Когда госконтракт не оставляет права на ошибку: автоматизация сварки корпусов двигателей в России

Краткий обзор

Задача: гарантированный результат, а не просто лучший результат

Когда этот клиент впервые обратился к нам, он не спрашивал, как расширить свое производство. Они спрашивали, как его защитить.

Это производитель двигателей и маслоцилиндров, работающий по государственному контракту на поставку двигателей в северные регионы России. Это различие имеет значение. Коммерческий клиент, который не успевает доставить товар, теряет продажу. Производитель, работающий по государственному контракту и не выполнивший поставленные задачи, сталкивается с последствиями совсем другого порядка. График не обсуждается. Объем не является гибким.

В то время десять сварщиков вручную занимались сваркой корпусов крупных двигателей — тяжелых промышленных отливок, используемых в нефтяном и энергетическом оборудовании. Это не маленькие, простые детали. Корпуса двигателей большие, имеют сложную конструкцию и требуют длинных, равномерных сварных швов. Ручная сварка в таком масштабе медленная и физически утомительная. Стабильность сварщика ухудшается в течение смены. Качество сварки варьируется от оператора к оператору, с утра до обеда, изо дня в день.

Десять квалифицированных сварщиков, работавших полную смену, производили продукцию, но производительность была переменной, ее трудно было точно спрогнозировать, и она находилась под все большим давлением по мере роста объемов государственных контрактов. Вопрос, который они задали SZGH, был прямым: может ли роботизированная сварочная система гарантировать производительность, необходимую для надежного выполнения этого контракта, в каждом производственном цикле?

К такому вопросу я отношусь серьезно. Речь не идет о постепенном улучшении. Речь идет о построении системы, которая их не подведет.

Почему корпусу двигателя нужна линейная направляющая, а не только робот

Я хочу конкретно остановиться на технической проблеме, потому что это основная причина, по которой это решение отличается от стандартной установки сварочного робота.

Большинство примеров применения сварочных роботов, в том числе и другие из нашего портфолио, связаны с относительно компактными заготовками. Мебельный каркас, кронштейн, гидрофитинги. Для этих применений идеально подходит рука робота, установленная в фиксированном положении и работающая с позиционером, который вращает деталь. Робот остается на месте; позиционер подводит сварной шов к роботу.

Корпус двигателя - это совсем другая проблема. Это крупные, длинные промышленные отливки. Фиксированная рука робота, независимо от ее возможностей, имеет ограниченный диапазон действия. Для заготовки такого размера одно фиксированное монтажное положение не может охватить весь путь сварки от начала до конца. Вам либо понадобится несколько роботов, расположенных вдоль детали (а это дорогостоящая и сложная конструкция), либо вы согласитесь с тем, что определенные участки сварного шва все равно придется выполнять вручную.

Ни один из них не был приемлем для требований этого клиента.

В этом решении используется линейная направляющая (или «напольная направляющая») — наземная рельсовая система, по которой робот перемещается во время процесса сварки. Вместо того, чтобы оставаться неподвижным в одной точке, робот движется по трассе, охватывая всю длину корпуса двигателя; это расширяет эффективный рабочий диапазон робота, позволяя ему обрабатывать всю заготовку с помощью одной автоматизированной программы. Одновременно позиционер вращает и наклоняет корпус, гарантируя, что робот всегда приближается к каждому сварному шву под оптимальным углом.

В результате получается трехэлементная скоординированная система: линейная направляющая, сварочный робот и позиционер — все они управляются контроллером SZGH как единой ячейкой. Робот не останавливается и не перезапускается; он непрерывно перемещается по направляющей во время сварки, останавливаясь только тогда, когда позиционеру необходимо изменить положение детали для следующего прохода.

Эта конфигурация справляется с тем, чего стационарный робот просто не может.

Решение: скоординированная трехосная сварочная ячейка

Компания SZGH поставила и ввела в эксплуатацию для этого клиента полную сварочную ячейку: промышленный сварочный робот, позиционер, рассчитанный на отливки корпусов тяжелых двигателей, и линейную направляющую, соответствующую длине свариваемых деталей.

Контроллер SZGH координирует все три элемента одновременно. При запуске программы сварки робот движется по линейной дорожке, позиционер корректирует ориентацию корпуса по мере необходимости, а параметры сварки остаются постоянными на всем протяжении — скорость перемещения, напряжение дуги, подача проволоки — независимо от того, в каком месте корпуса работает робот. Это не случай переключения ручных режимов для разных разделов. Это единый непрерывный автоматизированный цикл.

Для крупных и структурно сложных сварных швов на промышленных отливках такого типа однородность — это не просто проблема качества, это структурное требование. Сварные швы на корпусах двигателей, работающих в промышленных условиях, должны соответствовать строгим стандартам. Повторяемость системы SZGH гарантирует, что каждый корпус сходит с конвейера в соответствии с этими стандартами, смена за сменой, без изменений, которые со временем накапливаются при ручных процессах.

Система предназначена для надежного выполнения программы сварки в течение каждой производственной смены с производительностью, необходимой для соблюдения графика выпуска продукции, установленного государственным контрактом заказчика, и для дальнейшего соблюдения его, а не только в первую неделю работы.

Визит к клиенту: понимание масштаба, прежде чем рекомендовать решение

Прежде чем что-либо уточнить, мы посетили предприятие этого клиента в России.

Этот визит имел значение. Увидев воочию корпуса двигателей — большие красные корпуса промышленных насосов, зеленые многоцилиндровые блоки двигателей с рядами цилиндров — мы получили прямое представление о масштабах того, что они производят. Это прочные промышленные отливки. Фотографии не полностью передают вес и длину таких деталей, пока вы не встанете рядом с ними.

Мы встретились с командой заказчика на его предприятии, осмотрели производственный цех и подробно изучили конкретные детали и пути сварки. Мы провели замеры. Мы полностью обсудили объемы контракта и график поставок. Только после этой оценки мы окончательно утвердили рекомендацию о включении линейного пути.

Это не продажа по каталогу. Выбор неправильной конфигурации (определение фиксированного робота, когда требуется линейный путь) привел бы к созданию системы, которая не смогла бы решить реальную проблему. Доверие клиента к SZGH было построено благодаря консультации на месте, а предоставленная нами спецификация была основана на непосредственном знании их работы. Именно так мы работаем с заказчиками из тяжелой промышленности, и именно поэтому мы делаем посещение объектов стандартной частью нашего процесса для приложений такого масштаба.

Почему этот случай важен для тяжелой промышленности

Большинство тематических исследований по автоматизации сварки сосредоточено на легком производстве — мелких деталях, коротких сварных швах, повторяющихся циклах большого объема. Это действенные приложения, и SZGH хорошо им служит. Но этот случай демонстрирует другое.

Сварочные роботизированные системы SZGH масштабируются для применения в тяжелой промышленности — крупных отливок, длинных сложных сварных швов и требований надежности по государственным контрактам. Производители энергетического оборудования, нефти и газа, тяжелого машиностроения и промышленной инфраструктуры сталкиваются с одним и тем же структурным узким местом: ручная сварка крупных деталей выполняется медленно, непоследовательно и ее трудно масштабировать. Конфигурация линейных направляющих расширяет возможности роботизированной сварки до размеров деталей, для которых в противном случае потребовались бы специальные системы с большой рамой, но по значительно более высокой цене.

Если ваше производство предполагает обработку крупных деталей и высокую производительность, об этой конфигурации стоит поговорить напрямую.

Сводка результатов

Готова ли ваша производственная линия к автоматизации?

SZGH работает с производителями тяжелой промышленности, энергетики и точного производства — от компактных сборок до крупных промышленных отливок. Мы оцениваем вашу фактическую производственную линию, детали и требования к производительности, прежде чем рекомендовать какую-либо конфигурацию. Если вы находитесь под давлением контрактов или расширяете производство, давайте поговорим о том, как выглядит подходящая система для вашей конкретной ситуации.