[Pavel Samofalov]

Встала нестандартная задача по замене сварщиков роботами на производстве контейнеров "мультилифт" с типоразмерами по DIN 30722.
Контейнера собираются из предварительно собранных на прихватках узлов. После чего их надо обварить. Для избежания деформаций вследствие неравномерного нагрева, необходимо максимально снизить нагрев изделия при сваривании рёбер жёсткости, для этого необходимо увеличение скорости сварки за счёт метода сварки сверху вниз. В настоящий момент обварка рёбер выполняется вручную методом MIG, два сварщика работают параллельно с двух сторон (у каждого свой борт). Люди не могут выдержать требуемый темп работы, производительность недостаточно высокая, а неравномерность или остановка процесса ведёт к деформациям, исправление которых создаёт дополнительную трудоёмкость.
Контейнеры имеют широкий диапазон типоразмеров. Могут быть длинной от 4500 до 7500. Высота борта от 800 до 2500. Модель контейнера (иллюстрация):

Вопросы:
Есть ли у кого-то опыт роботизации сварки сверху вниз? Это надо для обоснования начала работы над проектом, просто сказать, что там-то уже реализована роботизированная сварка сверху вниз, это значительно упростит принятие решения.
И ещё один вопрос, уважаемые специалисты – какой метод программирования наиболее рационально на ваш взгляд применять для роботов такого назначения?

[Ljo]

Я может не в курсе новых веяний, но вертикальную роботизированную сварку как раз стараются заменить на горизонтальную. Посмотрите в ютубе компанию Cloos, а скорость увеличивают за счёт тандемной сварки (о самой тандемной тут https://www.youtube.com/watch?v=4ESGBeYU3ck), например, на практике https://www.youtube.com/watch?v=sffp7mXdthk видно, как обваривают задний борт мусоровоза компании Faun.
Я бывал на производствах Италии, Франции и Германии за последние года достаточно много, но такого зверя "роботизированной сварки сверху вниз" не видел, может просветите о плюсах?

[Pavel Samofalov]

Конечно знаком, это уже не новые веяния, вполне стандартные технологии. Я и начал с того, что задача нестандартная под конкретный продукт. Плюсы: снижение термического влияния на геометрию, значительно более высокая скорость сварки и снижение энергозатрат. Контейнеры "мультилифт" с типоразмерами по DIN 30722 - это дешевые простые расходники в ТБО, цена для рентабельности их производства имеет большое значение. Сейчас, у конкретного клиента вышеуказанные операции выполняются вручную и по результатам технико-экономических изысканий это было определено как самое слабое место, причина - человеческий фактор, люди просто не могут работать в таком темпе. Вот и возникла идея, ботанизировать часть процессов, но при этом оставить технологию производства без изменений.
Попробовал роботизированную сварку сверху вниз с программированием методом PTP, в принципе выяснил, что это возможно. Если прихвати не ставить сильно большие.

[Ljo]

Ну-с, как стандартные... для России это всё же дорогие вещи, это надо иметь уверенность в завтрашнем дне и годовую волатильность не более 20% в параметрах бизнес-проекта. Это же надо набрать объём соответствующий.
В вашем случае советовал бы от прихваток отходить за счёт внесения в листовые детали соединения типа шип-проём, а не на прихватках собирать. Правда, для этого нужна конструкторская проработка всего диапазона типоразмеров.
А по теме стравливайте дилеров соответствующего оборудования между собой. Они друг у друга всякие минусы лучше знают.

[Pavel Samofalov]

Да, относительно предприятий РФ, действительно не всегда расчёты дают положительный результат внедрения подобных технологий, с этим мне тоже приходилось сталкиваться.

Сообщение от Ljo В вашем случае советовал бы от прихваток отходить за счёт внесения в листовые детали соединения типа шип-проём, а не на прихватках собирать

Рассматривал такой вариант, но для этого вида продукции - экономически нецелесообразно. Самая дешёвая разделительная операция - рубка на гильотине. Задача которую поставил заказчик - максимальное снижение издержек.

[ak762]

посмотрев ролики по тандемной сварке, где в замедленной скорости показано как осаждается капля металла электрода при каждом дугово разряде, я так понял при сварке сверху вниз вы хотите обогнать скоростью сварки гравитационное ускорение капли металла, а это вообще реально при современном развитии сварочных технологий?

[Pavel Samofalov]

Сообщение от ak762 посмотрев ролики по тандемной сварке, где в замедленной скорости показано как осаждается капля металла электрода при каждом дугово разряде, я так понял при сварке сверху вниз вы хотите обогнать скоростью сварки гравитационное ускорение капли металла, а это вообще реально при современном развитии сварочных технологий?

При сварке сверху вниз метал стекает, провар минимальный, скорость значительно возрастает. Сварка некачественная, но для данного вида изделий подходит оптимально. При сварке снизу в верх, для формирования катета шва необходима опорная площадка для поддерживания расплавленного металла снизу, это значительно снижает скорость сварки по сравнению с режимом сверху вниз.

[Pavel_V]

Я, конечно, не гинеколог, но посмотреть могу...
У нас для горизонтальной сварки стоят сварочные колонны ESAB, которые варят в линию горизонтальные швы. Не вижу никаких препятствий развернуть движущуюся часть колонны в вертикальное положение. Т.е. как я вижу: Две тележки по сторонам от контейнера, на каждой тележке инвертор с вертикальной рельсой. Подкатил рабочий тележку, нажал кнопку - вжик сварочная головка проехала сверху вниз. Подкатил дальше. В это время по второй стороне другой рабочий делает то же самое.
Если ребра одинаковые, то на каждой рельсе можно ставить по две головки и варить с обоих сторон ребра. Скорость должна получиться фантастическая.

[Pavel Samofalov]

Pavel_V, Этот вариант тоже рассматривается. Но требует изменения технологии сборки, сейчас точность позиционирования рёбер жёсткости оставляет желать лучшего. Есть идеи разработать кондуктор на один типоразмер и поэкспериментировать. Вообще, качество сборки отвратительное, заказов много и скорость постоянно наращивается в ущерб качеству. На каждом втором контейнере заклинивает створки дверей, приходится рихтовать.

[Pavel_V]

Может тогда делать ребра жесткости такие в разрезе: _П_
и прилегающие к контейнеру плоские части приваривать контактной сваркой - скорость будет космическая.

[Pavel Samofalov]

Сообщение от Pavel_V Может тогда делать ребра жесткости такие в разрезе: _П_ и прилегающие к контейнеру плоские части приваривать контактной сваркой - скорость будет космическая.

Тоже рассматривал ))) Себестоимость + 90 евро возрастает на маленьких контейнерах. Трудоёмкость увеличивается, гибки становится в два раза больше + увеличение материалоёмкости. Это без учёта капитальных вложений в стапель и сварочное оборудование.

[Ljo]

Сообщение от Pavel Samofalov Рассматривал такой вариант, но для этого вида продукции - экономически нецелесообразно. Самая дешёвая разделительная операция - рубка на гильотине. Задача которую поставил заказчик - максимальное снижение издержек.

Пожалуйста вначале выберите два фактора из трёх: быстро, качественно, дешево. Если вы хотите быстро и дешево, то о качестве можете забыть. Если хотите быстро и качественно, то будет не самым дешёвым вариантом.

[Pavel_V]

Сообщение от Pavel Samofalov Pavel_V, Этот вариант тоже рассматривается. Но требует изменения технологии сборки, сейчас точность позиционирования рёбер жёсткости оставляет желать лучшего. Есть идеи разработать кондуктор на один типоразмер и поэкспериментировать. Вообще, качество сборки отвратительное, заказов много и скорость постоянно наращивается в ущерб качеству. На каждом втором контейнере заклинивает створки дверей, приходится рихтовать.

Сделать с концов рельсы упоры, упирающиеся в ребра, т.е. Получается самонастраивающаяся рельса в некоем небольшом диапазоне отклонений по вертикали, сама устанавливающая одинаковый зазор по всей длине между местом шва и сварочной головкой.

[Pavel Samofalov]

Ljo, всё верно, о качестве заказчик совсем не думает. Но это его право и переубеждать его в этом нет смысла для меня. Ему лучше знать - это его бизнес.
Pavel_V, Спасибо, подали отличную идею. Надо попробовать.

[D12]

Вам верно ответили выше, сделать вращающий механизм, я много работал с роботами немецкой компании Cloos, видел как их роботы варят рамы и кузова Белазов, все швы горизонтальные, кузов или рама как "гриль" вращается на специальном приспособлении.

[Pavel Samofalov]

Сообщение от D12 Вам верно ответили выше, сделать вращающий механизм, я много работал с роботами немецкой компании Cloos, видел как их роботы варят рамы и кузова Белазов, все швы горизонтальные, кузов или рама как "гриль" вращается на специальном приспособлении.

Это было бы верно, если бы задача соответствовала ответам. То, о чём вы говорите, это реализовано на многих предприятиях уже давно, технология вполне уже стандартная и неоднократно реализованная. У сотни интеграторов есть свои отработанные решения, вот например:

Но подобные технические решения обходятся от 400 000 евро. Любое коммерческое предприятие ориентированно прежде всего на получение коммерческой прибыли, следовательно вопрос экономической целесообразности - это вопрос первостепенной важности. По результатом ТЭО было определено, что возрастание кредитной нагрузки до такого уровня приведёт к увеличению издержек на конкретном предприятии.
В данном случае заказчик ставит задачу максимальных сократить издержки при минимальных инвестициях. Определено, что наибольшие проблемы составляет именно эти операции. Это слабое место надо расшить заменив сварщиков которые выполняют синхронизировано сварку сверху вниз на роботов.

P.S.

Cloos - это мои кумиры, с этим интегратором настолько приятно работать, это не просто работа, а эффективный акт интеллектуального взаимообогащения.