FICEP菲赛普自动化钢结构加工设备概述(PDF 17页).docx

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FICEP菲赛普自动化钢结构加工设备
意大利菲赛普公司成产于1930年,是全球钢结构二次加工生产线技术最为先进、规模最大的行业领导者。公司于上世纪90年代初即进入中国市场,直至90年代后期,菲赛普自动冲剪生产线一直是中国铁塔行业的标志性装备。2000年初开始进入中国钢结构加工市场,早期客户多为大型国有钢构制造企业,如江南重工、上海宝冶、马钢钢构、中铁十八局等。2003年后,随着菲赛普香港有限公司的成立,并在国内开设办事处和售后服务中心,菲赛普在中国的业务有了根本性的转变。近年来,菲赛普设备成为行业内进口设备的主流,2010年至今,已经在中国市场售出近80台先进数控设备,客户包括中建钢构天津公司、中建钢构成都公司、中建南京化工装备有限公司、武船集团、ft东齐星集团、鲁能泰ft、中泰桥梁、宝钢钢构、宁大重工、松尾钢构、文汇钢业等一大批国内知名企业。菲赛普在中国市场的成功,得益于设备的先进性和自成一体的售后服务。
在全球劳动力成本越来越高,智能制造技术的不断发展的背景下,,从1988年成功安装第一条自动化线至今,FICEP在全球钢结构智能制造工厂拥有绝对的优势地位。最近FICEP成功交付了:英国上市公司PARKSTEEL在肖汉的全自动化钢构制造工厂,在这个智能化工厂里,FICEP运用独有的钢结构项目管理软件PLM从TEKLA模型无缝、自动导入所有的加工、装配、几何信息并通过自动化的物流系统将16台菲赛普数控机床串联在一些,实现了4个人年产10万吨钢构的钢构制造智能化工厂。
由于中国经济增速放缓常态化,劳动力成本不断上升,钢结构行业竞争加剧,必然导致钢结构制造业的洗牌。毫无疑问,谁首先提高了生产效率、降低了成本、摆脱了劳动密集型的传统生产模式,谁必将是钢结构行业大洗牌后的赢家。
如何选择自动化设备?
首先要根据企业的实际情况(生产规模、管理水平、资金实力、市场前景、员工素质等)来定位,决定所要达到的自动化层度。
分析企业自身针对的主要市场(轻钢、重钢、高层、场馆、工业钢结构等),回顾企业的生产历史,从中找到主要的产品和市场定位。在此基础上设计最合理的工艺布局。同一条生产线,对于不同的项目,其工作效率是不一样的。没有最好的布局,只有最合理的布局。
抓住实现生产自动化的三个关键,即:加工环节和物流过程的自动化,以及信息管理智能化。
建议贵公司考虑以下设备:
立式自动型钢焊接线,与传统焊接线相比,具有如下显著优势:
采用焊接、校正一体方案,车间占地面积减少8倍
双线仅需3个操作工人
中间物流无需人工介入
同一条生产线可加工箱型梁和十字梁、20度变截面梁、拱形梁
采用同步对称焊接,可获得更高的焊接质量
自动控制系统,使焊接工艺达到标准化
钻、锯组合生产单元:用一个数控系统,控制上料、钻孔、锯切、出料等全部生产过程。这种模式具有如下显著的优点:
占地面积比传统布局少三分之一以上
只需一个操作工人
减少三分之一的料道投资
从上料到出料一次定位,加工精度高
不受料道间距限制,加工短工件(牛腿)特别方便
采用高速钻、高速锯,使二机相互等待时间大为降低。考虑到物流过程无需人工介入,此生产单元可以达到很高的效率
火焰锁口机:
此设备在欧美钢构制造业很普及,主要用于在型钢端头加工坡口以及切出各种复杂图形。菲赛普型钢锁口机采用自主设计的机械手,具有火焰和等离子二种加工手段,等离子割炬和氧气割炬装在同一个关节上,可根据工艺要求自动快速切换,在满足工艺要求的同时,极大提高工作效率和切割质量。传统锁口机在加工前的型钢位置探测上花费很长时间,菲赛普锁口机可配置激光探测装置,整体工效提高30%以上。
火焰锁口机目前在国内钢结构行业利用率并不高,这主要是因为结构设计的规范和欧美有所不同。企业在选购此类设备时应考虑自己的市场定位,以免后期设备闲置。
钢板加工中心:菲赛普钢板加工中心系列庞大,用户有很大的选择余地。建议贵公司考虑新型的龙门移动式钻铣和热切割一体机。这种设备的优点在于:
灵活使用:不必拘泥于大规格板材,工作台上可同时摆放不同规格的板材,甚至切割余料。不必考虑被加工板材的重量和长度限制
材料利用率提高:没有机加工和切割死角,更易采用共边切割模式
加工效率高:动力头在龙门上高速移动定位
产品覆盖范围广:动力头在龙门架上具有二次行程,可精确的进行钻、铣、镗、攻牙、倒角、划线等机加工,基本具备所有中厚板加工手段。
节约场地(约为传统设备的一半)
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项目生命周期管理软件PLM:提高自动化设备的利用率必须依靠智能化的管理软件。强壮的身体必须配上智慧的头脑才是真正的巨人。PLM软件的主要任务是:
模型导入:再复杂的模型,只需一个点击,模型内几何、装配、工艺等等的所有信息全部囊括在一个文件夹内。导入的资料以构件为骨干,按树状结构层层细分,便于用户管理零件加工和构件装配。
项目管理:项目用工、用材统计一目了然,采购清单自动生成,自动单项目或多合同型材及板材套料,帮用户每年节省几个百分点的材料轻而易举。可编辑和修改相关图纸,自动编制和发送数控程序。…
生产管理:根据用户的装备能力,自动编制工艺路径,安排各机台工作任务。自动检查图纸要求的可操作性,系统能提示现有装备不能满足图纸要求,用户可据此修改工艺或设计。生产数据实时反馈,生产管理部门时刻掌握生产进度,对出现的状况及时跟踪调度。生产数据也可进一步反馈到模型,公司高层和业主都能随时了解项目进度。这也是将企业融入BIM流的必要环节。
可实现产品全面跟踪:不仅在生产环节,而且在售后环节,每个构件都能够追根溯源。今年将实施的欧盟EN1090规范要求出厂钢构产品能够追踪到生产数据。
自动化生产设备和管理软件上去后,必将使企业面貌焕然一新:
生产效率提高的同时,用工数量和场地占用减少。
加工质量提高。自动化设备加工出来的产品精度高,品质统一,出错概率低。
降低生产成本:除了人力资源开支降低,单位面积产值提高之外,通过科学套料和排产,可大大提高材料利用率,减少废品,取得额外的效益。
自动化设备提高了企业产能,缩短交货期,加快资金流转。
CORIMPEX双线自动焊接线
FICEP二次加工自动化线
提升企业形象及品牌影响力,增强客户信心,更容易获得海内外订单。FICEP推荐自动化线设备总体布置图
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Corimpex垂直自动焊接线分析
CORIMPEXTWINBEAMWELDINGLINETYPEBWM-TC-HD-2500-1000
CORIMPEX双线自动焊接线型号:BWM-TC-HD-2500-1000
(Workshopspacerequired:around70mx12mandjust3/4operatorsarerequired)(车间占地约70*12m3~4操作工)
Productivitycalculation:产量计算
Basedonthedatayoukindlygavetous,wedefineanHprofilesize500x300x8x15with16mbeamlengthasfollows:
根据您提供的数据,我们以16米长的500x300x8x15为例
profile:型钢
Weight/meter: 重量/米 100kg/m;
Length: 长度 16米
Weldingfilletsize:焊缝尺寸5x5mmTotalWeight:100x16=1600kg=1,6tons;单支构件重量
Consideringaweldingspeedabout1,3m/mintheSubArcprocesscanguaranteethe5x5weldingfilletsizeinonepassinabout12minutes;consideringthantheusualnecessarytimeforloadingthepiecesonthein-feedconveyorofCorimpexline,timeforcentering&tacking,machinesettingtimeandtiltingtimeontheout-feedconveyorwehavetoaddtherelevanttimewhichcanbeeasilycalculateconsideringthefactthatwithCorimpexautomaticsolutionthearctimefactorwillbe0,7;thismeansthat
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thematerialhandlingtimeisjustthe30%oftheoverallproductiontime;sothetotaltimetomakethisprofilewillbeabout12min/0,7=17min;consideringthatwearespeakingaboutatwinline(twoweldinglines),thistimerepresentalsothetimetomakeanHprofile.
,单道焊接可以保证焊缝尺寸达到5x5mm,16米长约12分钟焊完。另外我们需考虑上、下料,对中、一次点焊、参数设定、T形翻转等相关时间,,这意味着以上所有辅助时间占整个生产时间的30%。因此,生产这支16米长时构件总时间为12分/=17分钟。由于我们讨论的是双线(二条焊接线组成)焊接线,这意味着17分钟内Corimpex完成一根H型钢的焊接。
Consideringaworkshopwitchworkon1shift10hours,thedailyworkingtimeis:10x60=600minutes/:Nb=600/17=35beams
Sothedailyamountoftonsperdaywillbe:
Td=1,6tonsx35=56tons/day
SoinoneMonth(about25workingdays)youcanestimateaproductivityofabout:Tm=56tonsx25days=1400tons/month.
假设每天单班10小时工作制,每天的工作时间为10*60=600分钟,因此每天可生产构件600/17=35支,*35=56吨/天,
因此: 月产量(25个工作日)为: 56吨/天*25=1400吨/月双线自动焊接线布局图1:
Note:AnyhowTheproductivityisalsorelatedtobuyerefficiencyonmachineLoadingandUnloading(materialhandling)andstripesavailableatStocketc…
注:产量与车间将直条装上辊道及下料的效率及直条的供应情况有关
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GANTRYBEAMWELDINGSOLUTIONwithBeamsat45°position.
国内传统的45°门型焊接线
Productivitycalculation:
生产效率计算
BasedonthesamesampleHprofilewhichweconsideredonthepreviousproductivityreport,,&-tackweldbeamsusuallyarepositionedat45degreesandweldingtorchesareingravityposition.
WiththiscalculationwewouldliketoshowyouallthedisadvantageofthisoldersystemcomparetotheCorimpextwinautomaticlines-verticalsolution-notonlyintermsofproductivity,butalsointermsofqualityofthefinalproduct,requiredmanpower,requiredworkshopspace,theneedsoftheuseoftheover-headcranesetc,etc…
以相同的型钢为例,我们来计算传统的国内45°门型焊接生产线的最大生产效率。通常车间会在过道的二边各放置一条门型焊接生产线,每条线包含一台组立机,二台门型焊,一台校正机。这样的生产线是完全分离的,占地约100m*23m,且需16名操作工。这种传统的焊接线需先预点焊后放置成45度角,焊枪利用重力焊接。
下面我们来告诉您这种传统的焊接线相比Corimpex的垂直自动焊接线的缺点,不仅是产量还包括焊接质量、人工、场地及行车的使用等
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国内传统门型焊接线布置图A
安全通道
profile:型钢
Weight/meter:
重量/米
100kg/m;
Length:
长度
16m;
Weldingfilletsize:
焊缝尺寸
5x5mm
TotalWeight:
单支重量
;
WithaGantrysolution,youcanwelda5x5mmweldingfilletsizeinonepassesat1,3m/minspeed.
利用门型焊接,,单道焊接实现5x5mm的焊缝
Requestedtimeforsteelplateassemblingandfullbeam’slengthpre-:
第一根构件的组立、全长点焊时间
Consideringtodothisjobwiththesupportofacenteringandtackingmaching,findbelowthelistofthetimesforthisphase:
下面是组立、点焊工序需要的时间
Timefor16mlengthwebandflangeloadingintothecentering/tackingmachine:
腹板、翼板上料至组立机时间 15min;
Timeforcenteringandpre-tackingonbothbeam’ssides:
对中及点焊时间 15min;
=============================================================
SUBTOTAL需用时30min
ThistimeistoassemblyandtackingofoneTprofileof16mlengthsoforHbeamyouNeedtomakedoubleequalto60minutes.
以上时间是组立、点焊一个16米长的T形构件,因此,°4beamsthetimesbecomedouble:60minx4=240min
由于后面埋弧焊配有二个龙门焊接线,因此至少需要4根H形构件,因此,
时间为 60分*4=240分钟
-tackedbeamstotheweldingstationthroughbridgecrane:
将4根型钢用行车吊至后面二个龙门焊接线上的时间
Timeforbeamtransferringandpositioningat45degreeposition:30min;
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将构件呈45度放置在胎架上用时 30分
(point1+point2=270min 1项+2项 共耗时270分钟)
Weldingtime&beamshandlingtime;Weldingoffirstweldingfillet5x5(1passat1,3m/min)=12min;
焊接时间单道焊接实现5x5mm的焊缝()用时 12分
Sothetotalarctime(consideringthatwehavetodo4weldingfillet)is12x4=49min;
因此整个焊接时间(4条焊缝) 49分
Beamshandlingtime(rotationofthe4beams):10x3x4=120min;
型钢在胎架上的翻转时间(翻转4根型钢) 120分
BeamsUnloadingtime: 20min;
卸料时间
==========================================================
耗时 201分
Flange’sThermaldeformation&requiredfixing/straighteningtime:30mineachflangesototally:30x2x4(beams)=240min.
翼板火焰校正及机械校正时间每个翼板30分钟,共耗时 240分Duetowhatabove,andconsideringthatduringweldingphase,theoperatorsis
pre-tackingnewplatesaswellisstraighteningsomebeams,forthecalculationoftherealproductiontimewedon’thavetoconsidertheadditionofthetackingtime(point1+point2)plustheweldingtime(point3)plusthestraighteningtime(point4)butwehavetoconsiderasimulationofthis4processes。
基于以上,且考虑到在焊接时,可能前面操作工同时在组立、点焊及后道在校正,我
们在计算实际产量时,不能简单将第1项,第2项,第3项及第4项的时间相加,但我们将这4道工序利用时间流程图进行模拟
Withatimeflowdiagram.
Ourflowdiagram(timesimulationofthefourprocessesinvolved)showusthattheproductivityofsuchworkingsolutionIsnotmorethan15beamsperday;
根据我们的模拟(包括4道工序)显示,这样的一个传统的双龙门焊接线的产量每天不超过15根构件
thismeansthatinoneday(1shift10hours)youcanproducethefollowingdailytons:15x1,6tons=24tons/day.
这意味着每天单班(10小时)可以实现产量 15*=24吨SoinoneMonth(about25workingdays)youcanestimateaproductivityofabout:Tm=24tonsx25days=600tons/month.
因此,每月(25个工作日)预计产量 24*25=600吨/月SothetraditionalChineseweldingGantrysolution,comparetotheCorimpextwinautomaticlineshownaproductivityofabout57%lessthantheCorimpexlineone.
因此,传统的门型焊接生产线与CORIMPEX的双线全自动焊接线相比,产量仅为
CORIMPEX的57%,比CORIMPEX的单线自动焊接线也少。
这也意味着一条CORIMPEX的双线自动焊接线可取代国内传统的2条门型焊接线。如上页布置图A所示
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Qualityofthefinalproduct:comparisonbetweenCorimpextwinweldinglineTmasterandGantrysolution.
焊接质量:Corimpex双线自动焊接线与门型焊接线
OneoftheadvantagetoweldtheHbeaminverticalpositionwithCorimpexlineisrelatedtothesteelheatinputrate:withaCorimpexTmasterline,wehavetwoweldinggroups(oneeachwebsideasshowedinthepicture)whichsimultaneouslyweldandinputheatintothesteelplatesinaperfectsymmetricalheatingandthancoolingcondition.
Corimpex垂直焊接线的一个优点是与钢板的温度加热有关,Corimpex有二个焊接单元
(如图:分立于腹板的二侧)同时焊接及对腹板及翼板同时加热且同时冷却。
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Thismethodisveryimportantforthequalityoftheweldingaswellofthefinalproductbecausethethermalstressintothesteel(heatingandthencooling)isabsolutelymuchmoreuniformthanwhatyouhavewithaGantrysolutionwhereyouweldoneweldingfilletpertimewiththetorchesingravitypositionandso,youcaneasilygetanerrorontheorthogonalitybetweenwebandflanges.
这种焊接方法对于焊缝及最终构件的质量相当重要,因为钢材的热应力(加热及冷却)是有完全一致的,而门型焊接由于一次只能焊一道焊缝,因此很容易产生翼板的变形。
Itisalsoimportanttoremembermanyweldingruleswhicharesuggestingtoavoidtooverheatthesteelplatesmorethan200/250C°;.
还有一个重要的焊接原则:应避免对钢材过度加热200/250C°,事实上这种过度加热会改变钢材的金相结构及机械特性,使用门形焊接的方式由于采用重力焊接,很容易产生过度加热的现象。
MoreoverhastobeconsideredthefactthatinCorimpexmachineispresentanintegratedflangepost-.
此外,Corimpex自动焊接线还集成了翼板校正装置,可在焊接的同时对翼板进行校正,这点很重要,因为我们在校正时焊接后钢板还是热的
OntheGantrysolution,you’llhavetocorrecttheflangedeformationinaseparateprocess/stationthroughmechanicalorthermalactiononthebeams:bothsystemaffectnegativelythequalityofthebeamsbecausemanyresidualstressarecreatinginsidetheweldingfilletaswellinthesteelbasematerial;onoursystemthisdoesn’toccurbecausewemechanicallystraighteningtheflangewhenthesteelisstillhot(intemperature).
传统的站型焊接方法,翼板的校正需在另外单独的一台校正机上进行或人工火焰校正。每一种方法对构件的质量都会产生负面影响,因为很多残余应力集中在焊缝及钢材里。而这在Corimpex焊接线上就不会发生,因为我们的机械校正装置在翼板还在热的时候就进行校正了。
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