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2020年艾美特焊接自动化研发成果报告

来源:
2021/02/06 17:02
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    2020年初,新冠疫情突然爆发,国内各地纷纷按下暂停键,而此时正是艾美特焊接自动化生产重心南迁的关键时期。新进员工需要培训与磨练、生产场地需要规划整理、外协供应商需要重新寻找和培训、疫情期间员工工作状态不稳定等因素,给艾美特管理团队和核心骨干带来了巨大压力。在中国航天、中航发、中航工业、中核集团、中国兵器等新老用户的支持下,艾美特变压力为动力,克服各种困难,及时交付各种高质量焊接装备。不断调整队形适应市场和技术发展需要,坚定 “研发创新”、“敢为人先”的精神,提升公司核心竞争力。在这里向各位关心“艾美特焊接自动化”的朋友们汇报一下,2020年艾美特焊接自动化的研发成果:

 

 一、DT数字化智能焊接控制系统,迅速获得用户的青睐

         艾美特于2018年成功研发新一代数字化智能集中控制系统,型号为DT,取名于Digital Technologies。经过2019年的用户体验和推广, 2020年持续获得用户的认可。带有DT控制器的焊接系统,销售总量突破70套,用户主要为中国航天、中国航空、中航发、中核工业等需要高质量焊接的企业。艾美特拥有对DT数字化智能集中控制系统的全部知识产权,实现了高端焊接控制能力的国内自主自有。

                                                                                                       DT数字化智能焊接控制系统

         除了DT智能集中控制系统自身的硬件、操作系统和各种应用软件外,艾美特已经完成了与之协同工作的自动电弧电压跟踪系统、自动精密送丝系统(含推拉丝功能)、高精度热丝系统、自动机械摆动系统、自动电磁摆动系统、气体流量闭环反馈控制系统、焊接电流精密控制系统、各种焊接动作的精密控制系统(含多轴CNC控制能力)等软硬件,并开发了与国际著名焊接电源厂家的数字化控制接口,比如美国米勒电气、美国林肯电气、奥地利福尼斯、芬兰肯比等,能够对各种TIG、MIG、SAW、PAW、P+T复合、多丝埋弧、激光及激光MIG复合等多种焊接工艺参数和过程实行精细化协同控制。

        为了实现高质量焊接所需数字化集中控制系统不再依赖进口,艾美特火力全开。

 

二、超大型高精度P+T纵缝焊接系统的成功研制与应用

       在疫情最严重的春节期间,艾美特在严格遵守国家抗疫要求的同时,仅用4个月时间,完成了三台12.5米超大型纵缝焊接系统及其物流系统的设计、生产、集成测试和交付,为国家重点工程项目建设提供了核心装备保证。

                                                                                                             12.5米大型P+T设备

                                                                                                           P+T纵缝焊接效果

在此之前,艾美特做过最大的重型纵缝焊接系统是出口美国的LSWI-7950,总的焊接行程为8100 mm。而2020年初接手的12.5米超大型纵缝实际焊接行程接近13米,琴键与衬套之间的总压力达到86吨。艾美特充分考虑各种可能的风险,谨慎规划、设计和验证所有的细节,做到了第一次设计和生产,即保证了特大型纵缝的成功。采用P+T复合焊接工艺,实现6 mm、8 mm不锈钢不开坡口、单面焊双面成型,焊接质量稳定性、变形控制效果、焊接生产效率受到用户的称赞。经过半年多来高强度焊接生产,设备各项功能稳定,也充分证明艾美特非标设计能力和焊接系统集成能力的可信可靠度。艾美特掌握着该超大型高精度P+T纵缝焊接系统的结构设计、琴键悬挂、液压升降芯轴、水冷成型衬套、数字化智能集中控制(含电源、电弧高度、电磁摆动、送丝、气体流量)、数字化摄像监视、机动上下料与对中等全套核心技术,处于国内外先进水平。

        在2020年后半年,艾美特还成功研发了一套LSWI-9150大型P+T纵缝焊接系统,并顺利交付使用。自此,国内用户不再需要采购供货期动则六个月以上、设备和备件价格昂贵、售后服务无保障、缺乏数字化智能集中控制能力的国外同类装备。

 

三、大型真空辅助充氩焊接舱,首次在国内实现人机进舱的协同制造模式

        钛合金结构件的焊接生产,因实现局部保护困难,或者局部保护方式下生产效率低下的原因,采用真空辅助充氩舱实现舱内自动化焊接,或者舱外人工焊接,是艾美特在国内大量推广应用的典型装备之一。而钛合金大型复杂结构的焊接生产,由于其焊缝结构复杂性、焊接填充量大,使得防止焊缝吸氢、氧化和氮化的工作极为困难,焊接生产效率极为低下,实现机器人、自动化焊接装备和操作人员在真空辅助充氩舱内协同生产,是解决其焊接质量和效率的关键选项之一。但这类装备以前仅在俄罗斯和美国有,各种技术资料和参考文献也很少提及,国外基本不对国内提供装备。

          

                                                                                                          大型真空充氩舱

        艾美特与国内相关核心企业合作,通过接近2年多的实践和不断改进,成功突破了大型真空辅助充氩舱功能与结构、机器人过渡舱功能与结构、进舱人员过渡舱功能与结构、进舱人员呼吸系统、进舱人员生命保障系统、舱内气氛控制系统、手工热丝TIG焊、舱内外实时通讯、密闭服结构与防漏设计、密闭服压力平衡控制等等十多项核心技术与装备,实现焊接机器人和操作人员进入纯氩环境、高效完成大型钛合金结构件的协同生产。

        提高设备智能化水平和进舱人员安全保障,是项目的重中之重。该舱采用了15种57套传感器,确保系统各部分状态的实时感知,以便配合艾美特为之研发的系统智能控制系统,实现整个真空辅助充氩焊接舱的实时、高效、精确控制。

      大型真空辅助、人机协同充氩焊接舱的成功研发,是多学科技术融合创新的典型案例,填补了我国在这一领域的技术和装备的空白,可以解决航空航天、军事工业、化工行业的各种复杂钛合金结构件的焊接难题。该系统有十多项国防和普通发明专利支持,并于2020年底投入试生产。

 

四、发动机叶片堆焊设备研发成功

        长期以来,国外某些企业一直占据着航空发动机叶片的修复市场,面对缺陷或者疲劳层判断与清除、堆焊材料、堆焊工艺、堆焊装备、焊后热处理、焊后表面处理、新叶片预设耐磨区等层层技术壁垒,我国还没有突围成功、执掌牛耳的企业。艾美特在与中航发某企业的合作中,对在叶片表面堆焊硬质合金的应用,从焊接工艺和装备等熟悉的领域,进行了有益的尝试,取得了较为宝贵的技术积累。

                                                                                            艾美特DT数字化智能控制系统的柔性机器人

                                                                                                      “一脉一滴”

         发动机叶片堆焊系统充分利用艾美特DT数字化智能控制系统的柔性机器人控制能力和焊接参数协同控制能力。通过控制KUKA机械臂实现焊接过程的动作路径规划、电弧高度控制、摆动动作控制,允许实时干预堆焊路径。同时,通过DT协同焊接电流、电弧高度控制、送丝脉冲(送进/回抽脉冲)、焊接动作,实现“一脉一滴”的方式精确控制堆焊厚度,同时精确控制每一个脉冲的热输入,既保证焊丝与母材之间的熔合,又能控制堆焊材料的结晶速度,防止产生热裂纹。该堆焊设备已经于2020年11月份完成预验收,正在等用户场地具备条件后安装交付。

 

五、智能焊接生产线的规划与实施

        响应国家推进“智能制造”的号召,2020年艾美特团队协助用户完成以钣金、焊接为主要工艺手段的智能生产线方案9个,涉及箱体、罐体、弹体、压力容器、管道、大型结构件等制造领域。

       艾美特团队充分利用自身在钣金、焊接、物流、控制、信息化等方面的技术优势,结合用户的生产实际,帮助用户从产品结构设计、焊缝结构设计、尺寸链建设、质量控制、效率控制、生产管理规则等多个方面,建立自动化、数字化、信息化和智能化方案,并积极参与项目实施和过程控制。

 

       经过16年多的持续发展,创新驱动已经成为艾美特团队的核心意识,更多的研发规划已经写入2021年的目标任务中。通过不断学习,不断引进新鲜血液,大胆设想、谨慎验证,艾美特将以机械、电气、传感、闭环控制算法、焊接工艺研究、信息化等多学科融合研发为主绳,围绕焊接设备、工装、工艺、控制、信息化、自动化产线等方面不断推陈出新,攀登焊接自动化、数字化、信息化和智能化工程技术高峰,为用户提供专业服务。

       最后,衷心祝各位关心与支持“艾美特焊接自动化”的朋友们身体健康,新春快乐! 

                   

艾美特焊接自动化技术(北京)有限公司

2021年2月6日

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