Роботизированный комплекс сварки узлов опор освещения

Компания ООО «ЛПМ-КОМПЛЕКС» из Санкт-Петербурга заказала проектирование и изготовление роботизированного технологического комплекса для сварки узлов опор освещения. Изначально для сварки одного узла требовалось до 3 сварщиков-сборщиков, совместная производительность которых составляла 15 узлов в смену. Помимо малой скорости качество и стабильность работы оставляли желать лучшего. Изготавливаемые опоры освещения используются повсеместно: в метрополитене, в офисных, жилых и производственных помещениях, в архитектурно-художественной и простой уличной подсветке. Именно из-за требований к повышенной надёжности и долговечности сварочных соединений опор руководство приняло решение об интеграции роботизированного комплекса.

Реализация проекта проходила в сжатые сроки: в декабре 2023 г. компания СМД подписала договор изготовления и поставки оборудования и уже в конце января 2024 г. часть комплекса была сдана в эксплуатацию.

В ходе обсуждения особенностей технологического процесса было принято решение изготавливать сварочный позиционер по индивидуальным чертежам. Особенностью изготовленного позиционера является проходная планшайба, необходимая для приварки фланца к трубе опоры. Так как индивидуальная разработка и производство занимает время, было принято решение разбить поставку на 2 очереди:

1. Оператор устанавливает заготовку опоры на вращатель, раскладывает косынки на специальную подставку и запускает работу комплекса.
2. Робот-манипулятор с помощью пневматического схвата забирает косынку с подставки и позиционирует ее на трубе опоры.
3. Робот-сварщик выполняет сварку прихваткой, после чего робот-манипулятор отходит в сторону, а робот сварщик производит основную сварку косынки к опоре.
   
4. Вращатель выполняет поворот заготовки на определенный угол, после чего повторяется процедура прихватки и сварки следующей косынки. Такая процедура повторяется для всех косынок.
   
5. Робот-сварщик приваривает фланец к трубе опоры как изнутри, так и снаружи. Данный этап повышает прочность итогового изделия, и именно ради него изготавливался двухстоечный вращатель с проходной планшайбой.

За счёт предварительной отгрузки самих роботов к моменту поставки вращателя и линейного трека уже были отлажены последовательность обработки и сварочные режимы. Роботы работали в штатном режиме, обрабатывая тестовые детали меньшего размера, а операторы уже могли уверенно писать программы, задействуя и робота-манипулятора, и робота-сварщика. Совместная работа обоих роботов строится на том, что в пересечении их рабочих зон двигаться может только один. Это сделано для предотвращения возможных несчастных случаев и столкновений, а реализуется путём постоянного обмена сигналами о положении между обоими роботами.

Установленное во вторую поставку периферийное оборудование позволило увеличить длину обрабатываемых изделий до 6 метров, с диаметром до 230 мм. Двухстоечный вращатель для роботов с подвижной бабкой и проходной планшайбой проектировался и изготавливался специально под этот проект командой конструкторов нашего инжинирингового центра с учётом всех пожеланий и правок заказчика. Специальная проходная планшайба используется для приварки фланца к трубе опоры изнутри и снаружи, что необходимо для достижения требуемых прочностных характеристик итогового изделия. Одна из бабок сделана подвижной для возможности обработки изделий различной длины. Диапазон движения такой бабки составляет 6 метров, что и является максимальной длиной обрабатываемого изделия. Для того, чтобы избежать просадки заготовок на удалении от мест фиксации были дополнительно установлены 2 ножничные роликовые опоры, также способные перемещаться по всей рабочей длине двухстоечного вращателя. Помимо защиты от просадок они дополнительно помогают в установке и позиционировании детали.

Линейный трек для робота RAXLINE также производится компанией СМД под торговой маркой Robaxis. Трек представляет собой рельсовый путь с подвижной кареткой и предназначен для значительного расширения рабочей зоны робота-сварщика. Благодаря эффективной длине перемещения 4 метра рабочая зона робота увеличивается в 2 раза. Для данного проекта линейный трек был изготовлен с кареткой, предназначенной для перемещения одного лишь робота, однако, в зависимости от требований, на каретке могут располагаться сварочный источник, шкаф управления роботом и другое требуемое периферийное оборудование. Подобные каретки неоднократно использовались в роботизированных ячейках в других проектах на промышленных предприятиях.

В результате совместной работы сотрудников СМД и ЛПМ-КОМПЛЕКС после ввода в эксплуатацию всего оборудования комплекс обслуживается всего  1 оператором, меняющим заготовки и контролирующим процесс выполнения программы. На данный момент производительность составляет 35 опор за смену, что вдвое превышает результаты, получаемые ранее в результате совместной работы 3 сварщиков. Также значительно повысились качество и стабильность сварных соединений и практически отпала необходимость в постобработке.