Versteckt in einer Bilderbuchlandschaft zwischen Seen und von Wäldern umringt liegt die südschwedische Kleinstadt Olofström – rund zwei Stunden entfernt vom internationalen Luftverkehrsdrehkreuz Kopenhagen. Hier abseits der industriellen Zentren Stockholm, Göteborg und Malmö liegt das traditionsreiche und bedeutendste Karosseriewerk der Volvo-Gruppe. Im 18. und 19. Jahrhundert produzierte das Werk – damals noch nicht unter dem Markennamen Volvo – vor allem Schmiedeeisen und Halbfertigwaren wie Eisenstangen und Eisenplatten. Seit 1927 werden in Olofström Karosserieteile für alle Volvo-Modelle hergestellt.
Heute fahren täglich fünf Züge mit 280 Containern voller Karosserieteile von Olofström in die Volvo-Montagewerke nach Göteborg und ins belgische Gent, wo sie zu kompletten Karosserien zusammengefügt werden. Das entspricht einer Menge von 50 Millionen Karosseriekomponenten jährlich.
„Das meiste, was man an einem Volvo sieht, kommt aus Olofström“, erklärt Leif Winberg, Anlageningenieur für Widerstandsschweißen im Volvo-Werk Olofström. Dazu gehören tragende Karosserieteile wie die A-, B- oder C-Säule, die Stoßfängerverstärkung, die vorderen Seitenträger, Seitenaufprallträger, Querträger oder Dachbogen und Dachschiene, aber auch Türen und Rahmen. Alle in verschiedenen Ausprägungen für die unterschiedlichen Fahrzeugmodelle vom Kompaktwagen V40 über die Limousinen S60 bis hin zum großen SUV unter dem Kürzel XC90.
Eine sprichwörtlich tragende Rolle spielt im Karosseriebau das Widerstandsschweißen, tragen doch korrekt verschweißte Blechteile zur passiven Sicherheit eines Automobils bei. Große Produktivitätspotenziale liegen während des Schweißprozesses beim Elektrodenfräsen. Die Elektroden einer Schweißzange werden beim Setzen eines Schweißpunktes immer stumpfer und müssen daher nach rund 150 Schweißpunkten gefräst werden, um wieder präzise Schweißpunkte setzen zu können. „Das Elektrodenfräsen funktioniert nach demselben Prinzip wie das Anspitzen eines stumpfen Bleistifts“, erläutert Schweißexperte Winberg.
„Wir haben in den letzten Jahren Lösungen gefunden, mit denen wir die Zykluszeiten des Elektrodenfräsens um weit mehr als die Hälfte reduzieren konnten“, so Winberg weiter. „Auch das Thema Sicherheit kommt hier nicht zu kurz, denn die Anlagenbediener müssen die Roboterzellen nach dem Fräsen nicht mehr betreten, um die Elektroden auf die richtige Position des Schweißpunktes einzustellen“, ergänzt Leif Lindahl, Business Development Manager Automotive bei Festo Schweden.
Für statische Schweißzangenanlagen entwickelte Festo kundenspezifisch nach den Vorgaben von Volvo und ABB einen Schwingarm, der das Elektrodenfräsgerät, den so genannten Tip Dresser, nach 150 gesetzten Schweißpunkten den Elektroden zuführt. Der Schwingarm arbeitet mit präzise positionierenden Elektrozylindern vom Typ DNCE. Der Elektrozylinder ist dank frei programmierbarer Positionen flexibel beweglich und beschleunigt sanft. Das von Festo einbaufertig gelieferte elektrische Komplettpaket umfasst den EMMS Schrittmotor sowie die Motorcontroller CMMS. Die Motorcontroller sind mit der Automatisierungsplattform CPX sicher im Schaltschrank integriert. Via Profinet kommuniziert die CPX mit den Motorcontrollern und mit dem übergeordneten Steuerungssystem der Roboteranlage.
Per le pinze di saldatura sui robot a braccio pieghevole ABB non sono necessari Tip dresser mobili. I robot possono condurre autonomamente gli elettrodi verso la ravvivatura dopo che hanno eseguito 150 punti di saldatura. La libertà di movimento delle pinze di saldatura apre nuovi orizzonti. Durante la prima fase, il robot a braccio pieghevole conduce le pinze di saldatura verso il Tip dresser, che affila gli elettrodi. Nella fase successiva, il robot fa oscillare gli elettrodi davanti all'obiettivo della fotocamera di precisione SBO...-Q Festo. "La fotocamera scatta una foto e invia al sistema robotico tutti i dati necessari per riportare gli elettrodi nella posizione corretta per saldare la lamiera successiva", sostiene Winberg. "Non è difficile da integrare e, grazie alla parametrizzazione, è facile da mettere in funzione". Sono integrati nel sistema non solo l'apparato di sensori per il rilevamento dei dati dell’immagine, ma anche l’elettronica di analisi e le interfacce (Ethernet, CAN) per comunicare con sistemi di comando di livello superiore (SPS). Il sistema della fotocamera è inserito in un involucro grande come un cartone di latte da 1 litro.
In poche frazioni di secondo, la foto fornisce dati sull'allineamento, sulla lunghezza e sull'angolazione degli elettrodi, nonché sul punto di contatto con la lamiera. La fotocamera trasmette i dati al sistema robotico, che regola i robot per i punti di saldatura successivi.
"In questo modo, siamo riusciti a ridurre i tempi di ciclo della ravvivatura degli elettrodi da 35 secondi a nove secondi soltanto", racconta con entusiasmo Winberg a proposito del nuovo sistema. "Il tempo di ciclo di una tavola rotante di lavorazione arriva a sei secondi." Con i 300 robot per la saldatura in uso a Olofström, abbiamo così raggiunto un ulteriore traguardo per ridurre i tempi di ciclo e aumentare la produttività.
Olofström, Svezia
Campo di attività: costruzione di veicoli
Västerås, Svezia
Campo di attività: ingegneria energetica, automazione della fabbrica e dei processi