Промышленная автоматизация: лазер под контролем
Всё новое воспринимается нами на начальном этапе как нечто враждебное — так уж устроен человеческий мозг. Неудивительно, что мы постоянно балансируем между стремлением сохранить стабильность и тягой к изменениям, способным как улучшить нашу жизнь, так и наоборот. Казалось бы, какое отношение эти философские рассуждения имеют к промышленности, области исключительно практической?
Оказывается, самое прямое. Ведь именно страх перед новшествами побудил людей с началом промышленной революции протестовать против механизации производств. Прежде всего их пугала перспектива безработицы, однако время показало, что установка станков не приводит к полному отказу от человеческого труда. Просто труд этот становится другим, более интеллектуальным.
В наше время споры о необходимости внедрения новых промышленных решений продолжаются, но уже на новом уровне — речь идёт о том, чтобы заменить людей роботами. Разумеется, не везде, а лишь на некоторых этапах производственных процессов. В частности, активно развивается направление автоматизированной лазерной сварки. Безработица нам уже не грозит, напротив, в отрасли говорят о дефиците кадров.
«Забыл, запил, забил»
В дополнение к этой известной формуле, объясняющей причины отсутствия сотрудников на рабочем месте, руководители промышленных производств добавляют четвёртую — «заболел». И подчёркивают, что автоматизированному оборудованию всё это не грозит.
«Робот функционирует в автоматическом режиме, не перегревается, на него не действуют выделяющиеся при сварке газы, ему не требуется ежечасный перерыв (читай — перекур), который живому сварщику положен по КЗОТу. У робота не устают глаза, руки и спина, он не страдает профессиональными заболеваниями. Сварщик может отвлечься на важный телефонный звонок или сообщение, а робот нет», — рассуждает руководитель сервисного направления роботизации и внедрения промышленных роботизированных комплексов компании АО «ПроТехнологии» Илья Андреев.
«Преимущества от использования роботизированных решений — увеличение производительности в несколько раз, минимизация погрешностей, исключение ошибок, связанных с человеческим фактором. Автоматизация гарантирует высокое качество при серийном выпуске деталей, а также эффективность использования оборудования за счёт сокращения непроизводственных временных затрат, таких как настройка процесса резки, отладка, загрузка и разгрузка металла.
В случае возникновения нештатных ситуаций система автоматически останавливается, обеспечивая безопасность и надёжность процесса», — перечисляет достоинства автоматизированных лазеров генеральный директор ООО «СТМ» Сергей Масюков.
Директор по маркетингу ООО «Технограв» Виталий Жигарев отмечает, что среди промышленных предприятий в основном наблюдается спрос на комплексы по лазерной резке листа и трубы, а также на аппараты лазерной сварки. С его точки зрения, автоматизировать можно практически любые процессы, касающиеся резки металла, при использовании специального ПО и систем мониторинга.
К числу основных преимуществ такого подхода относятся экономия времени, сокращение производственных циклов, минимизация простоев и возможность максимально загрузить парк оборудования. Что касается сварки, то здесь использование роботов позволяет действовать по заранее составленной программе без вмешательства оператора. Это также гарантирует высокую производительность, выверенную точность выполнения задачи без каких-либо отклонений, снижение производственных затрат и возможность сваривать разнородные материалы.
Робот vs сварщик
Несмотря на все преимущества, не каждому предприятию, если в его технологическом процессе присутствуют сварка или резка металла, нужен робот для выполнения этих операций. Как отмечают производители, дорогое высокотехнологичное решение окупится, если установить его на крупном производстве с большими партиями готовой продукции.
«Лазерная сварка как новый тренд в металлообработке находит применение в системах с большими тиражами. Это важное достижение в повышении эффективности производства в условиях быстро меняющихся задач», — убеждён Сергей Масюков.
«Как правило, наши клиенты автоматизируют лазерные сварочные аппараты с помощью коботов для типовых повторяющихся задач, когда изделия серийные. Но иногда операторам приходится выполнять лазерную сварку в ручном режиме. Обычно это касается изделий сложной формы либо сварки в труднодоступных местах — тут промышленные роботы, к сожалению, пока бессильны», — поясняет технический директор ООО «ГК «Эквипмент Технолоджи» (GrosseMARK) Александр Пинчуков.
Представим себе производство, где за 12-часовую смену один сварщик изготавливает 200 изделий.
Из 12 часов он должен работать 10 с учётом обязательных перерывов. Но в реальности так никогда не происходит. Автоматизированное оборудование можно настроить таким образом, чтобы фактическое время его работы составляло ровно 10 часов. А если мы понимаем, сколько деталей изготавливает робот за единицу времени, без погрешностей, то можем более точно планировать производственные показатели, например годовой выход продукции и прибыль предприятия.
«Логично, что заказчик хочет понимать выгоду от приобретения роботизированной сварочной установки. Мы берём образцы деталей, которые выпускает завод, и выполняем сварку у себя на производстве, добиваясь необходимого качества. Замеряем время, которое робот тратит на выполнение одного шва и на сварку детали в целом. Эти данные передаём заказчику, чтобы он мог сравнить их с текущими показателями. В 99% случаев робот выполняет задачу значительно быстрее и с более стабильным качеством, чем сварщик.
А заказчику, естественно, нужна большая выработка. Используя автоматизированные технологии, можно повысить производительность предприятия минимум в два раза. Можно и больше, это уже зависит от партийности выпускаемой продукции», — рассказывает Илья Андреев.
По мнению специалистов «ПроТехнологии», роботизация не нужна предприятиям, которые выпускают широкий ассортимент мелкосерийной продукции. В этом случае проще посадить сварщика с чертежом, чем настраивать сложное дорогостоящее оборудование на выполнение узкой краткосрочной задачи.
«На текущий момент с роботами можно интегрировать практически любой лазерный станок, главное, чтобы это имело экономический смысл. Если предприятие активно растёт, наращивает объём выпускаемой продукции и та является типовой, то следует задуматься об автоматизации. Экономическая отдача от таких внедрений, исходя из практики наших клиентов, составляет сотни тысяч и даже миллионы рублей в год», — аргументирует свою точку зрения технический директор GrosseMARK.
Не только сварка
В компании «СТМ», которая с 2016 года является официальным дистрибьютором завода Han’s Laser, отмечают, что лазерная сварка металла на текущий момент больше всего требует автоматизации с помощью роботов и коботов. По наблюдениям специалистов, спрос на аппараты для лазерной сварки металла значительно вырос в 2023. Однако автоматизировать можно и другие технологические процессы, выполняемые с применением лазеров. Так, специалисты компании «Технограв» подтверждают, что целесообразно применение промышленных роботов по лазерной очистке.
«Автоматизация этого процесса возможна с помощью специализированных роботов-манипуляторов. Как правило, она необходима крупным промышленным предприятиям, где задействовано очень много различных производственных циклов», — считает директор по маркетингу ООО «Технограв» Виталий Жигарев.
«У нас были кейсы внедрения аппаратов для лазерной очистки с коботом для автоматизации типовых действий при освобождении металла от ржавчины и масляных загрязнений. Многолетняя практика показывает, что автоматизировать именно процесс лазерной очистки имеет смысл только при наличии серьёзных объёмов, а изделия при этом должны быть типовые, чтобы оператору лазерного станка после не пришлось дочищать вручную за роботом», — подтверждает Александр Пинчуков.
По его словам, на рынке также наблюдается серьёзный спрос на лазерные датеры, устанавливаемые в конвейер.
«Такие маркировочные аппараты хорошо себя зарекомендовали в качестве замены каплеструйных и термотрансферных принтеров, поскольку лазер работает без чернил и наклеек. Такой ажиотаж мы связываем с тем, что сейчас нет проблем с подбором лазерных излучателей для достижения наиболее контрастной и скоростной маркировки», — дополняет технический директор GrosseMARK.
Автоматизация постепенно охватывает и другие производственные процессы: маркировку продукции, сортировку и доставку готовых изделий с использованием роботизированных тележек.
«При автоматизации лазерной гравировки ранее была сложность с достижением оптимального баланса скорости гравировки и чёткости прорисовки символов на высоких скоростях конвейера.
Необходимо, чтобы тем клиентам, кто использует лазерные маркировочные системы, не приходилось замедлять скорость конвейеров. За последние два года эта отрасль значительно шагнула вперед, у нас появились скоростные гальванометрические сканаторы, которые позволяют наносить маркировку на изделие за доли секунды», — поясняет Александр Пинчуков.
Комплексный подход
По наблюдениям Сергея Масюкова, сегодня у производителей есть возможность объединять высокопроизводительные станки, стеллажи хранения, передвижные платформы и роботы-манипуляторы в единый механизм, который позволяет решать сложные задачи по раскрою металла.
«Из-за высокой мощности источников и быстрой работы такие станки очень удобны для включения их в цепочки автоматизации. Они оснащены сменными столами и гидравлической подъёмной системой для единого уровня рабочей поверхности, что идеально подходит для применения роботов-манипуляторов. Программное обеспечение обеспечивает интеграцию и настройку всех систем станка. Это даёт возможность отслеживать и осуществлять работу всей производственной линии с одного места или электронного устройства», — подчёркивает гендиректор ООО «СТМ».
Кроме того, он отмечает, что сейчас наиболее актуальны системы адресного хранения металла, роботизированные системы (манипуляторы) для загрузки/разгрузки металла, роботы для сортировки, передвижные устройства. С их помощью можно автоматизировать до 90% всех производственных операций. Например, выполнять настройку и программирование станка на этапе подготовки к производству, а также загрузку и разгрузку металла без участия человека.
«Особенность применения таких автоматизированных комплексов заключается в том, что каждая функционирующая единица имеет собственные датчики контроля и мониторинга. Например, робот-манипулятор загрузки и подачи металла оснащён встроенным датчиком определения толщины листа металла для исключения ошибки и подачи двойных листов в зону резки. Это обеспечивает максимально автоматизированный и бесшовный процесс работы всего заготовительного участка», — подчёркивает Сергей Масюков.
Автоматизировать можно практически любые процессы, касающиеся лазерной обработки металла, при использовании специального ПО и систем мониторинга. Главное, чтобы это имело экономический смысл.
Текст: Мария Кармакова
