Quando um contrato governamental não deixa margem para erros: automatização da soldagem de carcaças de motores na Rússia

De relance

O desafio: resultados garantidos, não apenas resultados melhores

Quando este cliente nos contactou pela primeira vez, não estava a perguntar como aumentar a sua produção. Eles estavam perguntando como protegê-lo.

Este é um fabricante de motores e cilindros de óleo que opera sob um contrato de fornecimento governamental – fornecendo motores para as regiões do norte da Rússia. Essa distinção é importante. Um cliente comercial que não cumpre a entrega perde uma venda. Um fabricante sob contrato governamental que não cumpra as metas de entrega enfrenta consequências de uma ordem muito diferente. O cronograma não é negociável. O volume não é flexível.

Na época, dez soldadores manuais cuidavam da soldagem de grandes carcaças de motores – peças fundidas industriais pesadas usadas em equipamentos de petróleo e energia. Estas não são peças pequenas e simples. As carcaças dos motores são grandes, estruturalmente complexas e exigem costuras de solda longas e consistentes. A soldagem manual nessa escala é lenta e fisicamente exaustiva. A consistência de um soldador se degrada ao longo de um turno. A qualidade da solda varia de operador para operador, de manhã à tarde, de dia para dia.

Dez soldadores qualificados que trabalhavam em turnos completos produziam resultados — mas resultados variáveis, difíceis de prever com precisão e cada vez mais sob pressão à medida que os volumes de contratos governamentais cresciam. A questão que trouxeram à SZGH foi direta: um sistema de soldagem robótica pode garantir o rendimento necessário para cumprir este contrato, de forma confiável, em todos os ciclos de produção?

Esse é o tipo de pergunta que levo a sério. Não se trata de melhoria incremental. Trata-se de construir um sistema que não os falhe.

Por que as carcaças dos motores exigem uma trilha linear – não apenas um robô

Quero ser específico sobre o desafio técnico aqui, porque é a principal razão pela qual esta solução parece diferente de uma instalação padrão de robô de soldagem.

A maioria dos estudos de caso de robôs de soldagem — incluindo outros do nosso portfólio — envolve peças relativamente compactas. Uma estrutura de móvel, um suporte, uma conexão hidráulica. Para essas aplicações, um braço robótico montado em uma posição fixa, trabalhando com um posicionador que gira a peça, é exatamente a configuração correta. O robô permanece parado; o posicionador traz a costura de solda para o robô.

As carcaças do motor são um problema totalmente diferente. Estas são peças fundidas industriais grandes e longas. Um braço robótico fixo, por mais capaz que seja, tem um alcance finito. Para uma peça deste tamanho, uma única posição de montagem fixa não pode cobrir todo o caminho de soldagem de ponta a ponta. Você precisaria de vários robôs posicionados ao longo da peça – um arranjo caro e complexo – ou aceitaria que certas seções da solda ainda precisassem ser feitas manualmente.

Nenhum deles era aceitável para os requisitos deste cliente.

Esta solução emprega um trilho linear (ou “trilho de piso”) – um sistema de trilhos montado no solo ao longo do qual o robô se move durante o processo de soldagem. Em vez de permanecer fixo em um único ponto, o robô se desloca ao longo da pista para cobrir todo o comprimento da carcaça do motor; isso amplia o alcance efetivo de trabalho do robô, permitindo processar toda a peça através de um único programa automatizado. Simultaneamente, um posicionador gira e inclina a carcaça, garantindo que o robô sempre se aproxime de cada cordão de solda no ângulo ideal.

O resultado é um sistema coordenado de três elementos: trilha linear, robô de soldagem e posicionador – todos governados pelo controlador SZGH como uma célula unificada. O robô não para e não reinicia; ele se move continuamente ao longo da pista durante a soldagem, parando apenas quando o posicionador precisa reposicionar a peça para o próximo passe.

Esta configuração lida com o que um robô fixo simplesmente não consegue.

A solução: uma célula de soldagem coordenada de três eixos

A SZGH forneceu e comissionou uma célula de soldagem completa para este cliente: um robô de soldagem industrial, um posicionador dimensionado para peças fundidas de carcaças de motores pesados ​​e uma pista de solo linear compatível com o comprimento das peças a serem soldadas.

O controlador SZGH coordena todos os três elementos simultaneamente. Quando o programa de soldagem é executado, o robô se desloca ao longo da trilha linear, o posicionador ajusta a orientação do alojamento conforme necessário e os parâmetros de soldagem permanecem consistentes durante todo o processo – velocidade de deslocamento, tensão do arco, alimentação do arame – independentemente de onde o robô está trabalhando ao longo do alojamento. Este não é o caso de alternar entre modos manuais para seções diferentes. É um ciclo automatizado único e contínuo.

Para caminhos de solda grandes e estruturalmente complexos em peças fundidas industriais desse tipo, a consistência não é apenas uma questão de qualidade – é um requisito estrutural. As soldas em carcaças de motores operando em condições de serviço industrial devem atender a padrões rigorosos. A repetibilidade do sistema SZGH garante que cada alojamento saia da linha atendendo a esses padrões, turno após turno, sem a variabilidade que se acumula com os processos manuais ao longo do tempo.

O sistema foi projetado para executar o programa de soldagem de maneira confiável em todos os turnos de produção, na taxa de produção necessária para atender ao cronograma de produção do contrato governamental do cliente — e para continuar cumprindo-o, não apenas na primeira semana de operação.

A visita do cliente: compreendendo a escala antes de recomendar uma solução

Visitamos as instalações deste cliente na Rússia antes de especificar qualquer coisa.

Essa visita foi importante. Ver pessoalmente as carcaças dos motores – as grandes carcaças vermelhas das bombas industriais, os blocos verdes dos motores multicilindros com suas fileiras de cilindros – nos deu uma compreensão direta da escala do que eles produzem. Estas são peças fundidas industriais substanciais. As fotos não comunicam totalmente o peso e o comprimento de peças como essas até que você esteja próximo a elas.

Nos reunimos com a equipe do cliente em suas instalações, percorremos a área de produção e examinamos detalhadamente as peças específicas e os caminhos de soldagem. Fizemos medições. Discutimos os volumes do contrato e o cronograma de entrega na íntegra. Somente após essa avaliação finalizamos a recomendação de inclusão da via linear.

Esta não é uma venda por catálogo. Selecionar a configuração errada – especificar um robô fixo quando uma pista linear é necessária – teria gerado um sistema que não conseguiria resolver o problema real. A confiança do cliente na SZGH foi construída através dessa consulta no local, e as especificações que entregamos foram construídas com base no conhecimento direto de sua operação. É assim que trabalhamos com clientes da indústria pesada e é por isso que fazemos das visitas ao local uma parte padrão do nosso processo para aplicações nesta escala.

Por que este caso é importante para a indústria pesada

A maioria dos estudos de caso de automação de soldagem concentra-se na fabricação leve – peças pequenas, cordões de solda curtos, ciclos repetitivos de alto volume. Esses são aplicativos válidos e o SZGH os atende bem. Mas este caso demonstra algo diferente.

Os sistemas robóticos de soldagem da SZGH atendem a aplicações industriais pesadas — peças fundidas grandes, cordões de solda longos e complexos e requisitos de confiabilidade de contratos governamentais. Os fabricantes de equipamentos energéticos, petróleo e gás, máquinas pesadas e infraestrutura industrial enfrentam o mesmo gargalo estrutural: a soldagem manual em peças grandes é lenta, inconsistente e difícil de dimensionar. A configuração de pista linear estende a soldagem robótica a tamanhos de peças que, de outra forma, exigiriam sistemas dedicados de estrutura grande a um custo significativamente mais alto.

Se a sua produção envolve peças grandes e compromissos rígidos de produção, vale a pena conversar diretamente sobre essa configuração.

Resumo dos resultados

Sua linha de produção está pronta para automação?

A SZGH trabalha com fabricantes da indústria pesada, energia e fabricação de precisão — desde montagens compactas até grandes peças fundidas industriais. Avaliamos sua linha de produção real, peças e requisitos de saída antes de recomendar qualquer configuração. Se você estiver sob pressão contratual ou aumentando a produção, vamos conversar sobre como é o sistema certo para sua situação específica.