Роботизация сварки на производстве электротехнического оборудования

Листовые кабельные лотки — 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. Лотки также облегчают доступ к проводам для обслуживания и ремонта. Для крепления лотков необходимо большое количество кронштейнов различной конфигурации. На момент обсуждения комплекта поставляемого оборудования у специалистов компании Smart Mechanical Devices уже был опыт работы с подобного рода изделиями, так что клиенту оперативно подобрали необходимое оборудование, периферийные устройства и разработали несколько индивидуальных комплектов сборочно-сварочной оснастки для каждого комплекта оборудования.

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. В ходе переговоров остановились на следующем комплекте оборудования для каждой из поставленных комплексов:

Состав первого роботизированного комплекса:

• Сварочный робот серии RH06A3 от компании GSK с радиусом рабочей зоны 1700 мм
• H-образный позиционер с двумя зонами загрузки-выгрузки Robaxis
• Комплект оборудования для лазерной сварки
• Лазерная защитная ячейка «Full Safety»

• Сварочный робот серии RH06A3 от компании GSK с радиусом рабочей зоны 2076 мм
• H-образный позиционер с двумя зонами загрузки-выгрузки Robaxis
• Интеллектуальный сварочный полуавтомат Artsen Pro, Megmeet (MGT)
• Лазерная защитная ячейка «Full Safety»

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.

Лазерная 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 было разработано по 3 комплекта индивидуальной сборочно-сварочной оснастки, состоящей из модульных плит и позволяющей обрабатывать в одной программе 3 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 входит в зону загрузки-выгрузки, первая ось вращения H-образного позиционера блокируется.
2. Оператор меняет модель обрабатываемого изделия или закладывает новые заготовки.
3. При выходе из зоны загрузки-выгрузки оператор нажатием кнопки сбрасывает предупреждение системы безопасности. Первая ось вращения H-образного позиционера разблокирован.
4. Система управления поворачивает ось вращения H-образного позиционера, робот начинает обработку заготовок. В случае несовпадения установленного типа детали с типом детали в программе, система выдаёт соответствующую ошибку. На данном этапе во время обработки заготовок роботом оператор может безопасно находиться в зоне разгрузки, для снятия обработанных деталей и установки новых заготовок.

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. Также для увеличения номенклатуры обрабатываемых изделий в настоящее время конструктора компании SMD разрабатывают дополнительные комплекты модульной сборочно-сварочной оснастки.

За счёт единоразовой обработки сразу 3 деталей и 2 зон загрузки-выгрузки производительность нового комплекса превышает старый почти в 4 раза, а сам комплекс более безопасен для оператора.