Быстрее человека. Роботом-сварщиком заинтересовались международные компании

Выпускники Иркутского национального исследовательского технического университета (ИрНИТУ) создали робота для орбитальной сварки неповоротных стыков труб. Он может стать незаменимым помощником сварщиков на предприятиях нефтегазовой промышленности и ЖКХ. 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.

Идейный вдохновитель проекта Егор Кузин — выпускник ИрНИТУ, генеральный директор ООО «ППМ-ИРКУТСК». На предприятии, занимающемся изоляцией и монтажом трубопроводов, возникла необходимость в модернизации сварочных процессов, которую не могли достигнуть 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 создали инновационную 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». Сейчас в команде разработчиков — семь человек: студенты и выпускники ИрНИТУ.

Роман Кононенко привлек к работе толковых ребят из разных кафедр «политеха», которые с энтузиазмом взялись за дело. Для создания такого высокотехнологичного мехатронного изделия разработчики применяли знания и компетенции из области механики и электроники, программирования и дизайна. Первого робота-сварщика создали четыре года назад за счет собственных средств учредителей. Всего сделали четыре прототипа, перепробовав несколько типов конструкции с учетом габаритных размеров и оптимального веса. Применяли разные материалы — дерево, пластик, алюминий, не раз кардинально меняли узлы изделия. По его словам, удачный экземпляр собрали год назад. Сейчас робот-сварщик находится на финальной стадии испытания. Работу по подбору сварочных режимов курирует доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов Андрей Балановский.

Робот состоит из каретки, сварочного аппарата, системы управления и пульта. Его принципиальное отличие 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 руководитель «Байкала».

Наблюдают за развитием проекта и международные компании — производители сварочного оборудования, так как конструкция сварочной каретки не имеет аналогов в мире и защищена патентом. 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. Как сообщает НИА-Красноярск, стоимость одного роботизированного сварочного комплекта составит 2,5 — 3 млн. рублей.