Роботизированная сварка металлоконструкций

Промышленные предприятия России доверяют компании «НИИПК РОБОДРОИД», так как все предлагаемые решения проходят тщательную инженерно-технологическую проработку.

Проекты по автоматизации сварочного производства и внедрению роботизированных сварочных комплексов (РТК), разрабатываемые инженерами «НИИПК РОБОДРОИД», позволяют заказчикам получить готовое решение, направленное на ускорение производственных процессов, повышение качества выпускаемой продукции, снижение физической нагрузки на персонал и повышение общей безопасности труда.

Комплексные решения «НИИПК РОБОДРОИД»

Ярким примером служит проект по внедрению технологии роботизированной сварки, выполненный для нового заказчика — предприятия по производству опорных металлоконструкций для железнодорожных цистерн.

Компания «РОБОДРОИД» предложила комплексное решение, включающее:

• отработку технологических процессов роботизированной сварки;
• разработку автоматических кондукторных систем для ускорения сборочно-сварочных работ;
• интеграцию оборудования и обучение персонала заказчика.

Специфика сварочных коботов: почему не подойдет любой стандартный манипулятор

В инженерной среде часто возникает вопрос: можно ли использовать обычный универсальный манипулятор, просто закрепив на нем горелку?

Практика показывает, что для эффективной работы необходимы специализированные сварочные роботы (коллаборативные комплексы), конструкция которых существенно отличается от стандартных моделей.

Защита от агрессивной среды (IP-класс)

В процессе сварки выделяются брызги металла, абразивная пыль и газы. Поэтому специализированные сварочные коботы обладают повышенным классом защиты ключевых узлов и шарниров (обычно не ниже IP54), что гарантирует их устойчивость к брызгам расплавленного металла и пыли. При этом, если промышленный кобот предназначен для работы в особо тяжелых условиях (например, при сопутствующей шлифовке или обильном выделении окалины), применяются компоненты с классом защиты IP65 или IP67.

Стойкость к электромагнитным помехам (EMI)

Сварочная дуга высокой мощности создает сильные электромагнитные наводки. Электроника и кабели специализированных коботов имеют усиленное экранирование, предотвращающее сбои в позиционировании и ошибки ПО.

Интегрированное программное обеспечение

Специализированное ПО поддерживает функции колебаний горелки (weaving), ведения шва по стыку (seam tracking), настройки параметров дуги «на лету» и быстрой калибровки системы координат инструмента (TCP).

Конструкция запястья и прокладка кабелей

У сварочных моделей полые запястья спроектированы так, чтобы сварочный кабель-пакет не перекручивался и не ограничивал степени свободы при сложной траектории движения.

Использование неспециализированного манипулятора или кобота без защиты в долгосрочной перспективе приводит к быстрому выходу из строя чувствительных датчиков момента (силомоментных датчиков), сервоприводов, а также к нестабильной геометрии шва из-за электромагнитных шумов.

Что требуется для запуска кобота на производстве

Чтобы успешно осуществить внедрение сварочных коботов на производстве, предприятию необходимо обеспечить комплекс базовых условий:

• Качественная заготовительная база. Робот выполняет программу с точностью до десятых долей миллиметра. Отклонения в геометрии деталей (зазоры, нестыковки) должны быть минимизированы.
• Технологическая оснастка. Сборочно-сварочные кондукторы и позиционеры должны жестко фиксировать детали в одном и том же положении.
• Подготовка инфраструктуры. Требуется подвод стабильного электропитания, магистрали защитного газа и подготовка площадки под установку. Благодаря компактности решений ROBODROID, жесткие требования к фундаменту отсутствуют.
• Базовое обучение операторов. Коботы программируются методом прямого обучения (ручным ведением по точкам), поэтому для работы с ними не требуется глубоких навыков программирования — достаточно квалификации опытного сварщика или технолога.

Комплектация и техническая интеграция

Возвращаясь к проекту по роботизации сварки на производстве опорных металлоконструкций для железнодорожных цистерн, следует подчеркнуть, что интегрированные специалистами «НИИПК РОБОДРОИД» промышленные коботы ROBODROID отличаются компактностью и малым весом. Это позволяет быстро перемещать оборудование между производственными участками и оперативно перенастраивать ячейку под новую номенклатуру изделий.

В комплекте со сварочными коллаборативными роботами на предприятие были поставлены сварочные источники и системы подачи проволоки MEGMEET ASTEN 350 NOVA и MEGMEET EVO 500, поддерживающие синергетические режимы для автоматизированной сварки.

Комбинацию — сварочный комплекс ROBODROID и технологичный источник MEGMEET — можно назвать оптимальным решением для многих сфер, где применяется сварка:

• изготовление рамных и опорных металлоконструкций с помощью сварочного робота;
• производство резервуаров, контейнеров и цистерн;
• роботизированная сварка в судостроении и машиностроении;
• любые отрасли, где требуется стабильно высокое качество и повторяемость сварных соединений.

Преимущества и экономическая выгода от использования коботов

Автоматизация сварочных работ с использованием коллаборативных решений приносит предприятию измеримый экономический и технологический эффект:

• Рост производительности сварочного робота (Up-time). Кобот работает без пауз на отдых, обеспечивая высокий коэффициент загрузки оборудования (OEE).
• Стабильное качество сварного шва роботом. Полностью исключается человеческий фактор: глубина провара, скорость ведения горелки и геометрия шва остаются неизменными на протяжении всей смены. Это минимизирует процент брака и затраты на последующую зачистку.
• Безопасность труда. В отличие от стандартных промышленных роботов, коботы оснащены высокочувствительными датчиками столкновения. При контакте с человеком кобот мгновенно останавливается, что при соблюдении стандартов безопасности и по результатам оценки рисков позволяет отказаться от громоздких защитных ограждений, сохраняя компактность ячейки.
• Гибкость производства. Переналадка на новое изделие занимает от 15 до 30 минут, что делает интеграцию роботов для сварки экономически оправданной даже в условиях мелкосерийного и многономенклатурного производства.

Сложности, с которыми можно столкнуться при внедрении

Несмотря на технологичность решений, руководителям предприятий важно учитывать возможные вызовы при переходе на роботизированную сварку:

• Дисциплина заготовительного участка. Если входящие детали имеют значительные допуски по геометрии, роботу потребуется дополнительное оснащение — системы лазерного или тактильного поиска шва, что увеличивает стоимость интеграции.
• Психологический барьер персонала. Первое время классические сварщики могут воспринимать автоматизацию как угрозу рабочим местам. Проблема решается вовлечением персонала в процесс обучения: сварщик переходит на позицию оператора-технолога, избавляясь от рутины и вредного воздействия сварочного аэрозоля.

Специалисты «НИИПК РОБОДРОИД» сопровождают заказчика на каждом этапе — от предварительного аудита заготовительного производства до запуска комплекса в промышленную эксплуатацию и обучения сотрудников, гарантируя надежность и быструю окупаемость инвестиций.

Получить консультацию по роботизации сварочного производства

Специалисты компании «НИИПК РОБОДРОИД» выполняют полный цикл работ: от технического аудита до пусконаладки и обучения персонала.

Тел.: +7 (991) 999-46-11 | E-mail: info@robo-droid.ru