Když vládní zakázka nenechává prostor pro chybu: Automatizace svařování motorových skříní v Rusku

Na první pohled

Výzva: Garantovaný výstup, nejen lepší výstup

Když nás tento zákazník poprvé kontaktoval, neptal se, jak rozšířit svou produkci. Ptali se, jak to ochránit.

Jedná se o výrobce motorů a olejových válců, který působí na základě vládní smlouvy o dodávkách – dodává motory do regionů severního Ruska. Na tom rozlišení záleží. Komerční zákazník, který nedoručí, ztrácí prodej. Výrobce se státní smlouvou, který nesplní cíle dodávek, čelí důsledkům velmi odlišné objednávky. Harmonogram je nesmlouvavý. Objem není pružný.

V té době se deset ručních svářečů zabývalo svařováním velkých skříní motorů – těžkých průmyslových odlitků používaných v ropných a energetických zařízeních. Nejsou to malé, jednoduché díly. Skříně motoru jsou velké, konstrukčně složité a vyžadují dlouhé, konzistentní svary. Ruční svařování v takovém měřítku je pomalé a fyzicky vyčerpávající. Konzistence svářeče se v průběhu směny zhoršuje. Kvalita svaru se liší od operátora k operátorovi, od rána do odpoledne, ze dne na den.

Deset kvalifikovaných svářečů pracujících na celé směny produkovalo výstup – ale výstup byl proměnlivý, těžko přesně předvídatelný a byl stále více pod tlakem, jak rostl objem státních zakázek. Otázka, kterou předložili SZGH, byla přímá: může robotický svařovací systém zaručit propustnost, kterou potřebujeme ke spolehlivému plnění této smlouvy v každém výrobním cyklu?

To je druh otázky, kterou beru vážně. Nejde o postupné zlepšování. Jde o vybudování systému, který je nezklame.

Proč skříně motoru vyžadují lineární dráhu – nejen robota

Chci být konkrétní ohledně technické výzvy, protože to je hlavní důvod, proč toto řešení vypadá jinak než standardní instalace svařovacího robota.

Většina případových studií svařovacích robotů – včetně dalších v našem portfoliu – zahrnuje relativně kompaktní obrobky. Nábytkový rám, držák, hydraulické kování. Pro tyto aplikace je přesně tou správnou konfigurací robotické rameno namontované v pevné poloze, pracující s polohovadlem, které otáčí součástí. Robot zůstane stát; polohovadlo přivádí svar k robotu.

Skříně motoru jsou úplně jiný problém. Jedná se o velké, dlouhé průmyslové odlitky. Pevné robotické rameno, bez ohledu na to, jak schopné, má obálku konečného dosahu. U obrobku této velikosti nemůže jediná pevná montážní poloha pokrýt celou dráhu svaru od konce ke konci. Buď byste potřebovali více robotů umístěných podél součásti – což je nákladné a složité uspořádání – nebo souhlasíte s tím, že určité části svaru musí být stále prováděny ručně.

Ani jedno z toho nebylo pro požadavky tohoto zákazníka přijatelné.

Toto řešení využívá lineární dráhu (nebo 'podlahovou dráhu') – kolejnicový systém namontovaný na zemi, po kterém se robot pohybuje během procesu svařování. Namísto toho, aby zůstal fixovaný v jednom bodě, se robot pohybuje po dráze, aby pokryl celou délku krytu motoru; to rozšiřuje efektivní pracovní rozsah robota a umožňuje mu zpracovat celý obrobek prostřednictvím jediného automatizovaného programu. Polohovadlo současně otáčí a naklání pouzdro, což zajišťuje, že se robot vždy přiblíží ke každému svaru v optimálním úhlu.

Výsledkem je tříprvkový koordinovaný systém: lineární dráha, svařovací robot a polohovadlo – vše řízeno řídicí jednotkou SZGH jako sjednocenou buňkou. Robot se nezastaví a nerestartuje; během svařování se nepřetržitě pohybuje po dráze a zastaví se pouze tehdy, když polohovadlo potřebuje změnit polohu dílu pro další průchod.

Tato konfigurace zvládá to, co pevný robot prostě nedokáže.

Řešení: Koordinovaná tříosá svařovací buňka

Společnost SZGH dodala a zprovoznila pro tohoto zákazníka kompletní svařovací buňku: průmyslového svařovacího robota, polohovadlo dimenzované pro těžké odlitky skříní motoru a lineární pozemní dráhu přizpůsobenou délce svařovaných dílů.

Ovladač SZGH koordinuje všechny tři prvky současně. Když běží svařovací program, robot se pohybuje po lineární dráze, polohovadlo upravuje orientaci krytu podle potřeby a parametry svařování zůstávají po celou dobu konzistentní – rychlost posuvu, napětí oblouku, posuv drátu – bez ohledu na to, kde podél krytu robot pracuje. Nejedná se o případ přepínání mezi manuálními režimy pro různé sekce. Jedná se o jeden nepřetržitý automatický cyklus.

U velkých, konstrukčně složitých svarových drah na průmyslových odlitcích tohoto typu není konzistence pouze otázkou kvality – je to strukturální požadavek. Svary na skříních motorů provozovaných v průmyslových podmínkách musí splňovat přísné normy. Opakovatelnost systému SZGH zajišťuje, že každé pouzdro vychází z linky splňující tyto standardy, směnu po směně, bez variability, která se v průběhu času hromadí manuálními procesy.

Systém je navržen tak, aby spolehlivě prováděl svařovací program během každé výrobní směny s rychlostí průchodu potřebnou ke splnění výstupního harmonogramu zákaznické státní zakázky – a aby jej i nadále plnil nejen v prvním týdnu provozu.

Návštěva zákazníka: Pochopení rozsahu před doporučením řešení

Než jsme něco upřesnili, navštívili jsme zařízení tohoto zákazníka v Rusku.

Na té návštěvě záleželo. Při osobním pohledu na skříně motorů – velké červené skříně průmyslových čerpadel, zelené bloky víceválcových motorů s řadami válců – jsme přímo pochopili rozsah toho, co vyrábějí. Jedná se o velké průmyslové odlitky. Fotografie plně nevyjadřují váhu a délku těchto dílů, dokud nestojíte vedle nich.

Sešli jsme se s týmem zákazníka v jejich zařízení, prošli výrobní halu a podrobně prozkoumali konkrétní díly a cesty svarů. Provedli jsme měření. Plně jsme projednali objemy zakázek a harmonogram dodávek. Teprve po tomto posouzení jsme dokončili doporučení zařadit lineární trať.

Nejedná se o katalogový prodej. Výběrem špatné konfigurace – zadáním pevného robota, když je vyžadována lineární dráha – by vznikl systém, který nedokázal vyřešit skutečný problém. Důvěra zákazníka v SZGH byla vybudována prostřednictvím této konzultace na místě a specifikace, kterou jsme dodali, byla postavena na přímé znalosti jejich provozu. Takto pracujeme se zákazníky z těžkého průmyslu, a proto činíme návštěvy na místě standardní součástí našeho procesu pro aplikace v tomto rozsahu.

Proč je tento případ důležitý pro těžký průmysl

Většina případových studií automatizace svařování se zaměřuje na lehkou výrobu – malé díly, krátké svarové švy, velkoobjemové opakující se cykly. To jsou platné aplikace a SZGH jim dobře slouží. Tento případ ale ukazuje něco jiného.

Svařovací robotické systémy SZGH se přizpůsobují těžkým průmyslovým aplikacím – velké odlitky, dlouhé složité svary a vládní požadavky na spolehlivost. Výrobci energetických zařízení, ropy a zemního plynu, těžkých strojů a průmyslové infrastruktury se potýkají se stejným strukturálním úzkým hrdlem: ruční svařování velkých dílů je pomalé, nekonzistentní a obtížně přizpůsobitelné. Konfigurace lineární dráhy rozšiřuje robotické svařování na velikosti dílů, které by jinak vyžadovaly specializované velkorámové systémy s výrazně vyššími náklady.

Pokud vaše výroba zahrnuje velké obrobky a náročné výstupní závazky, tato konfigurace stojí za přímý rozhovor.

Souhrn výsledků

Je vaše výrobní linka připravena na automatizaci?

SZGH spolupracuje s výrobci napříč těžkým průmyslem, energetikou a přesnou výrobou – od kompaktních sestav až po velké průmyslové odlitky. Před doporučením jakékoli konfigurace posoudíme vaši skutečnou výrobní linku, díly a výstupní požadavky. Pokud jste pod smluvním tlakem nebo zvyšujete výrobu, pojďme si promluvit o tom, jak vypadá správný systém pro vaši konkrétní situaci.