Yaskawa: роботизированный комплекс для плазменной закалки колесных пар на НЛМК - кейс Top 3D Group
В 2023 году компания Top 3D Group выполнила полную интеграцию роботизированного комплекса на основе промышленного манипулятора Yaskawa в технологические процессы Новолипецкого металлургического комбината.
Содержание:
Видеоверсия
О компании
Новолипецкий металлургический комбинат – основная производственная площадка международной группы НЛМК, одной из самых эффективных металлургических компаний мира с активами в России, странах Евросоюза и Соединенных Штатах Америки.
НЛМК — предприятие с полным металлургическим циклом: от производства сырья для выплавки чугуна и стали до конечной продукции — плоского металлопроката с высокой добавленной стоимостью.
Высококачественная металлопродукция НЛМК применяется в различных стратегически важных отраслях экономики: от строительства и машиностроения, до производства энергетического оборудования и труб большого диаметра.
Задача
Одним из важных структурных подразделений липецкой площадки НЛМК является механоремонтный цех. Коллектив цеха занимается ремонтом специального подвижного состава, в том числе чугуновозов и шлаковозов.
В процессе эксплуатации вагонов, предназначенных для перевозки расплавленного чугуна и жидкого шлака, возникает необходимость в замене колесных пар, подпятников и целого ряда деталей, периодически выходящих из строя.
Так, в ходе эксплуатации колесных пар, на их поверхности образуются дефекты, которые периодически удаляются механическим способом для восстановления профиля колеса. Однако в результате обточки вынужденно удаляется верхний, наиболее упрочненный изготовителем слой металла.
Для увеличения стойкости, а следовательно, и срока службы деталей, инженеры предприятия предложили использовать метод плазменной закалки.
Специалисты механоремонтного цеха провели успешные испытания с использованием установки для поверхностной плазменной закалки УДГЗ-200 Smart. Однако выяснилось, что ручная закалка дает невысокий уровень точности и качества слоя.
Руководство цеха приняло решение роботизировать процесс плазменной закалки — так было сформировано техническое задание на приобретение и интеграцию робототехнического комплекса для закалки колесных пар, тел вращения и плоских деталей.
Интеграция
Компания Top 3D Group осуществила полный цикл интеграции и пуско-наладочных работ. Над проектом трудилась целая команда инженеров-робототехников с различными компетенциями.
На предварительном этапе инженеры подготовили необходимую конструкторскую документацию, разработали электрические и пневматические схемы, а также алгоритмы работы комплекса.
Перед поставкой оборудования была произведена предварительная сборка и отладка работы всех систем на производстве Top 3D Group.
На заключительной стадии инженеры выполнили программирование робота и системы управления комплекса — прописали основную логику работы на ПЛК Siemens, сконфигурировали систему безопасности, настроили пользовательский интерфейс на панели оператора.
В основе подготовленного инженерами Top 3D Group робототехнического комплекса — промышленный робот японского производства Yaskawa GP-20HL в комплекте с контроллером YRC1000 и пультом управления, работающий в связке с установкой плазменной закалки УДГЗ-200 Smart.
В качестве рабочего инструмента на робот установлена горелка плазменной закалки, в комплекте с датчиком расстояния и механизмом защиты горелки от столкновения.
Что именно делает робот?
Комплекс включает три рабочих зоны.
Участок 1
В левой рабочей зоне размещается одноосевой поворотный позиционер для закалки деталей вращения, в том числе зубчатых колес.
Участок 2
Центральная зона оснащена вращателем для закаливания колесных пар с устройством автоматической подачи колесной пары в зону закалки, системой автоматического измерения диаметра поверхности качения колесной пары, а также автоматическим выталкивателем колесной пары из зоны закалки. Это позволяет минимизировать участие человека в процессе закалки колесных пар и увеличить производительность комплекса и качество закалки.
Участок 3
Наконец, в правой рабочей зоне размещен монтажный стол для закалки плоских поверхностей, в которой может быть осуществлена закалка других деталей, в том числе крупногабаритных. 
Робототехнический комплекс также включает электрический шкаф управления с сенсорной панелью оператора Siemens Simatic HMI и удобным графическим интерфейсом управления, защитные ограждения, фотобарьеры, замки безопасности и систему аспирации.
Итог
Интеграция робототехнического комплекса в механоремонтном цехе НЛМК показала: установка робота для плазменной закалки позволяет снизить затраты рабочего времени сотрудников, повысить качество закалки и исключить дефекты, связанные с человеческим фактором.
Результаты использования робототехнического комплекса позволяют говорить и об экономическом эффекте. Так, стойкость деталей после обработки плазмой увеличивается в полтора раза, что ожидаемо приведет к снижению затрат на ремонты, исчисляемых в миллионах рублей в год.
Оставить комментарий