Khi một hợp đồng với chính phủ không còn chỗ cho sai sót: Tự động hàn vỏ động cơ ở Nga

Nhìn thoáng qua

Thách thức: Đầu ra được đảm bảo chứ không chỉ là đầu ra tốt hơn

Khi khách hàng này lần đầu liên hệ với chúng tôi, họ không hỏi làm cách nào để phát triển sản xuất. Họ hỏi làm thế nào để bảo vệ nó.

Đây là nhà sản xuất động cơ và xi lanh dầu hoạt động theo hợp đồng cung cấp của chính phủ - cung cấp động cơ cho các khu vực phía bắc nước Nga. Sự khác biệt đó rất quan trọng. Một khách hàng thương mại không giao hàng được sẽ mất doanh thu. Một nhà sản xuất theo hợp đồng với chính phủ không đạt mục tiêu giao hàng sẽ phải đối mặt với hậu quả của một đơn đặt hàng rất khác. Lịch trình không thể thương lượng. Âm lượng không linh hoạt.

Vào thời điểm đó, mười thợ hàn thủ công đang xử lý việc hàn vỏ động cơ lớn - vật đúc công nghiệp nặng được sử dụng trong thiết bị dầu khí và năng lượng. Đây không phải là những phần nhỏ, đơn giản. Vỏ động cơ lớn, có cấu trúc phức tạp và yêu cầu các đường hàn dài và nhất quán. Hàn thủ công ở quy mô đó rất chậm và mệt mỏi về thể chất. Tính nhất quán của thợ hàn giảm dần trong quá trình làm việc. Chất lượng mối hàn thay đổi tùy theo người thợ, từ sáng đến chiều, từ ngày này sang ngày khác.

Mười thợ hàn lành nghề làm việc toàn ca đã tạo ra sản lượng - nhưng sản lượng không ổn định, khó dự báo chính xác và ngày càng chịu áp lực khi khối lượng hợp đồng của chính phủ tăng lên. Câu hỏi mà họ đưa ra cho SZGH rất trực tiếp: liệu hệ thống hàn robot có thể đảm bảo năng suất mà chúng tôi cần để thực hiện hợp đồng này một cách đáng tin cậy trong mỗi chu kỳ sản xuất không?

Đó là loại câu hỏi tôi thực sự nghiêm túc. Nó không phải là về sự cải tiến gia tăng. Đó là về việc xây dựng một hệ thống không làm họ thất vọng.

Tại sao vỏ động cơ cần có rãnh tuyến tính - Không chỉ là rô-bốt

Tôi muốn nói cụ thể về thách thức kỹ thuật ở đây vì đó là lý do cốt lõi khiến giải pháp này trông khác với việc lắp đặt robot hàn tiêu chuẩn.

Hầu hết các nghiên cứu điển hình về rô-bốt hàn — bao gồm cả những nghiên cứu khác trong danh mục của chúng tôi — đều liên quan đến các phôi tương đối nhỏ gọn. Khung đồ nội thất, giá đỡ, khớp nối thủy lực. Đối với những ứng dụng đó, cánh tay robot được gắn ở một vị trí cố định, làm việc với bộ định vị để quay bộ phận, chính xác là cấu hình phù hợp. Robot vẫn ở nguyên vị trí; bộ định vị mang đường hàn tới robot.

Vỏ động cơ là một vấn đề hoàn toàn khác. Đây là những vật đúc công nghiệp lớn và dài. Một cánh tay robot cố định, dù có khả năng đến đâu, cũng có phạm vi tiếp cận hữu hạn. Đối với phôi có kích thước này, một vị trí lắp cố định duy nhất không thể bao phủ toàn bộ đường hàn từ đầu đến cuối. Bạn sẽ cần nhiều rô-bốt được bố trí dọc theo chi tiết — một sự sắp xếp phức tạp và tốn kém — hoặc bạn chấp nhận rằng một số phần nhất định của mối hàn vẫn phải được thực hiện bằng tay.

Cả hai điều đó đều không được chấp nhận đối với yêu cầu của khách hàng này.

Giải pháp này sử dụng đường ray tuyến tính (hoặc 'đường ray')—hệ thống đường ray gắn trên mặt đất mà robot di chuyển dọc theo đó trong quá trình hàn. Thay vì cố định tại một điểm duy nhất, robot di chuyển dọc theo đường ray để bao phủ toàn bộ chiều dài của vỏ động cơ; điều này mở rộng phạm vi làm việc hiệu quả của rô-bốt, cho phép rô-bốt xử lý toàn bộ phôi thông qua một chương trình tự động duy nhất. Đồng thời, bộ định vị sẽ quay và nghiêng vỏ máy, đảm bảo robot luôn tiếp cận từng đường hàn ở góc tối ưu.

Kết quả là một hệ thống phối hợp ba thành phần: đường ray tuyến tính, rô-bốt hàn và bộ định vị — tất cả đều được điều khiển bởi bộ điều khiển SZGH như một khối thống nhất. Robot không dừng lại và khởi động lại; nó di chuyển liên tục dọc theo đường hàn trong khi hàn, chỉ tạm dừng khi bộ định vị cần định vị lại bộ phận cho lần hàn tiếp theo.

Cấu hình này xử lý được những việc mà robot cố định không thể thực hiện được.

Giải pháp: Máy hàn ba trục phối hợp

SZGH đã cung cấp và vận hành một máy hàn hoàn chỉnh cho khách hàng này: một rô-bốt hàn công nghiệp, một bộ định vị có kích thước dành cho vật đúc vỏ động cơ hạng nặng và một đường nối đất tuyến tính phù hợp với chiều dài của các bộ phận được hàn.

Bộ điều khiển SZGH phối hợp đồng thời cả ba phần tử. Khi chương trình hàn chạy, rô-bốt di chuyển dọc theo đường tuyến tính, bộ định vị sẽ điều chỉnh hướng vỏ khi cần và các thông số hàn vẫn nhất quán trong suốt — tốc độ di chuyển, điện áp hồ quang, cấp dây — bất kể rô-bốt đang làm việc ở đâu dọc theo vỏ. Đây không phải là trường hợp chuyển đổi giữa các chế độ thủ công cho các phần khác nhau. Đó là một chu trình tự động duy nhất, liên tục.

Đối với các đường hàn lớn, có cấu trúc phức tạp trên vật đúc công nghiệp thuộc loại này, tính nhất quán không chỉ là vấn đề chất lượng mà còn là yêu cầu về kết cấu. Các mối hàn trên vỏ động cơ hoạt động trong điều kiện sử dụng công nghiệp phải đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe. Khả năng lặp lại từ hệ thống SZGH đảm bảo rằng mọi nhà ở đều đáp ứng các tiêu chuẩn đó, hết ca này đến ca khác mà không có sự biến đổi tích lũy do các quy trình thủ công theo thời gian.

Hệ thống này được thiết kế để chạy chương trình hàn một cách đáng tin cậy trong mỗi ca sản xuất, với tốc độ công suất cần thiết để đáp ứng tiến độ sản xuất theo hợp đồng với chính phủ của khách hàng — và để tiếp tục đáp ứng yêu cầu đó, không chỉ trong tuần hoạt động đầu tiên.

Chuyến thăm của khách hàng: Tìm hiểu quy mô trước khi đề xuất giải pháp

Chúng tôi đã đến thăm cơ sở của khách hàng này ở Nga trước khi chỉ định bất cứ điều gì.

Chuyến thăm đó rất quan trọng. Tận mắt nhìn thấy vỏ động cơ - vỏ máy bơm công nghiệp lớn màu đỏ, khối động cơ nhiều xi-lanh màu xanh lá cây với các hàng xi-lanh - đã cho chúng tôi hiểu trực tiếp về quy mô của những gì chúng sản xuất. Đây là những vật đúc công nghiệp đáng kể. Những bức ảnh không thể hiện đầy đủ trọng lượng và chiều dài của những bộ phận như thế này cho đến khi bạn đứng cạnh chúng.

Chúng tôi đã gặp nhóm của khách hàng tại cơ sở của họ, đi dạo trong xưởng sản xuất và kiểm tra chi tiết các bộ phận cụ thể cũng như đường hàn. Chúng tôi đã lấy số đo. Chúng tôi đã thảo luận đầy đủ về khối lượng hợp đồng và tiến độ giao hàng. Chỉ sau đánh giá đó, chúng tôi mới hoàn thiện đề xuất đưa đường dẫn tuyến tính vào.

Đây không phải là bán hàng qua catalog. Việc chọn sai cấu hình — chỉ định một rô-bốt cố định khi cần có đường ray tuyến tính — sẽ tạo ra một hệ thống không giải quyết được vấn đề thực tế. Sự tin tưởng của khách hàng đối với SZGH được xây dựng thông qua tư vấn tại chỗ và thông số kỹ thuật mà chúng tôi cung cấp được xây dựng dựa trên hiểu biết trực tiếp về hoạt động của họ. Đó là cách chúng tôi làm việc với các khách hàng công nghiệp nặng và đó là lý do tại sao chúng tôi biến các chuyến thăm cơ sở trở thành một phần tiêu chuẩn trong quy trình của chúng tôi đối với các ứng dụng ở quy mô này.

Tại sao trường hợp này lại quan trọng đối với ngành công nghiệp nặng

Hầu hết các nghiên cứu điển hình về tự động hóa hàn đều tập trung vào sản xuất nhẹ - các bộ phận nhỏ, đường hàn ngắn, chu trình lặp đi lặp lại với khối lượng lớn. Đó là những ứng dụng hợp lệ và SZGH phục vụ chúng rất tốt. Nhưng trường hợp này chứng tỏ điều gì đó khác biệt.

Hệ thống robot hàn của SZGH có quy mô phù hợp với các ứng dụng công nghiệp nặng - vật đúc lớn, đường hàn dài phức tạp và các yêu cầu về độ tin cậy theo hợp đồng của chính phủ. Các nhà sản xuất thiết bị năng lượng, dầu khí, máy móc hạng nặng và cơ sở hạ tầng công nghiệp phải đối mặt với cùng một nút thắt về cấu trúc: việc hàn thủ công trên các bộ phận lớn diễn ra chậm, không nhất quán và khó mở rộng quy mô. Cấu hình đường ray tuyến tính mở rộng khả năng hàn bằng rô-bốt đến các kích thước bộ phận mà lẽ ra sẽ yêu cầu các hệ thống khung lớn chuyên dụng với chi phí cao hơn đáng kể.

Nếu quá trình sản xuất của bạn liên quan đến phôi lớn và cam kết đầu ra khó khăn thì cấu hình này đáng để trao đổi trực tiếp.

Tóm tắt kết quả

Dây chuyền sản xuất của bạn đã sẵn sàng cho tự động hóa chưa?

SZGH hợp tác với các nhà sản xuất trong ngành công nghiệp nặng, năng lượng và sản xuất chính xác — từ các cụm lắp ráp nhỏ gọn đến đúc công nghiệp lớn. Chúng tôi đánh giá các yêu cầu về dây chuyền sản xuất, bộ phận và đầu ra thực tế của bạn trước khi đề xuất bất kỳ cấu hình nào. Nếu bạn đang chịu áp lực về hợp đồng hoặc tăng quy mô sản xuất, hãy nói về hệ thống phù hợp với tình huống cụ thể của bạn.