Роботизированная сварка оси полуприцепа

Крупнейший российский машиностроительный завод «ТОНАР» - производитель прицепной и полуприцепной техники, самосвалов, автопоездов повышенной грузоподъемности. Производство такой техники - это сложный технологический процесс, основанный на сварке листов металла большой толщины. Мощные металлоконструкции обеспечивают большую надёжность и грузоподъёмность. Но сварка таких изделий – кропотливый, длительный и физически тяжёлый процесс, требующий больших усилий и профессионального мастерства.

Чтобы обеспечить высокий уровень качества и производительности завод «ТОНАР» выполняет переход на автоматизацию и роботизацию производства, постоянно выбирая оптимальные условия поставки, наладки, технической поддержки и качества поставляемого оборудования. Важным условием при выборе поставщиков оборудования для роботизации завода является возможность компании-поставщика спроектировать аналог уже имеющимся роботизированным ячейкам и умение наладчиков подключать периферийные роботизированные устройства к роботам других моделей. 

Специалисты компании SMD обладают опытом работы с различными производителями и моделями промышленных роботов, а также способны спроектировать и подключить любое оборудование в составе роботизированных комплексов. Оценив опыт работников и выгодные условия сотрудничества, руководство «ТОНАР» приняло решение о начале совместной работы с Smart Mechanical Devices.

Итоговое конструктивное решение, которое было поставлено на завод, включало в себя следующее оборудование:

1. Сварочных роботов с полой рукой серии RH06A2, производства GSX – 2 шт
2. Интеллектуальные сварочные полуавтоматы Proxima, производства MGT – 2 шт
3. Станции очистки горелок – 2 шт
4. Комплект оборудования (драйвер + двигатели + комплект кабелей) для подключения внешней оси, сконструированной и разработанной заказчиком

Аналог данного комплекса уже стоял на производстве, поэтому для операторов не составило труда адаптироваться к работе с новым оборудованием.

Сконструированный сотрудниками производства позиционер имеет 2 зоны загрузки-выгрузки и 3 оси вращения. Обе зоны снабжены жёсткими рамами и надёжными кондукторами для закрепления заготовки. Каждая из рам вращается, для обеспечения большей досягаемости манипулятора робота в процессе обработки изделия. В стойках позиционера также расположена ось вращения, изменение положения которой меняет местами готовые изделия с необработанными. Робоячейки с аналогичным позиционером Robaxis (производство в Калининграде) были успешно интегрированы на одном из производств группы компаний IEK. На страничке данного проекта Вы можете более подробно ознакомиться с принципом работы данного устройства позиционирования: Роботизация сварки электротехнического оборудования >>

Комплекс роботизированной сварки ТОНАР работает следующим образом:

1. Оператор закрепляет заготовки для оси полуприцепа в кондукторе и устанавливает привариваемую накладку. 
2. При подаче команды оператором позиционер меняет местами обработанное изделие с заготовками.
3. Перед обработкой каждой детали оба робота подводятся к станциям очистки роботизированных горелок для подрезки проволоки и срезки нагара.
4. Оба робота находят положение накладки, применяя контактный метод слежения TOUCHSENSE, после чего начинают обработку. В зависимости от смещения накладки смещается и положение сварных швов.
5. В то время как роботы сваривают изделие, оператор снимает обработанную ранее ось и устанавливает новую заготовку.
6. По окончанию процесса установки заготовок оператор даёт команду для вращения позиционера, и цикл повторяется.

За счёт того, что смещение накладок на заготовках небольшое и происходит только по одной оси, при согласовании и запуске данной ячейки было принято решение использовать только метод слежения TOUCHSENSE со смещением по 1 оси (за счёт этого робот касается заготовки только 1 раз, что сокращает итоговое время обработки). Данный метод прост в настройке и эксплуатации и доступен на всех моделях сварочных роботов GSX, однако для его осуществления требуется также настройка сварочного источника. Подавляющее большинство моделей сварочных аппаратов от компании MGT позволяют использовать данную функцию без каких-либо сложностей, а в некоторых моделях таже допускается настройка подаваемого напряжения. Стоит отметить, что для наиболее корректного расчёта смещения рекомендуется использовать сварочную горелку с проволочным тормозом.

Принцип работы у данного метода слежения следующий: сварочный источник подаёт напряжение на проволоку. Робот медленно движется в сторону обрабатываемой детали. В момент контакта проволоки с поверхностью металла электрическая цепь замыкается (за счёт подключённой сварочной массы), о чём источник получает сигнал обратной связи. После этого сигнал о замыкании цепи передаётся в ПЛК робота, и координата рабочего органа записывается. За счёт того, что в программе задаётся «идеальное» положение заготовки система управления без труда рассчитывает разницу между «идеальной» и реально координатой нахождения края заготовки. Именно на эту разницу и происходит смещение программы сварки. Так как в данном случае смещение может происходить только по одной оси, для работы был выбран самый простой тип поиска – поиск по 1 оси без вращения заготовки, с 1 точкой контакта с обрабатываемой поверхностью. При необходимости данный метод слежения способен отслеживать линейные смещения и повороты заготовки по всем трём осям, а также смещение окружностей (опираясь на смещение их центров).

Данная ячейка обрабатывает одну заготовку за 8 минут, требуя от оператора только снятие готовых изделий и установку новых заготовок. В сравнение с ручной сваркой получаемые соединения более прочные, стабильные и не требуют постобработки и высокого профессионализма от сварщика. Участие в данном проекте позволило специалистам нашей компании учесть полученный опыт в других проеках по роботизации сварки, оптимизировать конструкцию позиционеров собственного производства, разработать типовые решения.