Автоматизированная лазерная очистка профильных труб для «УКВЗ»

Современные предприятия крупного бизнеса ищут новые способы оптимизации технологических процессов, в том числе это касается очистки используемых материалов. Лазерные технологии имеют множество преимуществ, среди которых: непрерывная работа, стабильный результат и увеличение производительности.

В 2022 году компания Pokkels разработала автоматизированную систему очистки профильных труб по заказу завода «УКВЗ». Узнайте подробности о процессе создания устройства и его работе в этой статье.

О компании и задаче

«Усть-Катавский вагоностроительный завод» («УКВЗ») — один из лидеров по производству и ремонту трамваев в России. Более 50% трампарка страны занимает доля трамваев производства «УКВЗ». Трубы с прямоугольным сечением как несущая часть конструкции являются составным элементом каждого подвижного состава трамвая. Поэтому на предприятии всегда актуальна задача по очистке профильных труб для подготовки к дальнейшим работам: сварке и покраске. 

В поиске современных способов эффективной и быстрой обработки труб, завод «УКВЗ» обратил внимание на лазерную очистку. В нашу компанию предприятие обратилось с задачей разработать систему автоматической лазерной очистки профильных труб с диапазоном размеров от 45х45 до 180х90, интегрированную в существующую конвейерную линию.

Прежние методы очистки

Завод «УКВЗ» использует новые трубы, на поверхности которых остается производственная смазка и появляется коррозия. Для их очистки использовалась механическая обработка с помощью щеток. Такой подход имеет ряд недостатков среди которых можно выделить:

• Нестабильное качество очистки — каждый человек может по-разному очищать трубу
• Трудозатраты — требуется больше людей для обработки длинной трубы
• Продолжительное время очистки — персонал работает с разной скоростью

Качество предварительной очистки влияет на состояние конечного изделия. Некачественная обработка приводит к ненадежному нанесению краски, которая впоследствии может отвалится и привести к проблемам будущих владельцев и убыткам компании. 

Этапы работы Pokkels

Создание прототипа и первые тесты

Трубы имеют прямоугольное сечение, поэтому сразу было понятно, что для обработки каждой из сторон трубы необходима установка с четырьмя лазерными головами. Однако на начальном этапе было важно прояснить:

• может ли лазерное устройство обеспечить необходимую производительность — 5 погонных метров в минуту
• хватает ли одной лазерной головы для очистки широкой стороны трубы
• какая оптимальная мощность требуется для очистки

Первоначальный стенд представлял из себя движущуюся лазерную голову мощностью 100 Вт, которая очищала половину широкой стороны трубы. В первую очередь было важно подобрать оптимальные параметры лазерного излучения для достижения необходимых показателей производительности. 

Далее выяснилось, что для обработки широкой стороны трубы нужно использовать две головы, поскольку развертка лазерного луча на всю ширину приводит к снижению производительности. 

Разработка финальной версии

Профильные трубы перемещаются по предприятию с помощью рольгангов в горизонтальном положении. Для точной лазерной очистки было важно, чтобы трубы заходили в установку под углом 45 градусов и двигались со скоростью не выше 0,5 метров в минуту.

По итогам согласования конструкции и места размещения автоматизированной системы наши специалисты приступили к созданию финальной версии установки, которая состояла из стойки, рамы позиционирования и шести лазерных голов.

Специалисты Pokkels разработали специальное программное обеспечение для работы системы. Его отличительная особенность — простой интерфейс с минимальными настройками. Все, что требуется от оператора — выбрать размер трубы и режим очистки. Система сама определяет сколько голов необходимо использовать. Процесс лазерной обработки запускается автоматически, когда труба оказывается внутри установки.

Лазерные головы размещены на раме позиционирования и имеют пневматические приводы с упорными роликами. Когда труба попадает внутрь рамы срабатывает датчик и пневматические упоры с четырех сторон надежно фиксируют трубу в пространстве для последующей лазерной очистки. Все это время движение трубы обеспечивается с помощью рольгангов. По окончании обработки срабатывает датчик, лазерное излучение выключается и головы возвращаются в исходное положение.

Итог

Готовая система автоматической лазерной очистки имеет низкое энергопотребление — 3 кВт и позволяет проводить обработку профильных труб за короткое время. Устройство имеет большой  ресурс работы: более 100 000 часов. Помимо этого, заказчик получил стабильное качество очистки и возможность увеличить количество выпускаемой продукции. Установка легка в освоении, для работы с ней требуется только один оператор.