Специалистам ПУ «Нефтебурсервис» помогает робот-сварщик

Желтая механическая «рука» движется плавно, почти грациозно, идеально выполняя качественный сварной шов. Она не устает, не моргает от «зайчиков», не делает паузы на перекур… И это не трейлер к очередной части блокбастера «Терминатор». Речь о комплексе роботизированной сварки Turin Welding Kit, задающем новый вектор развития сварочного производства в отечественной нефтехимической отрасли. Инновационное оборудование внедрили в ПУ «Нефтебурсервис» — подразделении «Белоруснефти».

МОЩЬ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ

В производственном цехе № 1 «Нефтебурсервиса» изготавливают и ремонтируют буровое и нефтепромысловое оборудование. Именно здесь находится комплекс роботизированной сварки. О его возможностях и особенностях подробно рассказали авторы проекта — главный механик «Белоруснефти» Сергей Клочков и его заместитель Вадим Заец.

Представьте себе конструкцию, напоминающую одновременно суперсовременный манипулятор и точный хирургический инструмент. Основа комплекса — роботизированная многоосевая «рука», закрепленная на массивной станине. Движения и действия «сварщика» выверены до миллиметра. Рядом находится шкаф управления с сенсорным интерфейсом. Никаких лишних деталей — только лаконичная функциональность и мощь, заключенные в строгие промышленные формы. По сравнению с громоздкими технологичными станками этот комплекс достаточно небольшой, но его работа существенно меняет производственные процессы.

ВОПРОС ТОЧНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Роботизированный комплекс — сложная интеллектуальная сборочно-сварочная система.

— У нашего железного «сварщика», если образно сравнивать с человеком, тоже есть важные органы, — рассказывает Сергей Клочков. — Его «мозг» — программное обеспечение, которое умеет превращать 3D-модель детали из конструкторского отдела в нужную траекторию движения механической «руки». Есть у инновационного помощника и «сердце» — высокоточный сварочный механизм, способный выдавать сложнейшие импульсные режимы для сварки разных металлов и сплавов. И конечно, «рука», без которой комплекс ничего не смог бы сделать, — она представляет собой шестиосевой манипулятор, позволяющий огибать любые металлоконструкции. Все это контролирует «нервная система» — датчики, наблюдающие за дугой, длиной сварочной проволоки, температурой в зоне сварки и другими важными параметрами.

Возможности Turin Welding Kit заставляют пересмотреть границы доступного. Загрузив в память робота 3D-модель детали, оператор получает идеальный шов, который можно повторить много раз. Сварка цилиндров, труб, сложных патрубков и конструкций — теперь это вопрос точного программирования. Сроки изготовления и ремонта критичных узлов бурового и нефтепромыслового оборудования при этом уменьшаются. Минимизация брака, оптимальный расход сварочных материалов и газа, снижение потребности в переделках — все это прямая финансовая выгода для предприятия.

Робот может работать без выходных, выдавать идеальный по качеству шов 24/7. И не приходится переживать, что изготовленная деталь выйдет из строя раньше срока из-за усталости сварщика в конце смены или «непровара». Каждый миллиметр шва получает строго рассчитанное количество тепла и присадочного материала. Результат — соединение, где прочность и однородность практически эталонные. Это новая философия качества.

МАШИНЫ ДЕЛАЮТ МАШИНЫ

Робот способен работать с широкой номенклатурой металла: от легированных сталей до алюминиевых сплавов. Комплекс адаптируется под материал, меняя параметры в реальном времени. Для «Нефтебурсервиса», где ремонтируют и создают оборудование для суровых условий нефтедобычи, это важное преимущество.

— Внедрение роботизированного комплекса сварки — первый шаг в создании полностью цифрового контура изготовления изделия, — говорит Вадим Заец. — Представьте себе: конструктор делает 3D-чертеж, программа сама рассчитывает нужный объем материала и отправляет задание роботу, а после сварки робот-дефектоскопист проводит визуальный и ультразвуковой контроль. И все это в одном технологическом окне без человеческого вмешательства в процесс исполнения. Производственный цикл сокращается в разы. Можно сказать, что будущее — то время, когда машины делают машины, — уже наступило.

ЧЕЛОВЕК И ТЕХНИКА

Такой робот вполне заменяет двух-трех сварщиков на рутинных операциях и в мелкосерийном производстве, утверждает Вадим Заец. Это позволит переместить высококвалифицированных специалистов на более сложные ремонтные работы на других производственных объектах, в том числе опасных, а также на технических устройствах (грузоподъемных кранах, автоцистернах, резервуарах для нефти и нефтепродуктов, сосудах, работающих под избыточным давлением), где предъявляются особые аттестационные требования.

Полностью человека робот, конечно, не заменит, ведь он лишь сложный технический инструмент, управляемый оператором. Железный помощник может освободить не от работы, а от рутины, дать время для того, что машине не под силу: для творчества, инженерии будущего. И здесь уже оператор должен быть не только сварщиком, но и специалистом высокой квалификации — программистом, наладчиком, контролером сложнейших процессов. Роль человека — не просто запускать робота, а полностью контролировать его, корректировать действия и, если необходимо, устранять сбои.

НЕ ВМЕСТО, А ВМЕСТЕ

Управление роботизированным комплексом доверено сварщику 4-го разряда Николаю Чипсанову, имеющему немалый опыт в сварочном деле и обладающему необходимыми знаниями и навыками. Глядя на тандем человека и машины — как с помощью пульта специалист достаточно уверенно руководит действиями железного «коллеги», можно убедиться в том, что роботы действительно не вытеснят людей из цеха. 

— В первую неделю работы с роботом я испытывал разные чувства, — делится Николай Чипсанов. — Конечно, огромный интерес и желание проверить необычного «напарника» в деле. Но было и ощущение того, что будто бы немного предаю свою профессию. Вот стою с пультом, а всю мою работу делает железная «рука». Я наблюдал за процессом как простой зритель и чувствовал себя лишним. Но потом осмыслил происходящее — и тут включился азарт. Это же не просто кнопку нажать, а как учить идеального ученика: один раз показал, записал — и он повторяет материал без единой ошибки. Но показать-то нужно правильно. Мои десять лет опыта в сварке, все мои профессиональные «фишки» теперь тщательно оцифрованы и живут в этой машине. Я превратился в наставника, стратега, программиста. Теперь думаю не о том, как не прожечь металл сегодня, а о том, какую новую деталь мы завтра «загоним» в робота, какую программу напишем. Это окрыляет и воодушевляет. Считаю внедрение таких машин в производство правильным решением, полезным и эффективным.

С Николаем Чипсановым согласен и его коллега инженер-технолог по сварочным процессам конструкторско-технологического отдела «Нефтебурсервиса» Сергей Ременчик:

— Моя работа стала одновременно стратегической и виртуальной. Робот как правая рука технолога, он помогает во всем: от борьбы с дефектами до управления эффективностью. В традиционном процессе технолог сварочного производства часто выступает в роли «спасателя-пожарного», устраняя последствия человеческого фактора. Сварщик то металл перегреет, то забудет прочистить кромки, то шов у него уходит от оси. Нюансов и неожиданностей может быть масса. А переход на роботизированные технологические комплексы меняет парадигму: робот становится для технолога идеальным инструментом реализации инженерной мысли. Но с ним нужно уметь работать.

МЕХАНИКА И «ЦИФРА»

Применение роботизированной сварки становится ключевым инструментом привлечения молодых специалистов, для которых цифровые технологии не новинка, а естественная среда обитания.

— Для нынешней молодежи классическая ручная сварка часто ассоциируется с тяжелым физическим трудом и вредными условиями, — говорит главный инженер — заместитель генерального директора РУП «Производственное объединение «Белоруснефть» Антон Серебренников. — Роботизация меняет этот стереотип: сварщик превращается в оператора или программиста робототехнического комплекса. Это уже выглядит не как «руками в маске», а как «головой за пультом». Роботы берут на себя монотонные задачи и работу в опасных зонах. Современные системы управления и обучения превращают производственный процесс в подобие видеоигры. Поэтому внедрение роботов позволяет не только автоматизировать технологические процессы в цехе, но и решить проблему дефицита кадров, предлагая молодым специалистам понятный и увлекательный формат труда.

По словам Антона Серебренникова, роботизация сварочного производства поможет реализовать главный принцип охраны труда: опасный фактор легче и правильнее устранить, чем постоянно защищаться от него с помощью СИЗ и административных мер. 

Роботизированный комплекс кардинально меняет условия работы людей, переводя их из зоны прямого риска в зону контроля и управления. Такие вредные производственные факторы, как ультрафиолетовое и инфракрасное излучение сварочной дуги, ожоги сетчатки и роговицы («зайчики»), фотокератит, риск развития катаракты при длительном воздействии, повреждение участков кожи, будут практически исключены. Сварщику-оператору не придется вдыхать сварочные аэрозоли, что позволяет снизить риск поражения органов дыхания. Сводятся к минимуму и вынужденные нагрузки, связанные с неудобными позами и длительной работой — в положении «согнувшись», на коленях, с запрокинутой головой. И это далеко не полный перечень преимуществ сварочного робота.

…Механическая «рука» продолжает уверенно и неутомимо рисовать ровные чешуйки сварного шва, создавая «скелет» очередного нефтяного станка-качалки и вписывая новую страницу в летопись развития предприятия. Внедрение нового комплекса в «Нефтебурсервисе» — это не просто закупка современного оборудования, а стратегический шаг, взгляд в завтрашний день и мощный импульс развития производства.

ФОТО Вячеслав Суходольский