Роботизация сварки элементов кабеленесущих систем на электротехническом производстве

Кабеленесущие системы — это металлические конструкции, предназначенные для организации и установки системы кабельной прокладки внутри зданий и сооружений. Они обеспечивают безопасность и надежность работы электропроводки, защищая кабели от механических повреждений, воздействия внешних факторов и пожаров.Элементы кабеленесущих систем также облегчают доступ к проводам для обслуживания и ремонта.

Заказчику было важно иметь надёжную систему для безопасной работы оператора, две зоны загрузки-выгрузки (для минимизации времени простоя оборудования), а также иметь возможность быстро менять сборочно-сварочную оснастку в зависимости от модели обрабатываемого изделия. Для обеспечения высокого уровня производительности и качества продукции на были разработаны и внедереныв эксплуатацию два сварочных роботизированных комплекса, которые включают в себя комплект оборудования:

• Сварочные роботы серии RH06A3 от GSX с радиусом рабочей зоны 1700 мм и 2076 мм, манипулятор размещён на неподвижной тумбе, осуществляет автоматизированную сварку без участия оператора.
• Н-позиционеры RAX-H.500 Robaxis производства SMD – сварочный вращатель с двумя раздельными рабочими зонами. Имеет 3 отдельные оси вращения, движение которых задаётся системой управления робота.
• Интеллектуальные сварочные полуавтоматы MGT – роботизированный сварочный источник.
• Станции очистки горелок AT01 производства Arctec – периферийное оборудование, применяемое для удаления сварочных брызг с сопла горелки.
• Сборочно-сварочная оснастка – система прижимов, разработанная по индивидуальному проекту с учётом необходимости быстрой адаптации под изделия разных размеров.
• Система безопасности – защитное ограждение с лазерными датчиками пересечения рабочего периметра зон.

Н-образный позиционер специально разработан для сварки изделий, требующих во время обработки поворота относительно продольной оси и самый важный параметр, когда время установки изделия соизмеримо с временем обработки изделия. Позиционер имеет три управляемых оси. Первая ось – вертикальная, осуществляет смену позиций позиционера, с первой на вторую. Вторая и третья ось осуществляют поворот изделия или, как в данном случае, оснастки с изделиями во время проведения рабочего процесса и проведения операций загрузки и выгрузки. Н-образный позиционер специально создан для работы в составе роботизированного комплекса, имеет повышенную точность, а его привода являются дополнительными осями манипулятора робота, управление которыми интегрировано в общую систему управления комплексом.

         

         

Защитная ячейка «Full Safety» была разработана с учётом особенностей роботизации сварочного процесса. Защитная ячейка представляет из себя периметр, ограждённым металлическими листами, защищающими оператора и остальных сотрудников производства от вредоносного светового излучения, вырабатывающегося во время сварочного процесса. Защитный периметр в двух местах оснащён проходами. Каждый проход снабжён лазерными датчиками для контроля наличия оператора внутри роботизированной ячейки. В данном проекте система управления комплексом была настроена таким образом, что при срабатывании датчиков прохода со стороны манипулятора робота все процессы останавливаются до момента, пока сотрудник не покинет периметр. В случае срабатывания датчиков со стороны зоны загрузки-выгрузки манипулятор заканчивает обработку заготовок и останавливается до момента, пока оператор не покинет зону загрузки-выгрузки.

Также для обоих комплексов были разработаны комплекты индивидуальной сборочно-сварочной оснастки, состоящей из модульных плит и позволяющей обрабатывать в одной программе разные модели заготовок. Оснастка разрабатывалась и создавалась под конкретные детали и дорабатывалась в процессе пусконаладки с учётом реальных условий производства. Каждая из плит оснащена индивидуальным датчиком, состояние которого система управления проверяет при старте каждой программы. Данное решение предотвращает запуск программы обработки заготовок, модель которых отличается от установленных. Также благодаря интеграции лазерной защитной ячейки «Full Safety» ось вращения H-образного позиционера заблокирована на всё время нахождения оператора в пределах защитного периметра.

1. Оператор устанавливает заготовки в оснастке, выходит из зоны загрузки/выгрузки и нажимает кнопку безопасной зоны, разрешающую поворот позиционера. Этим действием оператор подтверждает отсутствие людей внутри защитного периметра и даёт разрешение на дальнейшую работу комплекса.
2. Получив сигнал об отсутствии людей внутри РТК, система подаёт команду вращения для Н-позиционера, сменяя рабочие зоны.
3. Манипулятор приступает к обработке заготовки, в этот момент оператор может зайти в зону загрузки/выгрузки, забрать готовые изделия и загрузить новые заготовки. В случае, если программа обработки завершилась раньше, чем закончилась установка новых заготовок, манипулятор будет стоять в парковочном положении, ожидая команды об отсутсвии оператора в зоне.

  

  

По завершению пусконаладочных работ сотрудники SMD подробно объяснили операторам принцип работы роботизированных комплексов с защитными ячейками, а также провели инструктаж по работе с нововведённым оборудованием. На данный момент первый комплекс проходит финальный этап пусконаладки, заключающийся в наладке режимов сварки под предоставленные заготовки; а второй комплекс работает в режиме 24/7. Время обработки одной заготовки на комплексе составляет менее 30 секунд, что позволяет за смену обрабатывать более 1200 деталей. В настоящий момент на данном РТК обрабатывается 108 типов изделий.