Роботизация сварки секций стрел крано-манипуляторной установки

На данный момент на территории одного предприятия компанией SMD внедрено несколько комплексов роботизированной сварки различных элементов крановой техники: гидроцилиндров, стрел КМУ (как целых, так и их секций), балок, опор и прочих мелких элементов. Также в декабре 2024 года был успешно внедрён комплекс роботизированной разгрузки печей закалки, включающий в себя робота с грузоподъёмностью 500 кг.

Представляемый комплекс является частью масштабного проекта по роботизации завода, выпускающего крановую технику, и предназначен для сварки секций стрел крано-манипуляторной установки (КМУ), выполненных из листового металла толщиной 3 мм.

В основе РТК - сварочный робот серии RH06A3 (GSX), размещённый на подвижной каретке. Помимо манипулятора робота на каретке также расположены шкаф управления роботом, интеллектуальный сварочный источник Proxima (MGT) и фильтровентиляционная установка. Каретка перемещается вдоль направляющих, установленных на линейном треке для робота RAXLINE (Robaxis). Линейный трек является внешней осью сварочного робота, управление встроено в общую систему и контролируется с пульта управления роботом.

Для большей точности позиционирования рабочего органа в процессе сварки робот дополнительно оснащён лазерной системой слежения за сварным швом (Full-V), позволяющей нивелировать изменение геометрии разделки, вызванное температурной деформацией металла. В данном проекте система слежения работает в «активном» режиме, постоянно сканируя изделие в процессе сварки и движения манипулятора, и корректируя конечную траекторию в зависимости от фактического отклонения. Данная система слежения без проблем интегрируется в комплексы, требующие движения внешних осей в процессе сварки с применением колебаний.

С двух сторон от линейного расположены уникальные установки для сборки-сварки балок коробчатого сечения собственной разработки (Robaxis). Сварка продольного шва осуществляется на охлаждаемой медной подложке, что гарантирует стабильное формирование обратного валика шва, качество которого является безусловным требованием при изготовлении грузоподъемной техники.

Фиксация изделия осуществляется путём нажатия двух ножных педалей. Каждая из педалей контролирует поднятие/опускание прижимных губок с соответствующей стороны установки. За счёт неодновременного опускания прижимных губок у оператора есть дополнительная возможность выравнивания обрабатываемого изделия. Для гарантии заполнения разделки за один проход сварочная траектория строится с применением колебаний.

Дополнительно установка оснащена полуавтоматической системой загрузки выгрузки изделий, увеличивая и без того высокую производительность комплекса. Управление узлами установки, как и всей периферийной техники, полностью интегрировано со сварочным роботом GSX.

Комплектация роботизированного комплекса

Роботизированный сварочный комплекс включает в себя следующее основное оборудование:

• Промышленный робот GSX RH06A3-2076
• Линейный трек для робота RAXLINE Robaxis длиной 4 метра, с кареткой для робота
• Установка для сварки балок коробчатого сечения 140° с подъёмным механизмом для загрузки заготовок Robaxis
• Установка для сварки балок коробчатого сечения 120° с подъёмным механизмом для загрузки заготовок Robaxis
• Водоохлаждающая машина (чиллер) работает попеременно на обе установки
• Система лазерного слежения за сварочным швом FV-160
• Контроллер промышленного робота GSX RH06A3
• Сварочный полуавтомат MGT Proxima 500P: (G/W) с блоком охлаждения и механизмом подачи проволоки
• Фильтровентиляционное оборудование для сварочного робота GSX
• Роботизированная горелка TRM605W с жидкостным охлаждением
• Пневматическая станция очистки горелок SC200A

Порядок работы роботизированного комплекса

Рабочий цикл данного комплекса выглядит следующим образом:

1. Оператор загружает заготовку в установку для сборки-сварки и прижимает её к охлаждаемым медным пластинам путём поочерёдного нажатия ножных педалей.
2. По готовности оператор нажимает кнопку старта программы. Манипулятор начинает сварку загруженного изделия. Погрешности при позиционировании нивелируются лазерной системой слежения за сварным швом Full-V. Она же корректирует движение в зависимости от температурной поводки металла.
3. Пока манипулятор обрабатывает изделие, оператор закрепляет заготовку во второй установке аналогичным способом и по готовности, также нажатием кнопки, даёт команду на запуск.
4. После обработки первого изделия робот приступает к работам на второй установке. В это время оператор безопасно для себя может извлечь обработанное изделие из первой установки.

В данном случае лазерная система слежения применяется не только для нивелирования погрешности, возникающей ввиду температурной деформации металла, но и для упрощения работы оператора. За счёт наличия лазерного датчика и геометрии самого изделия позиционирование при фиксации допускает погрешность вплоть до нескольких сантиметров. А благодаря наличию двух зон загрузки-выгрузки непроизводственные временные затраты при эксплуатации комплекса сводятся практически к 0.

Производительность такого комплекса равна производительности 3-х сварщиков, а получаемые швы намного более стабильны, качественнее и аккуратнее.