Kiedy kontrakt rządowy nie pozostawia miejsca na błędy: automatyzacja spawania obudowy silnika w Rosji

W skrócie

Wyzwanie: gwarantowana wydajność, a nie tylko lepsza wydajność

Kiedy ten klient skontaktował się z nami po raz pierwszy, nie pytał, jak zwiększyć swoją produkcję. Pytali, jak to chronić.

Jest to producent silników i cylindrów olejowych działający na podstawie rządowego kontraktu na dostawy — dostarczający silniki do regionów północnej Rosji. To rozróżnienie ma znaczenie. Klient komercyjny, któremu brakuje dostawy, traci sprzedaż. Producent objęty kontraktem rządowym, który nie osiąga docelowych dostaw, musi zmierzyć się z konsekwencjami zupełnie innego zamówienia. Harmonogram nie podlega negocjacjom. Głośność nie jest elastyczna.

W tym czasie dziesięciu spawaczy ręcznych zajmowało się spawaniem dużych obudów silników – ciężkich odlewów przemysłowych stosowanych w sprzęcie naftowym i energetycznym. To nie są małe, proste części. Obudowy silników są duże, mają złożoną konstrukcję i wymagają długich, spójnych szwów spawalniczych. Ręczne spawanie na taką skalę jest powolne i wyczerpujące fizycznie. Konsystencja spawacza pogarsza się w trakcie zmiany. Jakość spoin różni się w zależności od operatora, od rana do popołudnia, z dnia na dzień.

Dziesięciu wykwalifikowanych spawaczy pracujących na pełne zmiany wytwarzało produkcję, ale była ona zmienna, trudna do precyzyjnego prognozowania i znajdowała się pod coraz większą presją w miarę wzrostu wolumenu kontraktów rządowych. Pytanie, które zadali SZGH, było bezpośrednie: czy zrobotyzowany system spawalniczy może zagwarantować przepustowość niezbędną do niezawodnej realizacji tego zamówienia w każdym cyklu produkcyjnym?

To jest pytanie, które traktuję poważnie. Nie chodzi tu o stopniowe doskonalenie. Chodzi o zbudowanie systemu, który ich nie zawiedzie.

Dlaczego obudowy silników wymagają toru liniowego — a nie tylko robota

Chcę tutaj szczegółowo opisać wyzwanie techniczne, ponieważ jest to główny powód, dla którego to rozwiązanie wygląda inaczej niż standardowa instalacja robota spawalniczego.

Większość studiów przypadków robotów spawalniczych — w tym inne z naszego portfolio — dotyczy stosunkowo kompaktowych detali. Rama meblowa, wspornik, złączka hydrauliczna. W przypadku tych zastosowań ramię robota zamontowane w ustalonej pozycji i współpracujące z pozycjonerem, który obraca część, jest dokładnie odpowiednią konfiguracją. Robot pozostaje na miejscu; pozycjoner przenosi szew spawalniczy do robota.

Obudowy silnika to zupełnie inny problem. Są to duże, długie odlewy przemysłowe. Nieruchome ramię robota, niezależnie od jego wydajności, ma ograniczony zasięg. W przypadku przedmiotu obrabianego o takich rozmiarach pojedyncza stała pozycja montażowa nie jest w stanie pokryć całej ścieżki spawania od końca do końca. Będziesz albo potrzebował wielu robotów ustawionych wzdłuż części – co jest kosztownym i złożonym rozwiązaniem – albo zgodzisz się, że niektóre fragmenty spoiny nadal będą musiały być wykonane ręcznie.

Żadne z nich nie było akceptowalne dla wymagań tego klienta.

W rozwiązaniu tym zastosowano tor liniowy (lub „tor podłogowy”) – montowany na ziemi system szyn, po którym robot porusza się podczas procesu spawania. Zamiast pozostać nieruchomym w jednym punkcie, robot porusza się po torze, pokrywając całą długość obudowy silnika; poszerza to efektywny zakres pracy robota, umożliwiając mu obróbkę całego przedmiotu obrabianego za pomocą jednego zautomatyzowanego programu. Jednocześnie pozycjoner obraca i przechyla obudowę, dzięki czemu robot zawsze zbliża się do każdego szwu spawalniczego pod optymalnym kątem.

Rezultatem jest skoordynowany system składający się z trzech elementów: toru liniowego, robota spawalniczego i pozycjonera – a wszystko to zarządzane jest przez sterownik SZGH jako zunifikowaną komórkę. Robot nie zatrzymuje się i nie uruchamia ponownie; podczas spawania porusza się w sposób ciągły wzdłuż toru, zatrzymując się tylko wtedy, gdy pozycjoner musi zmienić położenie części do następnego przejścia.

Ta konfiguracja radzi sobie z tym, czego stacjonarny robot po prostu nie może.

Rozwiązanie: skoordynowana trójosiowa komora spawalnicza

SZGH dostarczył i uruchomił dla tego klienta kompletne gniazdo spawalnicze: przemysłowego robota spawalniczego, pozycjoner dostosowany do ciężkich odlewów obudów silników oraz tor liniowy dopasowany do długości spawanych części.

Sterownik SZGH koordynuje wszystkie trzy elementy jednocześnie. Po uruchomieniu programu spawania robot porusza się po torze liniowym, pozycjoner dostosowuje orientację obudowy zgodnie z potrzebą, a parametry spawania pozostają niezmienne przez cały czas — prędkość jazdy, napięcie łuku, podawanie drutu — niezależnie od tego, w którym miejscu wzdłuż obudowy robot pracuje. Nie chodzi tu o przełączanie pomiędzy trybami ręcznymi dla różnych sekcji. Jest to pojedynczy, ciągły, zautomatyzowany cykl.

W przypadku dużych, strukturalnie złożonych ścieżek spawania tego typu odlewów przemysłowych spójność nie jest tylko kwestią jakości – jest to wymóg konstrukcyjny. Spawy korpusów silników pracujących w warunkach przemysłowych muszą spełniać rygorystyczne normy. Powtarzalność systemu SZGH zapewnia, że ​​każda obudowa wychodzi z linii zgodnie z tymi normami, zmiana po zmianie, bez zmienności, która kumuluje się w czasie w przypadku ręcznych procesów.

System został zaprojektowany tak, aby niezawodnie realizować program spawania na każdej zmianie produkcyjnej, przy wydajności wymaganej do dotrzymania harmonogramu produkcji klienta wynikającego z kontraktu rządowego – i aby go dotrzymać, a nie tylko w pierwszym tygodniu działania.

Wizyta u klienta: zrozumienie skali przed zarekomendowaniem rozwiązania

Zanim cokolwiek określiliśmy, odwiedziliśmy placówkę tego klienta w Rosji.

Ta wizyta miała znaczenie. Możliwość zobaczenia na własne oczy obudów silników — dużych czerwonych obudów pomp przemysłowych i zielonych wielocylindrowych bloków silników z rzędami cylindrów — pozwoliła nam bezpośrednio zrozumieć skalę ich produkcji. Są to znaczne odlewy przemysłowe. Zdjęcia nie oddają w pełni wagi i długości takich części, dopóki nie staniesz obok nich.

Spotkaliśmy się z zespołem klienta w jego zakładzie, przeszliśmy po hali produkcyjnej i szczegółowo sprawdziliśmy konkretne części i ścieżki spawania. Dokonaliśmy pomiarów. Omówiliśmy szczegółowo wielkość kontraktu i harmonogram dostaw. Dopiero po tej ocenie sfinalizowaliśmy rekomendację dotyczącą uwzględnienia toru liniowego.

To nie jest sprzedaż katalogowa. Wybranie niewłaściwej konfiguracji — określenie stałego robota, gdy wymagana jest szyna liniowa — doprowadziłoby do powstania systemu, który nie rozwiązałby rzeczywistego problemu. Dzięki doradztwu na miejscu zbudowaliśmy zaufanie klienta do SZGH, a dostarczoną przez nas specyfikację zbudowano na bezpośredniej wiedzy na temat ich działania. W ten sposób współpracujemy z klientami z przemysłu ciężkiego i dlatego wizyty na miejscu stanowią standardową część naszego procesu w przypadku zastosowań na tę skalę.

Dlaczego ta sprawa ma znaczenie dla przemysłu ciężkiego

Większość studiów przypadków dotyczących automatyzacji spawania koncentruje się na produkcji lekkiej — małych części, krótkich szwów spawalniczych, powtarzalnych cyklach o dużej objętości. To są ważne aplikacje i SZGH dobrze im służy. Ale ten przypadek pokazuje coś innego.

Systemy robotów spawalniczych SZGH można dostosować do ciężkich zastosowań przemysłowych — dużych odlewów, długich, skomplikowanych szwów spawalniczych i wymagań niezawodności wynikających z kontraktów rządowych. Producenci sprzętu energetycznego, przemysłu naftowo-gazowego, ciężkich maszyn i infrastruktury przemysłowej borykają się z tym samym wąskim gardłem konstrukcyjnym: ręczne spawanie dużych części jest powolne, niespójne i trudne do skalowania. Konfiguracja toru liniowego pozwala na spawanie zrobotyzowane częściami o takich rozmiarach, które w przeciwnym razie wymagałyby dedykowanych systemów o dużej ramie przy znacznie wyższych kosztach.

Jeśli Twoja produkcja wymaga dużych detali i dużych nakładów produkcyjnych, warto omówić tę konfigurację bezpośrednio.

Podsumowanie wyników

Czy Twoja linia produkcyjna jest gotowa na automatyzację?

SZGH współpracuje z producentami z branży przemysłu ciężkiego, energetyki i produkcji precyzyjnej – od kompaktowych zespołów po duże odlewy przemysłowe. Przed zaleceniem jakiejkolwiek konfiguracji oceniamy Twoją rzeczywistą linię produkcyjną, części i wymagania wyjściowe. Jeśli jesteś pod presją kontraktów lub zwiększasz produkcję, porozmawiajmy o tym, jak wygląda właściwy system w Twojej konkretnej sytuacji.