Автоматизация сварки гидроцилиндров: поставка двух специализированных установок для ООО «БДТ-АГРО»

Промышленная группа ВЕКПРОМ успешно реализовала проект по автоматизации сварочных операций на производстве ООО «БДТ-АГРО». Заказчику были поставлены две специализированные сварочные установки: оборудование для автоматической сварки кольцевых швов гидроцилиндров и отдельная установка для приварки бобышек и штуцеров.

Основной задачей проекта стало повышение производительности участка, обеспечение стабильного качества сварных соединений и снижение зависимости результата от ручного труда сварщика.

Ранее ключевые операции при изготовлении гидроцилиндров требовали значительного участия персонала. При увеличении серийности производства это неизбежно приводит к росту требований к квалификации сварщиков, увеличению продолжительности производственного цикла и разбросу качества от изделия к изделию.

Использование двух специализированных автоматических установок позволило разделить технологические операции и организовать эффективный производственный процесс: одна машина выполняет сварку кольцевых соединений гидроцилиндра, вторая — автоматическую приварку бобышек и штуцеров.

О заказчике

ООО «БДТ-АГРО» — российское машиностроительное предприятие, специализирующееся на разработке и производстве сельскохозяйственной почвообрабатывающей техники. Сегодня группа компаний выпускает более 500 моделей оборудования, включая дисковые бороны, культиваторы, комбинированные орудия, плуги и специализированную технику для садов и виноградников.

Предприятие отличается высоким уровнем локализации производства. По информации компании, значительная часть комплектующих и металлоконструкций изготавливается на собственных производственных мощностях, а средний уровень локализации превышает 85%.

Для такого производства особенно важна возможность самостоятельно изготавливать ответственные узлы сельскохозяйственных машин, в том числе гидравлические компоненты, обеспечивая стабильность характеристик и контролируя качество на каждом этапе.

Именно необходимость увеличения объёмов выпуска стала причиной обращения предприятия в ВЕКПРОМ.

Задача: автоматизировать основные сварочные операции при производстве гидроцилиндров

Гидроцилиндр представляет собой ответственное изделие, к качеству сварных соединений которого предъявляются повышенные требования.

При его изготовлении необходимо обеспечить герметичность соединения гильзы с крышкой, стабильное проплавление по всей окружности и качественную приварку присоединительных элементов гидравлической системы.

Перед специалистами ВЕКПРОМ была поставлена задача автоматизировать сварку гидроцилиндров длиной до 3000 мм и диаметром до 350 мм. В исходной конфигурации проекта требовалось выполнять сварку крышки гидроцилиндра и приварку бонки — технологической бобышки для последующего подключения гидравлической арматуры.

Установка для автоматической сварки кольцевых швов гидроцилиндров

Первая установка предназначена для автоматизации кольцевой сварки элементов гидроцилиндра — прежде всего соединения крышки с гильзой.

Во время сварочного цикла изделие устанавливается в оснастку и приводится во вращение с заданной скоростью. Сварочная горелка занимает рассчитанное положение относительно стыка, после чего кольцевой шов выполняется автоматически.

Главное преимущество такой схемы заключается в стабильности относительного движения горелки и свариваемой детали.

При ручной сварке оператор должен одновременно контролировать положение горелки, скорость движения, длину дуги, угол наклона и формирование сварочной ванны. При автоматизации эти параметры задаются оборудованием и сохраняются на протяжении всего оборота изделия.

В зависимости от технологической задачи сварка может выполняться как без поперечных перемещений горелки, так и с колебаниями сварочной горелки. Такая возможность предусмотрена в реализованном решении ВЕКПРОМ.

Колебания позволяют управлять шириной сварочной ванны, формированием валика и проплавлением боковых стенок соединения. Это особенно важно при сварке соединений с разделкой кромок или при необходимости формирования более широкого шва.

Почему автоматическая кольцевая сварка эффективна при производстве гидроцилиндров

Для серийного производства автоматизация даёт сразу несколько преимуществ:

• стабильную скорость вращения изделия и сварки;
• повторяемость геометрии шва;
• равномерное тепловложение по всей окружности;
• уменьшение зависимости качества от квалификации оператора;
• возможность сохранения и повторного использования отработанных режимов;
• сокращение времени сварочного цикла;
• более предсказуемое качество при переходе от одного изделия к следующему;
• повышение общей производительности сварочного участка.

Особенно заметен эффект при выпуске серий однотипных гидроцилиндров: после настройки технологического режима оператору не требуется заново вручную воспроизводить параметры на каждой детали.

Отдельная установка для автоматической приварки бобышек и штуцеров

Вторая поставленная машина предназначена для другой ответственной операции — автоматической приварки бобышек, бонок и штуцеров к корпусу гидроцилиндра.

На первый взгляд эта операция может казаться проще кольцевой сварки крышки. На практике траектория движения горелки здесь сложнее.

Бобышка устанавливается на цилиндрическую поверхность. Поэтому сварочная горелка должна перемещаться по пространственной траектории вокруг соединяемого элемента, сохраняя правильное положение относительно линии стыка.

Геометрия траектории меняется в зависимости от диаметра корпуса гидроцилиндра и размеров самой бобышки.

Именно поэтому для данной операции была использована специализированная автоматическая установка с программным управлением.

В реализованном проекте программное обеспечение учитывает диаметр гидроцилиндра и размер привариваемого штуцера, после чего оборудование автоматически выполняет сварочный цикл по требуемой траектории.

Это принципиально отличает специализированную установку от простой механизированной сварочной каретки: система управляет не только скоростью сварки, но и пространственным положением сварочной горелки относительно изделия.

Стабильность сварки сложного пространственного соединения

При ручной приварке бобышки сварщик вынужден непрерывно изменять положение горелки по мере обхода соединения. Угол наклона, расстояние до изделия и скорость движения постоянно меняются.

Автоматизированная система выполняет эти перемещения программно.

В результате можно добиться более стабильного формирования сварного соединения по всему периметру, уменьшить количество исправлений и повысить повторяемость процесса.

Для производителя серийной сельскохозяйственной техники это особенно важно: гидравлические компоненты должны изготавливаться с прогнозируемым качеством независимо от смены, оператора и количества деталей в партии.

Сварочные источники AOTAI

В состав поставленного оборудования вошли профессиональные сварочные источники AOTAI. Именно эта марка использовалась при реализации данного проекта.

Сварочный источник является важной частью автоматизированного комплекса: механика обеспечивает точное движение горелки и изделия, а источник должен поддерживать стабильные электрические параметры дуги на протяжении всего цикла.

При автоматизации эти системы работают совместно, превращая отдельные операции в единый технологический процесс.

В этом и заключается одно из ключевых отличий профессиональной автоматизации от простой механизации: результат определяется не отдельным сварочным аппаратом или вращателем, а согласованной работой источника, приводов, системы позиционирования, оснастки и программного управления.

Более эффективный производственный процесс

Использование двух специализированных установок позволило разделить производство на технологические операции.

На одном рабочем месте выполняются кольцевые соединения гидроцилиндров, на другом — приварка бобышек и штуцеров.

Такое решение помогает исключить постоянную переналадку одной универсальной машины и позволяет организовать параллельную обработку деталей.

Пока на одной установке выполняется кольцевая сварка корпуса гидроцилиндра, другая может работать со следующей заготовкой или выполнять приварку присоединительных элементов.

Именно сочетание автоматического режима сварки и использования двух отдельных установок позволило существенно повысить производительность участка и стабильность качества сварных соединений. Этот результат также зафиксирован в первоначальном описании реализованного проекта.

Результат проекта

В результате ООО «БДТ-АГРО» получило специализированный комплект оборудования, автоматизирующий две важнейшие сварочные операции при изготовлении гидроцилиндров.

Проект позволил повысить повторяемость сварочных процессов, уменьшить влияние человеческого фактора и создать основу для дальнейшего увеличения объёмов собственного производства гидравлических компонентов.

Особенно важно, что оборудование было подобрано не как универсальный комплекс «для любых задач», а исходя из конкретной технологии предприятия.

Одна установка оптимизирована под кольцевые сварные соединения, вторая — под приварку бобышек и штуцеров по сложной пространственной траектории.

Именно такой подход позволяет получать максимальный эффект от автоматизации.

ВЕКПРОМ — комплексная автоматизация производства гидроцилиндров

Промышленная группа ВЕКПРОМ специализируется на подборе и внедрении оборудования для автоматизации сварочных процессов.

В каталоге компании отдельно представлены решения для сварки гидроцилиндров, трубных узлов, кольцевых и продольных швов, приварки фланцев, штуцеров и патрубков, а также другие специализированные системы автоматизации.

При реализации проекта специалисты учитывают не только размеры изделия. Анализируются тип соединения, материал, толщина стенки, конструкция сварного узла, производительность, требуемая степень автоматизации и существующая организация производства заказчика.

Поэтому задача ВЕКПРОМ — не просто поставить сварочную машину, а предложить работоспособное технологическое решение под конкретное производство.

Проект для ООО «БДТ-АГРО» хорошо демонстрирует этот подход: две разные сварочные операции были разделены между двумя специализированными установками, что позволило повысить эффективность производства и обеспечить стабильное качество сварных соединений.

ВЕКПРОМ продолжает развивать направление автоматизации сварки и готов реализовывать проекты как для отдельных операций, так и для комплексного оснащения участков производства гидроцилиндров — от подготовки деталей и позиционирования до автоматической сварки основных соединений.