Обслуживание штамповочных прессов для производства панели конвекторов

Роботизация штамповочного производства позволяет вывести персонал из опасной зоны, стабилизировать выпуск продукции и снизить зависимость участка от ручного труда. В этом проекте была автоматизирована линия штамповки задней панели конвекторов, состоящая из 13 кривошипных прессов, последовательно выполняющих операции обрезки, пробивки, гибки и формообразования металлической детали.

Клиент

Ижевский завод тепловой техники, филиал Киржач — производственная площадка, на которой изготавливаются элементы теплового оборудования, в том числе задние панели конвекторов. Для выпуска данной детали на предприятии используется длинная штамповочная линия с последовательной передачей заготовки от пресса к прессу.

Ситуация на производстве

До автоматизации обслуживание линии требовало постоянного участия персонала. Работники должны были выполнять монотонные операции по подаче, перемещению, ориентации и съёму заготовок между прессами. При этом штамповка металла относится к процессам повышенной опасности: зона работы пресса требует предельной концентрации, а ошибка оператора может привести к травме, браку или остановке участка.

Дополнительной проблемой стала зависимость производительности от человеческого фактора. Даже при высокой квалификации персонала ручная работа на штамповочной линии сопровождается усталостью, неравномерным темпом, риском пропусков операций и сложностями с обеспечением участка сотрудниками на длительных сменах.

Задача клиента

Требовалось автоматизировать обслуживание линии штамповки задней панели конвекторов с помощью промышленных роботов и обеспечить возможность стабильной круглосуточной работы. Основные цели проекта:

• исключить нахождение персонала в опасной зоне штамповочных прессов;
• автоматизировать монотонную подачу и перекладку заготовок между прессами;
• обеспечить стабильный производственный такт на протяжении всей смены;
• снизить влияние человеческого фактора на качество и ритмичность выпуска;
• решить проблему нехватки персонала на участке штамповки;
• сохранить возможность ручной наладки прессов и штампов при обслуживании линии.

Состав роботизированного комплекса

Для автоматизации линии был спроектирован и внедрён робототехнический комплекс на базе 14 промышленных роботов RH18-20 . Роботы обслуживают 13 кривошипных прессов разного размера и обеспечивают последовательную передачу заготовки по всем операциям технологического процесса.

В состав РТК вошли:

• 14 промышленных роботов манипуляторов RH18-20 для обслуживания прессов и перемещения заготовок;
• центральный пульт управления РТК для запуска, остановки, выбора программ и задания количества изделий;
• вводной накопитель для подачи заранее размотанных и нарезанных металлических заготовок;
• гравитационные ориентаторы для правильного позиционирования заготовок между операциями;
• станции переворота заготовок, необходимые для выполнения операций с разных сторон детали;
• универсальные вакуумные захваты для работы со всеми типоразмерами изделий;
• комплект подключения ручных прессов к автоматизированной линии;
• выводной конвейер для передачи готовых изделий на контроль качества;
• конвейер удаления отходов из зоны штампов;
• система безопасности с контролем доступа в рабочую зону РТК.

Как работает автоматизированная линия штамповки

На входе комплекса оператор подаёт на специальный накопитель металлические заготовки, заранее размотанные из рулона и нарезанные по требуемому размеру. Далее процесс штамповки выполняется автоматически: робот берёт заготовку вакуумным захватом, подаёт её в пресс, после выполнения операции извлекает деталь и передаёт её на следующий технологический этап.

Между операциями используются гравитационные ориентаторы и станции переворота. Они позволяют корректно расположить заготовку перед следующим прессом, так как в процессе изготовления деталь несколько раз поворачивается и переворачивается. Это особенно важно для стабильной работы со старыми ручными штампами, которые изначально не проектировались под роботизированную подачу.

Этапы обработки детали

• Первые 5 операций — обрезка краёв и пробивка всех необходимых отверстий. Образующиеся отходы сдуваются из-под штампов на отдельный конвейер удаления отходов.
• Следующие 8 операций — загибание краёв, формирование геометрии детали и подготовка задней панели конвектора к последующим производственным операциям.
• Финальный этап — робот подаёт готовое изделие на выводной конвейер, после чего деталь поступает к рабочему для проверки качества и контактной сварки.

Сложности проекта

Главная особенность проекта заключалась в том, что РТК должен был работать не с новой специализированной линией, а с существующими кривошипными прессами и ручными штампами. Это потребовало не только подбора роботов и разработки траекторий, но и глубокой доработки всей технологической оснастки.

Ключевые инженерные задачи

• Доработка прессов и штампов. Старые ручные штампы были адаптированы для стабильной роботизированной подачи, позиционирования и извлечения заготовок.
• Сохранение ручного режима. В ходе пусконаладки была сохранена возможность ручной работы и удобной наладки оснастки, что важно для обслуживания и перенастройки участка.
• Надёжное удержание тонколистовых деталей. Для работы со всеми типоразмерами изделий применены универсальные вакуумные захваты. Они позволяют аккуратно перемещать заготовки без повреждений и обеспечивают стабильный захват на разных стадиях формообразования.
• Исключение ошибок оператора и наладчика. При программировании комплекса были проверены и исключены типовые ошибки, которые могли возникнуть при выборе программ, запуске, остановке и переналадке РТК.
• Синхронизация 14 роботов и 13 прессов. Все роботы были объединены в единую сеть, а управление комплексом вынесено на центральный пульт у входа в рабочую зону.

Централизованное управление РТК

Для удобства эксплуатации все роботы объединены в одну промышленную сеть. Оператор управляет роботизированным комплексом с центрального пульта: выбирает программу, задаёт количество изделий, запускает и останавливает работу линии. На этом же пульте ведётся сбор статистики по работе системы.

Такой подход упрощает обслуживание линии, снижает риск неправильного запуска и позволяет контролировать работу всего комплекса из одной точки. Повседневную работу системы поддерживает 1 оператор, а техническое сопровождение всех роботов на заводе, включая данный участок, выполняет 1 инженер.

Обслуживание роботизированной линии штамповки

Одним из важных требований к проекту была простота дальнейшего обслуживания. Роботизированная линия рассчитана на ежедневную эксплуатацию, поэтому регламент обслуживания должен быть понятным, быстрым и выполнимым силами персонала предприятия.

Ежедневное обслуживание включает:

• визуальный осмотр вакуумных захватов;
• проверку креплений на предмет ослабления;
• контроль состояния присосок;
• выявление повреждений, износа и потери герметичности;
• проверку готовности системы безопасности и доступа в зону РТК.

Такой регламент помогает поддерживать стабильную работу линии, снижать риск незапланированных остановок и заранее выявлять элементы, требующие замены. Для участков штамповки это особенно важно, так как даже небольшая неисправность захвата может привести к смещению заготовки, браку или остановке пресса.

Результат внедрения роботов манипуляторов

Роботизированный комплекс был смонтирован, запущен и отработан на линии штамповки задней панели конвекторов. В процессе наладки удалось добиться стабильного цикла работы 14 секунд для самого сложного изделия и достичь производительности до 2400 изделий за смену.

Что получил заказчик

• Производительность линии стала более прогнозируемой. Несмотря на то что отдельный цикл робота может быть медленнее ручного действия человека, на дистанции смены и месяца робот обеспечивает более стабильный темп без усталости, перерывов и снижения концентрации.
• Снижена травматичность участка. Персонал выведен из опасной зоны работы штамповочных прессов.
• Решена проблема нехватки кадров. Рутинные операции подачи и перекладки заготовок выполняет роботизированный комплекс.
• Обеспечена возможность ежедневной и круглосуточной работы. Комплекс может работать в длительном производственном режиме при соблюдении регламента обслуживания.
• Упрощено управление линией. Запуск, остановка, выбор программ и сбор статистики выполняются с центрального пульта.

Почему роботизация эффективна для обслуживания штамповочных прессов

Обслуживание штамповочных прессов — одна из наиболее подходящих задач для промышленной роботизации. Процесс состоит из повторяющихся операций, требует высокой точности подачи, ритмичности и строгого соблюдения безопасности. Робот не устаёт, не теряет концентрацию и выполняет движение по заданной траектории с одинаковым качеством на протяжении всей смены.

Для предприятий, где используются кривошипные прессы, ручные штампы и длинные технологические цепочки, роботизация особенно важна. Она позволяет модернизировать существующее оборудование без полной замены линии, повысить стабильность выпуска и снизить зависимость производства от доступности операторов.

Кому подходит автоматизация штамповочного производства

Подобное решение актуально для предприятий, где требуется регулярная подача, извлечение, переворот или перекладка металлических заготовок между прессами. Роботизированный комплекс может применяться для автоматизации:

• линий штамповки тонколистового металла;
• обслуживания кривошипных и гидравлических прессов;
• подачи заготовок в ручные и полуавтоматические штампы;
• перекладки деталей между несколькими технологическими операциями;
• удаления готовых изделий из опасной зоны;
• интеграции прессов, конвейеров, накопителей и систем безопасности в единый РТК.

Итог проекта

В результате проекта заказчик получил роботизированную линию обслуживания штамповочных прессов, которая выполняет полный цикл перемещения заготовки по 13 прессам, снижает риски травматизма и обеспечивает стабильную производительность участка. Комплекс объединил 14 роботов RH18-20 , вакуумные захваты, станции ориентации и переворота, систему удаления отходов, центральный пульт управления и систему безопасности.

Проект показал, что роботизация может быть эффективной не только на новых линиях, но и при модернизации существующего штамповочного оборудования. При грамотной доработке прессов, штампов и оснастки промышленные роботы способны стабильно обслуживать даже сложную многооперационную линию.

Частые вопросы об автоматизации обслуживания штамповочных прессов

Можно ли роботизировать старые ручные штампы?

Да, но чаще всего требуется доработка оснастки. В этом проекте старые ручные штампы были адаптированы для стабильной работы с роботами: учитывались подача заготовки, извлечение детали, повторяемость позиционирования и безопасность.

Какие захваты используются для штамповки листового металла?

Для тонколистовых металлических деталей часто применяются вакуумные захваты. Они позволяют удерживать заготовку без механического зажима, аккуратно перемещать деталь между прессами и работать с разными типоразмерами изделий.

Что важнее при роботизации прессов: скорость робота или стабильность цикла?

Для промышленного производства важнее стабильность всего цикла. Робот может выполнять отдельное движение медленнее человека, но он сохраняет одинаковый темп на протяжении смены, не устаёт и снижает количество ошибок.

Нужно ли полностью менять линию для внедрения роботов?

Не всегда. В ряде случаев можно модернизировать существующие прессы, штампы, накопители и систему управления. Такой подход позволяет автоматизировать производство без полной замены оборудования.

Нужна автоматизация штамповочных прессов?

Если на вашем производстве требуется роботизация штамповки, обслуживание прессов, подача заготовок, извлечение деталей или модернизация существующей прессовой линии, мы можем разработать решение под конкретный технологический процесс.

Проведём анализ участка, рассчитаем производственный такт, подберём роботов, спроектируем захваты, подготовим систему безопасности и выполним интеграцию РТК с существующим оборудованием.

Оставьте заявку на автоматизацию обслуживания штамповочных прессов — подберём решение для вашего производства и рассчитаем эффективность внедрения.