Разработка автоматизированной системы лазерной сварки для компании АО «Автоэлектроника»

Высокая точность, повторяемость результата и скорость — основные преимущества, благодаря которым производители все чаще обращают внимание на автоматизированные системы лазерной сварки. Такое оборудование, разработанное с учетом индивидуальных особенностей производства, позволяет в полной мере раскрыть потенциал лазерных технологий. В этой статье мы хотим рассказать о нашей новой разработке — системе автоматизированной сварки элементов электроусилителя руля для компании АО «Автоэлектроника».

О компании

АО «Автоэлектроника» — ведущий разработчик и производитель электронных автомобильных компонентов для крупнейших российских и зарубежных автомобильных концернов. Компания производит электромеханические усилители руля, системы отопления салона, элементы управления и другие электронные компоненты. Один из главных партнеров и заказчиков компании — автоконцерн АВТОВАЗ.

В чем задача

В процессе сборки электромеханического усилителя руля проводится монтаж датчика момента и магнитопровода. Классический способ монтажа такого рода элементов предполагает использование клеевых составов. Такой способ имел ряд недостатков: 

• Требовалось время для полимеризации клея;
• Клеевое соединение могло разрушится в процессе эксплуатации;
• Из-за санкций появились сложности с поставками клея.

Компания «Автоэлектроника» обратила внимание на лазерную сварку как альтернативу склеиванию деталей, поскольку она позволяет выполнять монтаж деталей быстро и надежно. АО «Автоэлектроника» обратилась в компанию Pokkels для разработки автоматизированной системы лазерной сварки.

Этапы работы

1 этап: Первые эксперименты

Наши специалисты провели ряд экспериментов, чтобы найти оптимальный способ автоматизации сварки. Для начала была проведена тестовая обработка в ручном режиме, которая дала положительные результаты. Затем была проведена серия тестов сварки в полуавтоматическом режиме для подбора оптимальных параметров. Заготовка размещается на устройстве вращения, сварка осуществляется точечно в импульсном режиме с помощью системы на базе непрерывного источника IPG.

2 этап: Интеграция системы калибровки

При монтаже магнитопровода критически важным является его позиционирование относительно датчика момента. В противном случае может быть нарушена геометрия конструкции, смещение элементов относительно друг друга будет влиять на корректность работы системы. Заказчик предоставил свое устройство с обратной связью для измерения показателей калибровки магнитопровода относительно датчика момента. Оборудование требовалось интегрировать в нашу автоматизированную систему сварки. Для этого в установку была заложена функция проверки калибровки: если проверка пройдена, то система запускает сварочный процесс.

3 этап: Финальная сборка

Специалисты Pokkels протестировали достаточное количество режимов сварки для подбора необходимых параметров. По желанию заказчика система была разделена на две независимые установки. Первая сварочная машина точечно приваривает датчик момента к валу рулевой рейки. Вторая сварочная машина отвечает за сварку магнитопровода. Такое разделение было важно по нескольким причинам. Во-первых, между этапами сварки происходят другие технологические операции. Во-вторых, сварочные процессы отличаются друг от друга по сложности. Сварка датчик момента выполняется быстро в произвольном порядке, а сварка магнитопровода требует предварительной механической калибровки, что занимает больше времени.

Поскольку установка магнитопровода выполняется в ручном режиме и требует калибровки, вторая сварочная установка разделена на три секции. Центральная секция отвечает за сварку магнитопровода. Секции слева и справа представляют собой рабочие посты для операторов. Оператор устанавливает электромотор, монтирует магнитопровод опираясь на показания системы калибровки датчика момента и нажимает кнопку запуска сварки. Перед сваркой система производит контроль показателей калибровки магнитопровода. Если магнитопровод откалиброван верно — происходит сварочный процесс. Пост предполагает одновременную работу двух операторов и одной сварочной кабины. Изделия на сварку запускаются поочередно с двух постов операторов. 

Итоги

Разработанная нами система позволяет производить сварку в полуавтоматическом режиме — оператор устанавливает заготовку и подключает к системе, дальнейшая работа происходит по заданной программе автоматически. Контроллеры аппаратов позволяют настраивать мощность, периодичность, длительность сварки, ширину шва и др. Чтобы минимизировать ошибки оператора, для него вынесены отдельно кнопки запуска и остановки сварочного процесса. Скорость сварки в обоих аппаратах занимает пару секунд. Весь цикл производства системы от разработки до поставки занял 6 месяцев.