В 2023 году на крупном металлургическом комбинате в г. Выкса проводились пуско-наладочные работы цеха по производству насосно-компрессорных и обсадных труб. Почти все технологическое оборудование поставлялось из Европы, но в 2023 году не все европейские компании согласились приехать для ввода оборудования в эксплуатацию. В связи с этим генеральный подрядчик проекта искал партнеров для запуска различных узлов оборудования. Наша компания была приглашена для ввода в эксплуатацию нескольких относительно небольших участков:
В цеху производится бесшовная труба для нефтедобывающей промышленности: обсадная и насосно-компрессорная (НКТ). Сортамент труб:
Насосно-компрессорная труба: условные диаметры 73, 89, 102, 114
Обсадная труба: условные диаметры 114, 127, 140, 146, 168, 178, 194, 219, 245.
При одинаковом диаметры трубы отличаются толщиной стенки и типом резьбы.
Комплекс построен на базе робота KUKA KR180 R2500 (грузоподъемность до 180 кг, радиус – 2500 мм) с магнитными схватом и предназначен для выкладки муфт из контейнера на конвейер. Далее, по конвейеру муфты поступаю на узел преднавинчивания. В зависимости от размера муфты робот захватывает от одной до шести муфт единовременно. Схват имеет довольно непростую конструкцию и позволяет определять касание муфт, как при вертикальном, так и при горизонтальном перемещении. Также он оснащен выдвигающимися боковыми упорами, предотвращающими «катание» муфт по поверхности магнита. Алгоритм работы напоминает процесс депалетизации. Одна из сложностей при программировании и вводе в эксплуатацию заключалась в большой количестве «рецептов»: на каждый размер муфт нужны свои координаты для робота. Предварительно координаты каждой точки захвата муфт в контейнере высчитывались математически, а затем проверялись и корректировались на практике. В состав роботизированной ячейки входит также участок конвейера для транспортировки муфт к участку навинчивания. Автоматизация конвейера выполнена на базе ПЛК S7-1500 CPU1510 с распределенной периферией ET200SP и панелью оператора. Зона работы робота огорожена, доступ человека осуществляется через калитку, оснащенную замком, включенным в систему безопасности робота.
Эти ячейки тоже реализованы на основе робота KUKA KR180 R2500. Процессы навинчивания ниппелей и колпачков (одним словом - преддеталей) отличаются мало: один робот навинчивает колпачок с внутренней резьбой, а второй ввинчивает в муфту ниппель с внешней резьбой. Берет преддеталь робот с одного из трех конвейеров. Три конвейера используется для обеспечения непрерывной подачи преддеталей. Для вращения преддеталей с целью навинчивания используется еще одна ось робота (по факту – серводвигатель с сервоприводом). Захват осуществляется с помощью пневматики. Также, имеется пневмоцилиндр с аналоговым датчиком положения штока для поступательного движения схвата с зажатой преддеталью при навинчивании. Пневмоцилиндр нужен для избегания необходимости синхронизации движения робота с шагом резьбы. Также, роботизированный комплекс оснащен системой датчиков поиска трубы, т.к. ее положение может несколько отличаться в разных циклах.
В цеху установлены два узла нанесения смазки: на внешнюю резьбу самой трубы и внутреннюю резьбу накрученной муфты. Смазка наносится непосредственно перед навинчиванием ниппеля или колпачка. Подача смазки осуществляется насосом из маслобака через форсунку. Форсунка перемещается вдоль резьбы с помощью линейного модуля, оснащенного сервоприводом. Система управления построена на базе ПЛК S7-1200, панели оператора Siemens HMI Basic и сервопривода Sinamics G130. Все узлы имеют локальные системы управления на базе ПЛК Siemens Simatic и объединены в общезаводскую АСУ ТП по протоколу Profinet. Из общезаводской АСУ ТП на каждый узел приходит информация о готовности к производству, данные по производимой трубе, а также осуществляется сбор данных о состоянии оборудования и текущей производительности.
