Роботизация лазерной сварки для завода «Ладога»

Роботизация сварочных процессов — одно из важных направлений для компании Поккельс. Это отличный способ для многократного увеличения производительности и снижения рисков, связанных с человеческим фактором. Далеко не всегда интеграция подобного решения требует значительных затрат. В этой статье мы расскажем, как нашли оптимальное решение автоматизации процесса сварки для завода «Ладога» с сохранением текущей модели производства.

О компании

Кировский завод «Ладога» занимается производством электротехнических шкафов и приборных стоек для телекоммуникационного, радиотехнического и электротехнического оборудования. Сварной каркас продукции выполнен из профилей холоднокатаной стали. Помимо этого, предприятие занимается изготовлением оснащения для кораблей.

В чём задача

Завод приобрел ручную лазерную сварку стороннего производителя для минимизации процессов постобработки изделий. Позже руководство предприятия решило автоматизировать процесс сварки, чтобы увеличить темпы производства и снизить количество брака. Представители завода обратили внимание на компанию Pokkels, поскольку у нас есть опыт разработки систем автоматизации лазерных устройств не только нашего производства, но и сторонних решений. Задача заключалась в разработке системы автоматизированной лазерной сварки для электрошкафов на базе имеющегося сварочного аппарата.

Изначально компания хотела получить автоматизированную систему с полным перекрытием любых размеров изделий. Однако разработка такого комплекса потребовала бы значительных вложений. Изделия могут быть разными по длине и ширине, поэтому пришлось бы разрабатывать дополнительные оси кобота и систему вращения сварочного стола. Потребовалась бы модернизация текущего производства, поскольку предприятие использует гибку металла — технологию, которая не обеспечивает точного результата сборки

В качестве оптимального решения специалисты Поккельс предложили разработать систему с коботом и двумя сварочными постами. Кобот может обрабатывать детали с двух сторон. Пока робот производит сварку в одной зоне, оператор снимает готовое изделие или переворачивает шкаф и запускает сварку во второй зоне. Такое решение позволяло значительно сократить финансовые издержки на модернизацию и продолжать использовать технологию гибки стали.

Этапы работы

1 этап: Подбор кобота и оснастки

Разработчики Поккельс подобрали кобота с учетом необходимой грузоподъемности 9 кг и радиуса действий 2,4 м. Далее было необходимо подобрать кронштейн для крепления пистолета ручной лазерной сварки. От кронштейна зависит скорость и эффективность работы кобота. Робот имеет 6 суставов, которые вращаются с разной скоростью, поэтому важно, чтобы кронштейн имел необходимый вылет для обеспечения стабильной скорости кобота в зоне сварки. Среди нескольких кронштейнов был найден оптимальный вариант. Помимо кобота и кронштейна были также подобраны упоры для фиксации заготовки электрошкафа на сварочном столе.

2 этап: Разработка режимов сварки

Следующим этапом было необходимо: разработать траекторию движения кобота, подобрать необходимые скорости, мощности, режимы работы лазера и подачи проволоки. Разработка настроек проводилась на образцах заказчика на нашем производстве. Особое внимание было уделено разработке системы подачи проволоки: большинство сварочных процессов заказчика могут выполняться без проволоки, но в некоторых случаях ее использование обусловлено плохой повторяемостью технологии гибки. Робот подает проволоку только в верхней части шкафа для заполнения зазоров.

Разработчикам Поккельс удалось добиться высокой  производительности, а также подобрать необходимые алгоритмы проходов кобота по заданной траектории. Система была разработана таким образом, чтобы оператор мог выбрать одну из предустановленных программ обработки исходя из вида изделия и запустить процесс сварки.

3 этап: Пуско-наладочные работы и обучение персонала

Готовая автоматизированная установка была доставлена на завод «Ладога». Специалисты Поккельс выполнили монтаж установки и  калибровку систем координат и траектории движения кобота. Далее было проведено обучение персонала по работе и настройкам  аппарата. Разработанные программы работы кобота позволили производству привлекать для работы персонал без специальной квалификации.

Готовое устройство сделало процесс сварки максимально простым. От оператора требуется разместить деталь на сварочном столе и закрепить ее с помощью упоров. Далее выбирается предустановленная программа в зависимости от вида электрошкафа и запускается сварка. Затем необходимо перевернуть шкаф и снова запустить сварочный процесс. Время сварки одной стороны электрошкафа занимает не более двух минут.

Итоги

Благодаря роботизации процесса сварки, предприятие смогло в 10 раз увеличить свою производительность. Если раньше процесс сварки 20 шкафов занимал у предприятия 2 дня и требовало постобработки, то теперь завод изготавливает 6 шкафов в течение часа без постобработки. Сваркой могут заниматься операторы без специальной квалификации, поскольку процесс полностью автоматизирован. Высокая точность и скорость сварки позволили компании сократить расходы на инертный газ и присадочную проволоку.