Řešení na zakázku pro společnost Volvo ve Švédsku ukazuje, jak je bodové svařování stále rychlejší a bezpečnější. Přísady k tomuto švédskému receptu: technika elektrických pohonů a kamer od společnosti Festo připojené k automatizační platformě CPX. To znamená: větší bezpečnost pro plechové části karoserie Volvo i pro obsluhu zařízení.
Městečko Olofström v jižním Švédsku leží v malebné krajině mezi jezery a je obklopeno lesy - asi dvě hodiny od mezinárodního dopravního uzlu Kodaň. Zde, daleko od průmyslových center ve Stockholmu, Göteborgu a Malmö, se nachází nejdůležitější továrna na výrobu automobilů Volvo Group, bohatá na tradice. V 18. a 19. století vyráběla továrna - v té době ještě ne pod značkou Volvo - převážně tepané železo a polotovary, jako jsou železné tyče a železné desky. Části karoserie pro všechny modely vozů Volvo se v Olofströmu vyrábějí od roku 1927.
Dnes jezdí denně pět vlaků s 280 kontejnery plnými částí karoserie, z Olofströmu do montážních závodů Volvo v Göteborgu a belgickém Gentu, kde jsou sestaveny do celých karoserií. To odpovídá množství 50 milionů komponent karosérií ročně.
„Většina toho, co vidíte na voze Volvo, pochází z Olofströmu,“ vysvětluje Leif Winberg, inženýr zařízení pro odporové svařování v závodě Volvo Olofström. Patří sem nosné části karoserie, jako jsou sloupky A, B nebo C, výztuž nárazníku, přední boční nosníky, boční nárazové nosníky, příčné nosníky nebo střešní oblouky a střešní ližiny, ale také dveře a rámy. Vše v různých verzích pro různé modely vozidel od kompaktního vozu V40 přes sedan S60 až po velké SUV pod zkratkou XC90.
Odporové svařování hraje při konstrukci karoserie doslova životní roli, protože správně svařené plechové díly přispívají k pasivní bezpečnosti automobilu. Frézování elektrod při svařování má velký potenciál pro produktivitu. Elektrody svařovacích kleští se otupují během každého svaru. Po každých přibližně 150 svařovacích se musí naostřit, aby opět správně a přesně svařovaly. „Frézování elektrod je podobné ostření tupé tužky,“ vysvětluje pan Winberg, odborník na svařování.
Pro zařízení se statickými svařovacími kleštěmi
Rychlé a přesné kyvné rameno, které po 150 svarech přesune elektrodové frézovací zařízení, takzvaný Tip Dresser, k elektrodám.
„V posledních několika letech jsme našli řešení, pomocí kterých jsme byli schopni zkrátit doby cyklů pro frézování elektrod o více než polovinu,“ pokračuje pan Winberg. „Téma bezpečnosti zde také není opomíjeno, protože operátoři systému již nemusí po frézování vstupovat do robotických buněk, aby elektrody seřídili do správné polohy svařovacího bodu,“ dodává pan Leif Lindahl, působící na pozici Business Development Manager Automotive ve společnosti Festo Švédsko.
Pro zařízení se statickými svařovacími kleštěmi vyvinula společnost Festo na zakázku otočné rameno podle specifikací od společností Volvo a ABB. Rameno přesune po 150 svarech elektrodové frézovací zařízení, takzvaný Tip Dresser, k elektrodám. Kyvné rameno pracuje s přesně polohovanými elektrickými válci DNCE. Elektrické válce jsou díky programovatelnému polohování přizpůsobivé a měkce zrychlují. Kompletní elektrický balíček dodávaný společností Festo připravený k instalaci obsahuje krokový motor EMMS a ovladač motoru CMMS. Ovladače motoru jsou bezpečně integrovány v rozvaděči s automatizační platformou CPX. Prostřednictvím Profinetu komunikuje terminál CPX s ovladači motorů a nadřazeným řídicím systémem robotického zařízení.
U robotů s kloubovým ramenem ABB nejsou u svařovacích kleští vyžadována pohyblivá zařízení Tip Dresser. Vždy po 150 svařovacích bodech mohou roboti automaticky přemístit své elektrody do zařízení pro jejich frézování. Tato svoboda pohybu svařovacích kleští otevírá zcela nové obzory. V prvním kroku dopraví robot s kloubovým ramenem svařovací kleště do zařízení Tip Dresser. To opracuje elektrody. V dalším kroku robot přesune elektrody před objektiv kamery SBO… -Q Festo. „Kamera pořídí snímek a poskytne robotickému systému veškeré údaje, která potřebuje k navedení elektrod s novou korekcí pro správné polohování při svařování dalšího plechu,“ říká pan Winberg. „Kromě toho je snadné kameru integrovat a uvést do provozu pomocí parametrizace.“ Do systému je již integrován nejen systém čidel pro snímání obrazových dat, ale také kompletní vyhodnocovací elektronika a rozhraní (Ethernet/CAN) pro komunikaci s nadřazeným řízením (PLC). Samotný kamerový systém je ukryt v tělese o velikosti pouhé krabice s mlékem.
Tip Dresser pro roboty s kloubovým ramenem
Vpravo dvě díry pro frézování elektrod, vlevo v kompaktním tělese skrytá kamera, která poskytuje údaje pro přesné polohování elektrod.
Za zlomek sekundy poskytne snímek údaje o nasměrování kontaktní plochy, délce a úhlu elektrody a bodu dotyku na plechu. Kamera tyto údaje odesílá do řídicí jednotky robota, která zkoriguje parametry podle nového tvaru elektrod.
„Dobu cyklu pro elektrické frézování jsme zkrátili z 35 sekund na pouhých devět,“ říká pan Winberg nadšeně o novém systému. „Tím téměř dosáhneme doby cyklu otočného stolu pro obrábění téměř šest sekund.“ V Olofströmu se používá 300 svařovacích robotů, jde o další milník v honbě za rychlejšími cyklu a tedy i vyšší produktivitou.
Rychleji a bezpečněji
Společnost Volvo neustále pracuje na zlepšování svařovacích procesů.
Olofström, Švédsko
Oblast činnosti: výroba vozidel
Vasteras, Švédsko
Oblast činnosti: energetická technika, tovární automatizace a automatizace procesní techniky