типа «колонна» применяется при высокоточной сварке.

Прибор поддерживает горелку сварочного аппарата и потихоньку двигает её, контролируя тем самым перемещение электрода или струи пламени. Традиционный сварочный манипулятор указанного типа состоит из колонны, которая удерживает стрелу, а также тележки, двигающейся по специальным направляющим.

Причём направляющие похожи на латинскую букву V, они снабжены тормозами и механизмом аварийной остановки. Это гарантирует почти стопроцентную безопасность аппарата при сварочных работах.

Помимо стационарных манипуляторов-колонн в свободной продаже можно найти и портативные мобильные установки. Стационарные модели могут применяться, например, при создании автомобилей. А мобильные аппараты идеально подойдут для тех сварщиков, которые часто занимаются соединением труб в полевых условиях.

Наиболее востребованы универсальные сварочные манипуляторы. Они дают возможность работать с изделием и сварочным аппаратом максимально свободно, перемещать его, устанавливать под разным углом, задавать скорость, направление.

С помощью такой универсальной техники можно выполнять большой спектр технологических операций. Однако и стоит она достаточно дорого. Приобретать универсальный агрегат актуально в том случае, если часто приходится обрабатывать совершенно разные изделия, при штучном и малосерийном производстве.

Манипулятор, вращатель и любое иное оборудование, призванное облегчить процесс сварочных работ посредством автоматизации какого-либо действия, должно быть качественным и чётко выполнять свои функции.

Вдобавок ко всему такое оборудование требует максимально аккуратного применения в соответствии с инструкцией и правилами техники безопасности.

Сварочные вращатели и манипуляторы

Полезным вспомогательным оборудованием является сварочный вращатель. На него устанавливаются круглые заготовки, плотно фиксируются. Варить фитинги, фланцы можно непрерывно, достаточно отрегулировать скорость поворачивания механизма вокруг своей оси под режим сварки. Она у каждого сварщика своя, зависит от опыта.

Поворотное оборудование облегчает труд сварщика, избавляет от излишних манипуляций. Цилиндрические заготовки не нужно постоянно переставлять, сделать это одной рукой бывает непросто.

Устройства постоянно совершенствуют:

автоматизируют;
оснащаются блоками управления.

Вращательное приспособление – это не просто поворачивающиеся подставки, а удобные манипуляторы, используемые на больших промышленных предприятиях и в маленьких мастерских. Наплавочные круговые швы получаются аккуратными, ровными.

Определение и назначение вращателей

Оборудование разрабатывалось для сварки кольцевых швов соосных конструкций, циклонов, газоходов, трубопроводов сложной конфигурации. Сварочный вращатель состоит из трех основных узлов:

опорная конструкция в виде платформы или опорных стоек;
узла крепления деталей;
поворотного механизма, обеспечивающего необходимую скорость поворота сварных заготовок.

Грузоподъемность механизмов достигает нескольких тонн. Скорость вращения зависит от мощности электропривода. Крутящий момент до 200 ньютонов передается на ось.

Вспомогательное устройство обеспечивает рациональное расположение свариваемых заготовок. Механизм работает в ручном и автоматическом режиме. Установлен на массивной или жестко закрепленной платформе. Конструкция стабилизирует положение трубных заготовок, при фиксации зазор регулируется. Расстояние между далями зависит от коэффициента линейного расширения сплава.

При выборе устройства важно учитывать пространственное положение заготовок. Вращательные приспособления предназначены для работы в горизонтальном или вертикальном положении. Есть универсальные модели, на которых ось устанавливается под любым нужным углом, они нужны для создания сегментных элементов сложной геометрии.

Область применения

Оборудование выпускают различных размеров, грузоподъемности, типов. Сварочный вращатель удобен при формировании внутренних и наружных швов. Без этого вспомогательного механизма невозможно надежное соединение деталей различной формы:

круглых;
цилиндрических;
сегментарных;
полусферических.

Сварочный вращатель применяют при любом виде сварки:

электродуговой обычной и с применением флюсов;
аргоновой и в среде другого газа, защищающего расплавленный металл от окисления;
сварки полуавтоматом с применением наплавочной проволоки;
газовой;
лазерной;
плазменной;
автоматической, подставка может вращаться со скоростью до 4 тысяч оборотов в минуту.

Оборудование часто применяется для работы с трубными заготовками. Их сложно фиксировать на рабочем столе или другой ровной поверхности. Вспомогательное устройство необходимо при реставрации дисков, литых круглых деталей в автомастерских. Наплавка истертых фрагментов упрощается, образуется ровный диффузный слой.

Классификация сварочных вращателей

Тип и конструкцию вспомогательного механизма выбирают под вид свариваемых элементов. Вращатель для сварки классифицируют:

по способу вращения и системе опорных частей;
количеству и числу осей поворота;
углу наклона;
системе привода (электрический, ручной или ножной);
по способу применения (универсальные, специализированные);
функциональности.

Горизонтальные

Предназначены для формирования кольцевых внутренних и наружных швов. У сварочного вращателя горизонтального есть функция остановки после полного кругового цикла. Допустимая длина заготовки – 2,5м, максимальный вес свариваемых изделий 6,3 тонны. Детали устанавливаются перпендикулярно опорной платформе, вращаются вокруг своей оси, положение сварочного оборудования стационарное.

Вертикальные

Обеспечивают вращение заготовок в вертикальной плоскости. Применяется:

при аргоновой автоматической и полуавтоматической сварке;
применении флюса;
наплавки металла.

Линейная длина обрабатываемых деталей – до 2 м, предельный вес – 2 т.

Роликовые

Особенность сварочных роликовых вращателей – деталь удерживается за счет собственного веса. Она укладывается на несколько пар роликов, которые обеспечивают вращение с необходимой скоростью. Предназначены для сварки мелких и крупногабаритных деталей, допустимая длина – 4 м. Оборудование выдерживает до 20 т. Производители выпускают роликовые вращатели-толкатели в большом ассортименте.

Универсальные

Название оправдано. Вращатели сварочные универсальные способны удерживать свариваемые элементы в любой плоскости. Предназначены для стационарной сварки сложных магистральных участков трубопровода. Допустимая длина свариваемых фрагментов – 1,9 м, общий вес конструкции до 2 т.

Что такое сварочные манипуляторы

Устройство сварочных вращателей и манипуляторов идентичное. Отличаются они по функциональности, электронному оснащению. Настройка программы занимает несколько минут, фиксация и разблокировка – автоматические.

Манипуляторы сварочные намного практичнее вращательных аналогов. Достоинства:

быстрая переналадка, легко меняется траектория движения деталей;
прочность соединений;
универсальность, один вид оборудования можно настроить для работы с деталями различных типоразмеров.

Модульная конструкция используется для автоматической и полуавтоматической сварки.

Разновидности манипуляторов

Модели различают по возможностям перемещения свариваемых заготовок, габаритам готовых узлов, весу. Сварочные манипуляторы бывают нескольких типов:

консольные;
карусельные;
рычажно-секторные;
одноопорные;
с двумя опорами (предназначены для удерживания длинных элементов);
универсальные с частичным или полным уравновешиванием относительно оси наклона;
манипуляторы-позиционеры, обеспечивающие маршевую скорость в любом положении;
специализированные, предназначенные для сварки элементов сложной конфигурации.

Оборудование приобретают для:

мелкосерийного производства;
единичного выпуска металлоизделий;
частой смене типа свариваемых деталей.

При поточной работе, большом объеме выпуска сварных изделий покупка дорого оборудования экономически оправдана. Модели оснащают датчиками слежения. Они контролируют величину зазора, качество соединения. Система двойного контроля – залог надежного сварного шва.

Процент брака при применении вспомогательного поворотного оборудования незначительный. Дуга стабильно поддерживается, формируется ровный валик, шов получается без наплывов и прожогов. Автоматизированные вспомогательные устройства нужны для соединений, от прочности и герметичности которых зависит безопасность эксплуатации готовых сварных швов. Когда малейшее отклонение точки сварки негативно влияет на жесткость швов.

Промышленные сварочные роботы

Промышленный робот манипулятор SCARA CRP-RS04-03

Грузоподъемность - 3 кг 400 мм - зона.

Промышленный робот манипулятор SCARA CRP-RS06-06

Грузоподъемность - 6 кг 600 мм - зона.

Промышленный сварочный робот Fanuc ARC MATE

Производитель прекратил поставки в РФ

Промышленный сварочный робот Fanuc M-710iC

Промышленный сварочный робот Fanuc M-900iА

Промышленный сварочный робот Fanuc R-2000iB

Портальный сварочный робот Fanuc

Компания "ЭКОСВАР" является официальным партнером китайского производителя роботов CRP. Более половины всех роботов в Китае произведены на конвейере CRP. CRP AUTOMATION — это предприятие, занимающееся разработкой, изготовлением и выпуском промышленных роботов, а также сменных деталей к ним. Вся продукция сертифицированная, высокотехнологичная, инновационная.

Технологии CRP разрабатывались специально под текущие потребности потребителей. За несколько лет были разработаны модели, используемые в сварке, полировке, перемещении, покраске и других работах. На данный момент компания представляет свою продукцию в шести крупных центрах, где клиентам оказывают помощь в выборе робота, рассказывают о технологических особенностях и способностях каждого из них, дают консультации по ремонту и обслуживанию.

Философия производителя опирается прежде всего на потребности покупателя:

"Мы стараемся сделать каждого робота максимально эффективным и доступным, чтобы сократить расходы покупателя. Мы имеем большой опыт в создании новых электронных технологий, поскольку постоянно изучаем новые научные исследования и проводим ряд из них самостоятельно. Благодаря этому мы постоянно выпускаем обновленные и улучшенные модели, которые отличаются надёжностью, высоким качеством и новыми функциями.

Мы сотрудничаем с разными компаниями по производству робототехники, что позволяет нам внедрять новые технологии как можно скорее. Как результат, наши клиенты могут испробовать новых роботов, созданных в сотрудничестве с нашими партнерами".

С промышленными роботами CRP вы получаете следующие преимущества:

Высокую производительность при минимальном участии сварщиков (возможность работы непрерывно и даже круглосуточно).
Высокое качество сварных швов.
Налаженный автоматизированный процесс.
Экономный расход материалов.
Оперативное программирование оборудования на выполнение заданных действий.
Высокий уровень безопасности.
«Дружелюбность» и прекрасное сочетание в работе с другими роботами.

Компания "ЭКОСВАР" как Филиал CRP-Сибирь является стратегическим партнером производителя CRP AUTOMATION RUSSIA.

Какие приспособления помогают проводить сварку

При производстве сварочных работ необходимо надежно закрепить свариваемые детали между собой и удобно расположить. Некоторые виды сварки можно осуществлять только в определенном положении, соответственно должен быть расположен и сварочный стык.

Надежность крепления также важна. Во время сварочных работ по шву возникают большие напряжения, которые должны до конца процесса компенсироваться закрепляющим оборудованием.

Виды вспомогательных механизмов

Различные механизмы и подсобные детали изготавливают на предприятиях и в домашних условиях. Простейшие из них легко сделать своими руками. В общем случае вспомогательные приспособления для сварки бывают трех видов:

механизмы для установки, сборки, предварительной фиксации;
зажимные приспособления;
комбинированные устройства.

Первый вид приспособлений применяют, чтобы установить детали в нужном для сварки положении. Зажимные сварочные приспособления жестко их фиксируют, не дают соскользнуть, повернуться. Комбинированные устройства выполняют обе функции.

Выбор приспособлений связан с условиями выполнения работ. Он также зависит от требований к точности изготовления заготовок, требований к зазорам, конструкции в целом.

К вспомогательным приспособлениям предъявляют определенные требования. Они должны обеспечивать свободное перемещение свариваемых деталей, вызванное нагревом в зоне сварки.

Если варят крупногабаритные изделия, необходимо обеспечить закрепление только в местах сваривания. Для сварщика должен быть обеспечен свободный доступ к месту сварки. Необходимо также обеспечивать быстрое отведение выделяемой теплоты.

Устройства для варки бывают специальными или универсальными. Например, специальный стенд для сборки и сварки рамных изделий представляет собой стол с фиксаторами.

Универсальные стенды выглядят так же, только имеют дополнительные устройства для крепежа изделия, и за счет этого могут фиксировать большую номенклатуру заготовок.

Фиксаторы

К фиксаторам относятся устройства, обеспечивающие устойчивое положение свариваемого изделия. Они выполняются в виде карманов, упоров, установочных пальцев, призм и шаблонов.

Съемные упоры используют в универсальных стендах, когда необходимо настроится под конкретное изделие, или невозможно снять изделие без его деформации.

Пальцы позволяют точно установить заготовку, их обычно применяют при работе с изделиями, имеющими обработанные плоскости. Призмы используют при сварке различных труб.

Шаблоны представляют собой конструкцию, которая повторяет контур свариваемого изделия. Детали устанавливают в шаблон, сваривают, в результате получаются одинаковые изделия при повторении процесса сварки. Несущим элементом становится сама деталь, а шаблон задает форму.

При единичном изготовлении того или иного изделия, иногда требуется фиксация нестандартным способом. Бывает также, что нет под рукой необходимого приспособления.

В этом случае сварщик сам мастерит его из подручных материалов. Для изготовления самодельных приспособлений для сварки достаточно нескольких обрезков уголков и пары струбцин.

С их помощью можно получить простой и надежный фиксатор. Если нужно получить фиксатор для соединения под прямым углом достаточно приварить уголки перпендикулярно друг к другу, и прихватить их третьим уголком.

Приварив в нужных местах струбцины, получают фиксатор для перпендикулярного соединения изделий. То есть при необходимости сварщик сам может себя обеспечить требуемыми приспособлениями.

Прижимы и стягивающие устройства

Важную роль играют прижимные (зажимные) приспособления. Они прижимают заготовки к фиксаторам или плоскостям оснастки, и бывают механическими, пневматическими и магнитными.

Механические прижимы очень просты по конструкции, поэтому самые распространенные. Они надежны, редко выходят из строя и недорогие по цене. Механические приспособления бывают клиновыми, винтовыми и пружинными. Клиновые прижимы обычно используют при выравнивании кромок изделия, при поджиме соприкасающихся частей свариваемых деталей.

Но самые распространенные и универсальные приспособления – винтовые прижимы, их еще называют струбцинами. Они используются большей частью при единичном изготовлении и в домашнем хозяйстве, требуют много времени на установку. Пружинные прижимы используют при сварке мелких и тонких заготовок.

В качестве вспомогательных приспособлений для сварки можно применять пневматические устройства. Они имеют высокое быстродействие, отличаются точностью и «мертвой хваткой».

Так как сжатый воздух упруг, то устройство обеспечивает мягкую компенсацию деформаций возникающих при сварке. Пневматические системы используются в основном при массовом производстве с высоким уровнем механизации. Для захвата и прижима тяжелых деталей (1 тонна и более) используют гидравлические прижимные системы.

Магнитные прижимы (их еще называют держателями) просты в использовании, быстро устанавливаются и снимаются. Их применяют для выравнивания кромок и прижатия плоских изделий к основанию стенда через флюсовую подушку. На предприятиях наибольшее распространение получили электромагнитные прижимы, а в частном пользовании популярны постоянные магниты.

К стягивающим приспособлениям относятся всевозможные стяжки, распорки и домкраты. Они имеют самое разное устройство, иногда довольно сложные конструкции, используются для стягивания и распора заготовок в процессе сварки.

Механизированные стенды

При сварке много времени уходит на подготовительные работы. В этих условиях роль устройств механизации не менее важна, чем сама сварка. Зачастую она вообще незаменима.

Использование стендов, стеллажей и плит позволяет прочно крепить заготовки. Изделие предварительно собирают, и затем уже фиксируется на стенде в требуемой позиции. Стенды часто используют при сварке габаритных, плоских деталей, которые фиксируют электромагнитами или другими прижимами.

Кантователи

Для поворота крупногабаритных конструкций применяют так называемые кантователи. Они бывают роликового и цевочного типа, рычажные, центровые и цепные.

Роликовые приспособления используют для поворота больших цилиндрических конструкций. Они полезны при производстве круговых соединений, имеют несколько роликов: один ведущий, остальные используются без привода.

Во избежание проскальзывания ведущий ролик обеспечивается резиновым бандажом. Для кантования конических деталей применяются соответствующие механизмы. Они имеют несколько пар роликов расположенных под углом друг к другу.

Рычажные кантователи используют при поворотах плоских деталей. Центровые приспособления применяют, когда требуется повернуть изделие на 360 °. Цепные устройства используют при сварке крупных деталей большой длины.

Манипуляторы

Эти устройства приспособлены для поворота свариваемого изделия в процессе работы. Манипулятор может поворачивать деталь в вертикальной и горизонтальной плоскости, делать наклоны под разный угол в горизонтальной плоскости, что обеспечивает получение качественного сварного шва.

Манипуляторы бывают установочные и сварочные. Первые тип приспособлений, их еще называют позиционерами, производит установку заготовки в нужную точку и в требуемом положении, удобном для сборки. Сварочные манипуляторы перемещают изделия по заданной траектории со скоростью, необходимой для производства сварки.

Основными характеристиками манипуляторов является его грузоподъемность, максимально возможные габариты и количество степеней свободы его планшайбы, к которой крепится свариваемая деталь.

На производствах для сварочных работ обычно имеется целый комплекс приспособлений, обеспечивающих установку заготовок в нужной позиции, способных перемещать их по вертикали и горизонтали, вращать.

Дополнительно используются рельсовые пути, тележки и другие приспособления, способствующие ускорению и облегчению процесса сварки. Применяя стандартные, отработанные средства, сварочный процесс происходит значительно быстрее и эффективнее, хотя использование самоделок никогда не вредит этому.

Читайте также: