В Иркутске разработали робота для быстрой сварки трубопроводов
Выпускники Иркутского национального исследовательского технического университета (ИРНИТУ) создали робота для орбитальной сварки неповоротных стыков труб, который может стать незаменимым помощником сварщиков на предприятиях нефтегазовой промышленности и ЖКХ, сообщается на сайте университета.
Умному прибору на дуговую MIG/MAG сварку в каналах трубы диаметром 325 мм потребуется всего 5-6 минут — это в 4-5 раз меньше времени, которое сейчас тратит сварщик, работая вручную. Причем с ростом диаметра трубы производительность робота возрастает.
Идейным вдохновителем проекта является Егор Кузин — выпускник ИРНИТУ, генеральный директор ООО «ППМ-ИРКУТСК». На предприятии, занимающемся изоляцией и монтажом трубопроводов, возникла необходимость в модернизации сварочных процессов, которая не могла быть достигнута без внедрения роботов. Сейчас все операции в каналах сварщики выполняют вручную. Не найдя на рынке ни одного удовлетворяющего решения, Егор инициировал разработку робота и предложил сотрудникам и студентам ИРНИТУ подключиться к проекту.
Для его реализации и продвижения была создана инновационная компания «WeldUP», которую возглавил доцент кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем ИРНИТУ, руководитель Центра молодежного инновационного творчества «Байкал» Роман Кононенко. Иркутский технический университет выступает партнером компании «WeldUP».
Роман Кононенко привлек к работе толковых ребят из разных кафедр «политеха». Они с энтузиазмом взялись за дело. Первый робот-сварщик был создан четыре года назад за счет собственных средств учредителей.
Всего мы сделали четыре прототипа, перепробовав несколько типов конструкции. Нужно было вписаться в габаритные размеры, подобрать оптимальный вес. Применяли разные материалы — дерево, пластик, алюминий, не раз кардинально меняли узлы изделия. Удачный экземпляр удалось собрать только год назад. Сейчас робот-сварщик находится на финальной стадии испытания, и, надеемся, уже не потребует каких-либо переделок. Работу по подбору сварочных режимов курирует доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов Андрей Балановский.
Робот состоит из каретки, сварочного аппарата, системы управления и пульта. Принципиальное отличие нашего предложения от аналогов на рынке – это компактность. Радиальные размеры робота позволяют выполнять сварку в каналах, что актуально при монтаже труб. Когда трубы укладывают в каналы, то человек с большим трудом может проводить там работы – иногда зазор от стенки канала до трубы всего 180-200мм.
Наш робот цепляется на трубу, замыкается вокруг нее и совершает орбитальные движения. Сварочная горелка может выполнять колебательные движения, подниматься вверх-вниз относительно трубы, изменять угол наклона горелки относительно поверхности (плюс-минус 45 градусов), — рассказал Роман Кононенко.
Он пояснил, что на роботе установлены две промышленные камеры, и человек при помощи пульта, — а он специально сделан такого большого размера, — наблюдает за сварочным процессом и может при необходимости оперативно внести корректировки. Точность позиционирования робота составляет 0, 5 мм, что является весьма хорошим показателем.
При выполнении сварочного процесса многое зависит от уровня оператора и предыдущих этапов – насколько качественно подготовлены кромки. Например, часто бывает, что разделка кромок трубы далека от идеала, и горелку необходимо сместить влево-вправо, поднять высоту или уменьшить. Робот способен удивительно точно и безошибочно создавать необходимые колебательные движения горелки, контролировать и менять в процессе сварочные параметры, силу тока, напряжение, скорость подачи проволоки.
Специально адаптированное под процесс сварки программное обеспечение команда «политеховцев» разрабатывала самостоятельно. Интерфейс управления позволяет сварщику корректировать программу в зависимости от диаметра трубы, толщины стенки, качества разделки кромок. Определив параметры сварочного режима, сварщик может с комфортом устроиться возле трубы и наблюдать за процессом, а «умный напарник» качественно, быстро и безошибочно выполнит сложную работу, и у него в конце трудовой смены от усталости «не дрогнет рука».
Интерфейс мы постарались сделать максимально дружелюбным и понятным, учитывая замечания практиков – сварщиков. Студент-третьекурсник, осваивающий в университете основы сварочных процессов, освоился с роботом за неделю. Сварщика-практика старой закалки можно научить «общаться» с нашим аппаратом в течение 2-3 недель.
В будущем на базе ИРНИТУ мы намерены создать учебный центр для обучения сварщиков управлению роботом, — поделился планами Роман Кононенко.
В 2018 году инновационная компания «WeldUP» получила статус резидента Сколково, а в этом году разработку высоко оценил Фонд содействия инновациям – авторы проекта выиграли конкурс «СТАРТ», получив на развитие 3 млн рублей.
Благодаря финансовой поддержке мы очень быстро продвинулись в разработке, покупая необходимые комплектующие и презентуя проект на российских и международных выставках. Интерес к роботу-сварщику, который может варить в каналах, уже проявили московские и иркутские компании, занимающиеся монтажом трубопроводов, а также Кемеровские тепловые сети, — сообщил Роман Кононенко.
Наблюдают за развитием проекта и международные компании — производители сварочного оборудования, так как конструкция сварочной каретки не имеет аналогов в мире и защищена патентом.
В настоящее время в команде разработчиков трудятся семь человек – студенты и выпускники ИРНИТУ.
Кроме Егора Кузина и Романа Кононенко, создателями робота-сварщика являются робототехник, программист Дмитрий Бублик, мехатроник Илья Ефимов, радиотехник Руслан Хохряков, сварщик Юрий Небышинц, электроник Руслан Хузеев.
Для создания такого высокотехнологичного мехатронного изделия как робот-сварщик требовался междисциплинарный подход. Мы применяли знания и компетенции из области механики и электроники, программирования и дизайна, которые можно получить в нашем «политехе».
Курируя в университете проектное обучение на специальности «мехатроника и робототехника», я пытаюсь подбирать такие задачи, чтобы ребята самостоятельно создавали изделия с элементами механики, электроники и программирования. Таким образом, у студентов подогревается интерес к учебе. Они не только штудируют теорию, но и создают реальные изделия, объекты, тестируют свои разработки.
Мы даем шанс реализовать нарисованный на бумаге проект с помощью доступных ресурсов, учим планировать горизонты создания изделий. И робот-сварщик является отличным примером того, что в ходе реализации интересного проекта все участники занимаются инновационным творчеством, постоянно находятся в поиске новых решений, — сказал Роман Кононеко.
Авторы разработки рассчитывают, что после испытаний робот-сварщик будет востребован на российском рынке, так как новая технология позволяет существенно сократить срок производства сварочных работ при монтаже трубопроводов.
Стоимость одного роботизированного сварочного комплекта составит 2,5 — 3 млн рублей.
