В современном производстве вагонов автоматизация играет ключевую роль в повышении эффективности и качества. Роботизированный комплекс сборки и сварки крыш вагонов метро предназначен для оптимизации процессов изготовления, обеспечивая высокую точность и надежность.

Назначение комплекса

Роботизированный комплекс предназначен для выполнения сборочно-сварочных работ по изготовлению крыш вагонов метро, является переналаживаемым и обеспечивает сборку для сварки 2-х моделей крыш. Для обеспечения сборки каркасов крыш двух типов, комплекс оснащен сменными кондукторами.

Устройство комплекса

Основой комплекса является портал со сварочным роботом для MIG/MAG сварки, выполненный в форме П-образной конструкции. Этот портал обеспечивает плавное перемещение роботов в продольном и поперечном направлениях во время сварочных работ.

Конструкция включает:

• Сборочный стенд: обеспечивает фиксацию каркаса и обшивы крыши.
• Тележки для роботов: Две тележки для поперечного перемещения сварочных роботов Fanuc по направляющим на портале.
• Сварочное оборудование Fronius: Источники питания и механизмы подачи сварочной проволоки для MIG/MAG сварки, интегрированные непосредственно на портале.

Для надежной фиксации элементов крыши портал оборудован пневматическими прижимами. Прижатие листов обшивки к каркасу в зонах поперечных точечных швов осуществляется с помощью клавишных прижимов, повторяющих контур дуги крыши. В продольном направлении фиксацию обеспечивает прижимной ролик, что гарантирует отсутствие деформаций и высокое качество сварных швов.

Такая конструкция делает комплекс универсальным для сварки крыш вагонов метро, повышая производительность и снижая брак в производстве.

Принцип работы

1. Подготовка и сборка каркаса.
На опорные поверхности стенда с помощью подъемно-транспортного оборудования устанавливаются детали каркаса крыши. Рабочие выполняют предварительную фиксацию элементов (прихватку).

2. Роботизированная сварка каркаса.
Портал с роботами перемещается из зоны ожидания к стенду. Роботы последовательно выполняют сварку каркаса, перемещаясь по направляющим портала.
Перед началом каждой сварки система лазерного позиционирования определяет точное местоположение шва, автоматически корректируя траекторию движения горелки для получения высококачественного сварного соединения.

3. Монтаж и роботизированная сварка обшивки.
После обварки каркаса на него устанавливаются боковые и верхние листы обшивки, фиксируемые прижимами. Затем выполняется прихватка и сварка обшивки в поперечном и продольном направлениях.
Пневматические прижимы портала обеспечивают плотное прилегание листов к дугам каркаса, а прижимной ролик гарантирует стабильность сварного шва при движении вдоль изделия.

4. Завершение цикла.
После завершения сварочных операций портал с роботами автоматически возвращается в исходную зону. Готовая крыша освобождается от фиксаторов и транспортируется на участок доварки.

Управление

Управление роботизированным комплексом осуществляется с пульта через сенсорные панели и специальные кнопки. Оператор выбирает программу работы в зависимости от модели крыши вагона метро, что позволяет быстро перенастраивать систему. Системы управления построены на базе программируемых контроллеров Siemens, обеспечивая надежность, интуитивность и интеграцию с другими производственными линиями.

Разработанный комплекс предназначен для автоматизации технологических операций сборки и сварки крупногабаритных панелей боковин кузовов вагонов метро с высокими требованиями к геометрической точности, качеству сварных соединений и повторяемости параметров изделия. Внедрение роботизированных технологий позволило существенно повысить производительность участка и стабильность качества выпускаемой продукции.

В состав комплекса вошли:

• сборочно-сварочная оснастка с системой базирования и фиксации элементов боковины;
• промышленные сварочные роботы с программным управлением;
• автоматизированные системы позиционирования и синхронизации оборудования;
• система управления технологическим процессом с возможностью адаптации режимов сварки под конкретные изделия;
• средства контроля геометрических параметров и качества сварных соединений.

Проект был реализован «под ключ» — от разработки конструкторской документации и технологических решений до изготовления, сборки, наладки и ввода оборудования в промышленную эксплуатацию на производственной площадке заказчика.

В результате внедрения роботизированного комплекса ЗАО «Метровагонмаш» получило современное высокоэффективное решение, обеспечивающее:

• повышение точности сборки боковин кузовов;
• улучшение качества сварных швов;
• снижение влияния человеческого фактора;
• рост производительности и стабильности производственного процесса.

Реализация данного проекта подтвердила компетенции НПФ «Техвагонмаш» в области создания автоматизированных и роботизированных технологических комплексов для предприятий транспортного машиностроения.

На предприятии проходит программа технического перевооружения производства с целью постановки на производство вагонов нового модельного ряда пассажирских вагонов.
НПФ «Техвагонмаш» принимает активное участие в данной программе и является одним из основных поставщиков специального технологического оборудования.
В адрес завода было поставлено более 30 единиц оборудования:
— универсальный стенд для сборки рам вагонов;
— универсальная установка автоматической сварки секции обшивки крыши пассажирских вагонов;
— кантователи для сварки рам тележек;
— кантователь для сварки обшивки крыши;
— кондуктор-кантователь для сборки и сварки боковых стен;
— подъемные платформы для малярного отделения;
и прочее…

В конце 2012 года наше предприятие успешно завершило пусконаладочные работы комплекса оборудования для изготовления двухэтажных пассажирских вагонов на Тверском вагоностроительном заводе.

Заказ на проектирование и внедрение комплекса оборудования обусловлен прежде всего планами предприятия по освоению перспективного рынка двухэтажных вагонов. Традиционно придерживаясь принципов универсальности конструкционных решений, специалисты НПФ «Техвагонмаш» создали оборудование, способное в кратчайшие сроки быть перепрофилированным для изготовления других типов пассажирских вагонов, современных электропоездов и вагонов метро. В линейке поставленного на ТВЗ оборудования необходимо выделить две совершенно новые разработки.

Это универсальный кантователь для приварки настила пола и универсальный кондуктор-кантователь боковых стен вагонов. Универсальный кантователь предназначен для приварки листов настила пола и монтажа подвагонного оборудования на раму двухэтажных пассажирских вагонов.

Для достижения универсальности, ориентированной на работу с рамами вагонов различной длины, все основные элементы конструкции кантователя созданы подвижными.

Сварочные операции осуществляются с помощью независимых подвижных порталов, которые также перемещаются по рельсовым направляющим вдоль рамы вагона. Порталы оснащены специализированными пневматическими прижимами, соответствующими пультами управления, а также лестницами для рабочих.