Όταν μια κρατική σύμβαση δεν αφήνει περιθώρια λάθους: Αυτοματοποίηση συγκόλλησης περιβλήματος κινητήρα στη Ρωσία

Με μια ματιά

Η πρόκληση: Εγγυημένη απόδοση, όχι απλώς καλύτερη απόδοση

Όταν αυτός ο πελάτης επικοινώνησε για πρώτη φορά μαζί μας, δεν ρωτούσε πώς να αυξήσει την παραγωγή του. Ρωτούσαν πώς να το προστατεύσουν.

Πρόκειται για έναν κατασκευαστή κινητήρων και κυλίνδρων λαδιού που λειτουργεί στο πλαίσιο μιας κρατικής σύμβασης προμήθειας — παρέχοντας κινητήρες σε περιοχές της βόρειας Ρωσίας. Αυτή η διάκριση έχει σημασία. Ένας εμπορικός πελάτης που υστερεί στην παράδοση χάνει μια πώληση. Ένας κατασκευαστής βάσει κρατικής σύμβασης που χάνει στόχους παράδοσης αντιμετωπίζει τις συνέπειες μιας πολύ διαφορετικής παραγγελίας. Το χρονοδιάγραμμα δεν είναι διαπραγματεύσιμο. Η ένταση δεν είναι ευέλικτη.

Εκείνη την εποχή, δέκα χειροκίνητοι συγκολλητές χειρίζονταν τη συγκόλληση μεγάλων περιβλημάτων κινητήρα - βαριά βιομηχανικά χυτά που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό πετρελαίου και ενέργειας. Αυτά δεν είναι μικρά, απλά κομμάτια. Τα περιβλήματα του κινητήρα είναι μεγάλα, δομικά πολύπλοκα και απαιτούν μακριές, σταθερές ραφές συγκόλλησης. Η χειροκίνητη συγκόλληση σε αυτή την κλίμακα είναι αργή και σωματικά εξαντλητική. Η συνοχή ενός συγκολλητή υποβαθμίζεται κατά τη διάρκεια μιας βάρδιας. Η ποιότητα συγκόλλησης ποικίλλει από χειριστή σε χειριστή, από το πρωί έως το απόγευμα, από μέρα σε μέρα.

Δέκα ειδικευμένοι συγκολλητές που εργάζονταν σε πλήρεις βάρδιες παρήγαγαν παραγωγή — αλλά η παραγωγή ήταν μεταβλητή, δύσκολη η ακριβής πρόβλεψη και ολοένα και περισσότερο υπό πίεση καθώς αυξάνονταν οι όγκοι των κρατικών συμβάσεων. Το ερώτημα που έφεραν στην SZGH ήταν άμεσο: μπορεί ένα ρομποτικό σύστημα συγκόλλησης να εγγυηθεί την απόδοση που χρειαζόμαστε για να εκπληρώσουμε αυτό το συμβόλαιο, αξιόπιστα, σε κάθε κύκλο παραγωγής;

Αυτό είναι το είδος της ερώτησης που παίρνω στα σοβαρά. Δεν πρόκειται για σταδιακή βελτίωση. Πρόκειται για την οικοδόμηση ενός συστήματος που δεν τους αποτυγχάνει.

Γιατί τα περιβλήματα κινητήρα απαιτούν γραμμική τροχιά — όχι απλώς ρομπότ

Θέλω να είμαι συγκεκριμένος σχετικά με την τεχνική πρόκληση εδώ, γιατί είναι ο βασικός λόγος που αυτή η λύση φαίνεται διαφορετική από μια τυπική εγκατάσταση ρομπότ συγκόλλησης.

Οι περισσότερες περιπτωσιολογικές μελέτες ρομπότ συγκόλλησης — συμπεριλαμβανομένων άλλων στο χαρτοφυλάκιό μας — περιλαμβάνουν σχετικά συμπαγή τεμάχια εργασίας. Ένα πλαίσιο επίπλου, ένα στήριγμα, ένα υδραυλικό εξάρτημα. Για αυτές τις εφαρμογές, ένας βραχίονας ρομπότ τοποθετημένος σε σταθερή θέση, που λειτουργεί με έναν ρυθμιστή θέσης που περιστρέφει το εξάρτημα, είναι ακριβώς η σωστή διαμόρφωση. Το ρομπότ μένει στη θέση του. ο ρυθμιστής θέσης φέρνει τη ραφή συγκόλλησης στο ρομπότ.

Τα περιβλήματα του κινητήρα είναι ένα εντελώς διαφορετικό πρόβλημα. Αυτά είναι μεγάλα, μακριά βιομηχανικά χυτά. Ένας σταθερός βραχίονας ρομπότ, ανεξάρτητα από το πόσο ικανός είναι, έχει ένα φάκελο πεπερασμένης εμβέλειας. Για ένα τεμάχιο εργασίας αυτού του μεγέθους, μια μόνο σταθερή θέση τοποθέτησης δεν μπορεί να καλύψει την πλήρη διαδρομή συγκόλλησης από άκρη σε άκρη. Είτε θα χρειαστείτε πολλά ρομπότ τοποθετημένα κατά μήκος του τμήματος - μια δαπανηρή και πολύπλοκη διάταξη - είτε αποδέχεστε ότι ορισμένα τμήματα της συγκόλλησης πρέπει να γίνονται με το χέρι.

Κανένα από αυτά δεν ήταν αποδεκτό για τις απαιτήσεις αυτού του πελάτη.

Αυτή η λύση χρησιμοποιεί μια γραμμική τροχιά (ή 'επιδαπέδια τροχιά')—ένα επίγειο σύστημα σιδηροτροχιών κατά μήκος της οποίας κινείται το ρομπότ κατά τη διαδικασία συγκόλλησης. Αντί να παραμένει σταθερό σε ένα μόνο σημείο, το ρομπότ ταξιδεύει κατά μήκος της τροχιάς για να καλύψει όλο το μήκος του περιβλήματος του κινητήρα. Αυτό επεκτείνει το αποτελεσματικό εύρος εργασίας του ρομπότ, επιτρέποντάς του να επεξεργάζεται ολόκληρο το τεμάχιο εργασίας μέσω ενός μόνο αυτοματοποιημένου προγράμματος. Ταυτόχρονα, ένας ρυθμιστής θέσης περιστρέφει και γέρνει το περίβλημα, διασφαλίζοντας ότι το ρομπότ προσεγγίζει πάντα κάθε ραφή συγκόλλησης στη βέλτιστη γωνία.

Το αποτέλεσμα είναι ένα συντονισμένο σύστημα τριών στοιχείων: γραμμική τροχιά, ρομπότ συγκόλλησης και διάταξη θέσης — όλα διέπονται από τον ελεγκτή SZGH ως ενοποιημένη κυψέλη. Το ρομπότ δεν σταματά και κάνει επανεκκίνηση. κινείται συνεχώς κατά μήκος της τροχιάς κατά τη συγκόλληση, σταματώντας μόνο όταν ο ρυθμιστής θέσης χρειάζεται να επανατοποθετήσει το εξάρτημα για το επόμενο πέρασμα.

Αυτή η διαμόρφωση χειρίζεται αυτό που ένα σταθερό ρομπότ απλά δεν μπορεί.

Η λύση: Μια συντονισμένη κυψέλη συγκόλλησης τριών αξόνων

Η SZGH προμήθευσε και ανέθεσε μια πλήρη κυψέλη συγκόλλησης για αυτόν τον πελάτη: ένα βιομηχανικό ρομπότ συγκόλλησης, έναν ρυθμιστή θέσης για χύτευση βαρέων περιβλημάτων κινητήρα και μια γραμμική τροχιά εδάφους που ταιριάζει με το μήκος των εξαρτημάτων που συγκολλώνται.

Ο ελεγκτής SZGH συντονίζει και τα τρία στοιχεία ταυτόχρονα. Όταν εκτελείται το πρόγραμμα συγκόλλησης, το ρομπότ ταξιδεύει κατά μήκος της γραμμικής τροχιάς, ο ρυθμιστής θέσης προσαρμόζει τον προσανατολισμό του περιβλήματος όπως χρειάζεται και οι παράμετροι συγκόλλησης παραμένουν σταθερές καθ' όλη τη διάρκεια — ταχύτητα διαδρομής, τάση τόξου, τροφοδοσία καλωδίου — ανεξάρτητα από το πού κατά μήκος του περιβλήματος εργάζεται το ρομπότ. Δεν πρόκειται για εναλλαγή μεταξύ χειροκίνητων λειτουργιών για διαφορετικά τμήματα. Είναι ένας ενιαίος, συνεχής αυτοματοποιημένος κύκλος.

Για μεγάλες, δομικά πολύπλοκες διαδρομές συγκόλλησης σε βιομηχανικά χυτά προϊόντα αυτού του τύπου, η συνοχή δεν είναι απλώς ζήτημα ποιότητας - είναι δομική απαίτηση. Οι συγκολλήσεις σε περιβλήματα κινητήρα που λειτουργούν σε συνθήκες βιομηχανικής λειτουργίας πρέπει να πληρούν αυστηρά πρότυπα. Η επαναληψιμότητα από το σύστημα SZGH διασφαλίζει ότι κάθε περίβλημα βγαίνει από τη γραμμή που πληροί αυτά τα πρότυπα, μετατοπίσεις σε βάρδιες, χωρίς τη μεταβλητότητα που συσσωρεύεται με τις χειροκίνητες διαδικασίες με την πάροδο του χρόνου.

Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί το πρόγραμμα συγκόλλησης αξιόπιστα σε κάθε μετατόπιση παραγωγής, με τον ρυθμό απόδοσης που απαιτείται για την τήρηση του χρονοδιαγράμματος απόδοσης του κρατικού συμβολαίου του πελάτη — και για να συνεχίσει να το τηρεί, όχι μόνο την πρώτη εβδομάδα λειτουργίας.

Η επίσκεψη στον πελάτη: Κατανόηση της κλίμακας πριν προτείνετε μια λύση

Επισκεφθήκαμε την εγκατάσταση αυτού του πελάτη στη Ρωσία πριν προσδιορίσουμε οτιδήποτε.

Εκείνη η επίσκεψη είχε σημασία. Βλέποντας προσωπικά τα περιβλήματα του κινητήρα - τα μεγάλα κόκκινα περιβλήματα της βιομηχανικής αντλίας, τα πράσινα μπλοκ πολυκύλινδρων κινητήρα με τις σειρές κυλίνδρων τους - μας έδωσε μια άμεση κατανόηση της κλίμακας του τι παράγουν. Αυτά είναι σημαντικά βιομηχανικά χυτά. Οι φωτογραφίες δεν επικοινωνούν πλήρως το βάρος και το μήκος εξαρτημάτων όπως αυτά μέχρι να σταθείτε δίπλα τους.

Συναντηθήκαμε με την ομάδα του πελάτη στις εγκαταστάσεις τους, περπατήσαμε στον όροφο παραγωγής και εξετάσαμε λεπτομερώς τα συγκεκριμένα μέρη και τις διαδρομές συγκόλλησης. Κάναμε μετρήσεις. Συζητήσαμε πλήρως τους όγκους της σύμβασης και το χρονοδιάγραμμα παράδοσης. Μόνο μετά από αυτήν την αξιολόγηση οριστικοποιήσαμε τη σύσταση για τη συμπερίληψη της γραμμικής τροχιάς.

Δεν πρόκειται για πώληση καταλόγου. Η επιλογή της λανθασμένης διαμόρφωσης — ο καθορισμός ενός σταθερού ρομπότ όταν απαιτείται γραμμική διαδρομή — θα είχε παραδώσει ένα σύστημα που απέτυχε να λύσει το πραγματικό πρόβλημα. Η εμπιστοσύνη του πελάτη στην SZGH χτίστηκε μέσω αυτής της επιτόπιας διαβούλευσης και οι προδιαγραφές που παραδώσαμε βασίστηκαν στην άμεση γνώση της λειτουργίας τους. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο εργαζόμαστε με βαρείς βιομηχανικούς πελάτες και γι' αυτό κάνουμε τις επισκέψεις στον ιστότοπο ως τυπικό μέρος της διαδικασίας μας για εφαρμογές σε αυτήν την κλίμακα.

Γιατί αυτή η υπόθεση έχει σημασία για τη βαριά βιομηχανία

Οι περισσότερες περιπτωσιολογικές μελέτες αυτοματισμού συγκόλλησης επικεντρώνονται στην ελαφριά κατασκευή — μικρά εξαρτήματα, μικρές ραφές συγκόλλησης, επαναλαμβανόμενοι κύκλοι μεγάλου όγκου. Αυτές είναι έγκυρες εφαρμογές και το SZGH τις εξυπηρετεί καλά. Αλλά αυτή η περίπτωση δείχνει κάτι διαφορετικό.

Τα συστήματα ρομπότ συγκόλλησης της SZGH προσαρμόζονται σε βαριές βιομηχανικές εφαρμογές - μεγάλα χυτά, μακριές πολύπλοκες ραφές συγκόλλησης και απαιτήσεις αξιοπιστίας των κρατικών συμβάσεων. Οι κατασκευαστές ενεργειακού εξοπλισμού, πετρελαίου και φυσικού αερίου, βαρέων μηχανημάτων και βιομηχανικών υποδομών αντιμετωπίζουν την ίδια δομική συμφόρηση: η χειροκίνητη συγκόλληση σε μεγάλα μέρη είναι αργή, ασυνεπής και δύσκολη στην κλίμακα. Η διαμόρφωση γραμμικής τροχιάς επεκτείνει τη ρομποτική συγκόλληση σε μεγέθη εξαρτημάτων που διαφορετικά θα απαιτούσαν ειδικά συστήματα μεγάλου πλαισίου με σημαντικά υψηλότερο κόστος.

Εάν η παραγωγή σας περιλαμβάνει μεγάλα τεμάχια εργασίας και δεσμεύσεις σκληρής παραγωγής, αυτή η διαμόρφωση αξίζει μια άμεση συζήτηση.

Σύνοψη αποτελεσμάτων

Είναι η γραμμή παραγωγής σας έτοιμη για αυτοματισμό;

Η SZGH συνεργάζεται με κατασκευαστές σε όλη τη βαριά βιομηχανία, την ενέργεια και την κατασκευή ακριβείας — από συμπαγή συγκροτήματα έως μεγάλα βιομηχανικά χυτά. Αξιολογούμε τις πραγματικές απαιτήσεις γραμμής παραγωγής, ανταλλακτικών και εξόδου πριν προτείνουμε οποιαδήποτε διαμόρφωση. Εάν βρίσκεστε υπό πίεση συμβολαίου ή κλιμακώνετε την παραγωγή, ας μιλήσουμε για το πώς φαίνεται το σωστό σύστημα για τη συγκεκριμένη περίπτωσή σας.