Indywidualne rozwiązanie zastosowane w Volvo w Szwecji pokazuje, jak zgrzewanie punktowe staje się szybsze i bezpieczniejsze. Składnikami tej specjalnej szwedzkiej receptury są technologia napędów elektrycznych i systemy wizyjne firmy Festo, połączone z platformą automatyzacji CPX. Oznacza to: większe bezpieczeństwo dla elementów z blachy karoserii Volvo, ale także dla operatorów zakładu.
W malowniczym krajobrazie pomiędzy jeziorami i w otoczeniu lasów leży małe miasteczko Olofström w południowej Szwecji - około dwie godziny drogi od międzynarodowego centrum lotniczego w Kopenhadze. Tutaj, z dala od ośrodków przemysłowych Sztokholmu, Göteborga i Malmö, znajduje się najważniejszy zakład produkujący karoserie samochodowe Volvo Group, o bogatej tradycji. W XVIII i XIX wieku fabryka - wówczas jeszcze nie pod marką Volvo - produkowała głównie kute żelazo i półprodukty, takie jak sztaby i płyty żelazne. Części nadwozia do wszystkich modeli Volvo są produkowane w Olofström od 1927 r.
Obecnie pięć pociągów z 280 kontenerami pełnymi części karoserii kursuje codziennie z Olofström do zakładów montażowych Volvo w Göteborgu i Gandawie w Belgii, gdzie są one montowane w kompletne nadwozia. Odpowiada to ilości 50 milionów elementów karoserii samochodowych rocznie.
"Większość elementów, które można zobaczyć w Volvo, pochodzi z Olofström", wyjaśnia Leif Winberg, Plant Engineer ds. zgrzewania oporowego w fabryce Volvo w Olofström. Należą do nich nośne części nadwozia, takie jak słupek A, B lub C, wzmocnienie zderzaka, przednie elementy boczne, boczne belki wzmacniające, poprzeczki lub łuk dachowy i szyna dachowa, ale także drzwi i ramy. Wszystko w różnych wersjach dla różnych modeli pojazdów od kompaktowego V40, poprzez sedany S60, aż po dużego SUV-a pod nazwą XC90.
Zgrzewanie oporowe odgrywa przysłowiową rolę pomocniczą w budowie karoserii, ponieważ prawidłowo zgrzane elementy z blachy przyczyniają się do bezpieczeństwa biernego samochodu. Duży potencjał produktywności tkwi podczas procesu spawania we frezowaniu elektrod. Elektrody uchwytu spawalniczego stają się coraz bardziej tępe przy wykonywaniu zgrzewów punktowych i dlatego po około 150 zgrzewach punktowych muszą być frezowane, aby można było ponownie wykonać precyzyjne zgrzewy punktowe. "Frezowanie elektrod działa na tej samej zasadzie, co ostrzenie tępego ołówka" - wyjaśnia ekspert w dziedzinie spawalnictwa, Winberg.
"W ostatnich latach znaleźliśmy rozwiązania, które pozwoliły nam skrócić czas cyklu frezowania elektrod o ponad połowę," kontynuuje Winberg. "Wzrosło również bezpieczeństwo, ponieważ operatorzy zakładu nie muszą już wchodzić do komórek robota po frezowaniu, aby ustawić elektrody w prawidłowej pozycji dla zgrzewów punktowych" - dodaje Lindahl.velopment Manager Automotive w Festo Sweden.
W przypadku statycznych zgrzewadeł spawalniczych Festo opracowało obrotowe ramię, dokładnie według specyfikacji Volvo i ABB, które wprowadza urządzenie do frezowania elektrod, tzw. tip dresser, na elektrody po wykonaniu 150 zgrzewów punktowych. Ramię obrotowe współpracuje z precyzyjnie pozycjonowanymi siłownikami elektrycznymi typu DNCE. Dzięki dowolnie programowanym pozycjom te siłowniki elektryczne są elastyczne pod względem ruchu i mają łagodne przyspieszenie. Kompletny pakiet elektryczny dostarczany przez Festo, gotowy do instalacji, obejmuje silnik krokowy EMMS i sterownik silnika CMMS. Sterowniki silników są bezpiecznie zintegrowane w szafie sterowniczej z platformą automatyki CPX. Poprzez Profinet, CPX komunikuje się ze sterownikami silników oraz z nadrzędnym systemem kontroli systemu robotów.
W przypadku zgrzewadeł w robotach przegubowych ABB nie ma potrzeby stosowania mobilnych tip dresserów. Roboty mogą niezależnie podawać swoje elektrody do frezarki elektrod po 150 punktach spawania. Ta swoboda ruchu zgrzewadeł spawalniczych otwiera zupełnie nowe horyzonty. W pierwszym kroku robot z ramieniem przegubowym doprowadza zgrzewadło do tip dressera. Ten następnie frezuje elektrody. W kolejnym kroku robot przesuwa elektrody przed obiektywem kamery SBO...-Q firmy Festo. "Kamera robi zdjęcie, a w trakcie tego procesu dostarcza robotowi wszystkich danych potrzebnych do ponownego ustawienia elektrod we właściwej pozycji w celu zgrzewania kolejnych arkuszy blachy" - mówi Winberg. "Jest on również nieskomplikowany w integracji i łatwy do uruchomienia poprzez parametryzację" W systemie zintegrowany jest nie tylko system czujników do przechwytywania danych obrazu, ale również kompletna elektronika analizująca oraz interfejsy (Ethernet/CAN) do komunikacji z nadrzędnymi układami sterowania (PLC). Sam system kamer ukryty jest w obudowie wielkości litrowego kartonu po mleku.
W ułamku sekundy zdjęcie dostarcza danych na temat orientacji powierzchni styku, długości i kąta nachylenia elektrody oraz punktu jej zamocowania do blachy. Kamera przesyła te dane do sterownika robota, który ponownie ustawia robota dla kolejnych miejsc spawania.
"Pozwoliło nam to na skrócenie czasów cyklu frezowania elektrod z 35 sekund do zaledwie dziewięciu sekund", mówi Winberg entuzjastycznie o nowym systemie. "Oznacza to, że możemy osiągnąć prawie taki sam czas cyklu jak w przypadku obrotowego stołu podziałowego do obróbki, który wynosi sześć sekund". Biorąc pod uwagę, że w Olofström zainstalowanych jest 300 robotów spawalniczych, oznacza to kolejny kamień milowy w dążeniu do skrócenia czasu cyklu, a tym samym zwiększenia produktywności.
Olofström, Szwecja
Zakres działalności: produkcja pojazdów
Västerås, Szwecja
Zakres działalności: technika energetyczna, automatyzacja fabryk i procesów