Zákaznícke riešenie v spoločnosti Volvo vo Švédsku ukazuje, ako je bodové zváranie čoraz rýchlejšie a bezpečnejšie. Kľúčom k tomu je technika elektrických pohonov a kamerové systémy od spoločnosti Festo pripojené k automatizačnej platforme CPX. To znamená viac bezpečnosti pre plechové časti karosérie Volvo, ale aj pre operátora systému.
Mestečko Olofström na juhu Švédska je ukryté v malebnej krajine medzi jazerami a obklopené lesmi, asi dve hodiny od medzinárodného leteckého uzla v Kodani. Tu, ďaleko od priemyselných centier Štokholmu, Göteborgu a Malmö, sa nachádza najdôležitejšia tradičná továreň na výrobu automobilov Volvo Group. V 18. a 19. storočí továreň – ešte v tom čase pod značkou Volvo – vyrábala predovšetkým tepané železo a polotovary ako železné tyče a železné plechy. Od roku 1927 sa v Olofströme vyrábajú časti karosérie pre všetky modely Volvo.
Dnes každý deň odchádza z Olofströmu päť vlakov s 280 kontajnermi naplnenými časťami karosérie do montážnych závodov Volvo v Göteborgu a belgickom Gente, kde sú zostavené do celých karosérií. To zodpovedá množstvu 50 miliónov komponentov karosérie ročne.
„Väčšina toho, čo na automobile Volvo vidíte, pochádza z Olofströmu,“ vysvetľuje Leif Winberg, ktorý má na starosti zariadenie pre odporové zváranie v závode Volvo Olofström. Patria k tomu nosné časti karosérie, ako sú stĺpiky A, B alebo C, výstuž nárazníka, predné bočné nosníky, bočné nárazníky, priečne nosníky alebo strešné oblúky a strešné nosiče, ale aj dvere a rámy. Všetko v rôznych vyhotoveniach pre rôzne modely vozidiel od kompaktného automobilu V40 cez limuzínu S60 až po veľké SUV pod skratkou XC90.
Odporové zváranie zohráva v konštrukcii karosérie doslova kľúčovú úlohu, pretože správne zvárané plechové diely prispievajú k pasívnej bezpečnosti automobilu. Frézovanie elektród skrýva veľký potenciál pre produktivitu počas zvárania. Elektródy zváracej pištole sa pri zváraní čoraz viac otupujú, preto ich treba asi po 150 zvaroch vyfrézovať, aby boli body zvárania znovu presné. „Frézovanie elektród funguje na rovnakom princípe ako strúhanie tupej ceruzky,“ vysvetľuje odborník na zváranie Winberg.
„V posledných rokoch sme našli riešenia, pomocou ktorých sa nám podarilo skrátiť časy cyklu pre elektródové frézovanie o viac ako polovicu,“ pokračuje Winberg. „Myslí sa aj na bezpečnosť, keďže operátori nemusia po frézovaní vchádzať do buniek s robotom, aby správne nastavili elektródy do bodu zvárania,“ dodáva Leif Lindahl, manažér Business Development Automotive vo Festo Švédsko.
Pre systémy statických zváracích pištolí vyvinula spoločnosť Festo prispôsobené kyvné rameno podľa požiadaviek spoločností Volvo a ABB, ktoré privádza zariadenie na frézovanie elektród, takzvanú zarovnávaciu frézu, k elektródam po vykonaní 150 zvarov. Kyvné rameno pracuje s presne umiestnenými elektrickými valcami typu DNCE. Vďaka voľne programovateľným polohám sa dá elektrický valec pružne posúvať a jemne zrýchľovať. Kompletný elektrický balík dodávaný spoločnosťou Festo pripravený na inštaláciu obsahuje krokový motor EMMS a kontrolér motora CMMS. Kontroléry motora sú s automatizačnou platformou CPX bezpečne integrované do rozvodnej skrine. CPX komunikuje s kontrolérmi motora a nadradeným riadiacim systémom robotického zariadenia cez Profinet.
Pre zváracie pištole robotov s kĺbovým ramenom ABB nie sú potrebné pohyblivé zarovnávacie frézy. Roboty môžu po 150 zváracích bodoch automaticky priviezť elektródy do zariadenia na frézovanie elektród. Táto voľnosť pohybu zváracích pištolí otvára úplne nové obzory. V prvom kroku robot s kĺbovým ramenom podáva zváraciu pištoľ do zarovnávacej frézy. Tá opracuje elektródy. V ďalšom kroku robot nasmeruje elektródy pred objektív kamery SBO… -Q od spoločnosti Festo na zistenie kvality. „Kamera urobí fotografiu a poskytne robotickému systému všetky údaje, ktoré sú potrebné na umiestnenie elektród do správnej polohy na zváranie ďalšieho plechu,“ hovorí Winberg. „Dá sa tiež nekomplikované integrovať a ľahko sa uviesť do prevádzky pomocou parametrizácie.“ Nielen senzorový systém na snímanie obrazových údajov, ale aj kompletná vyhodnocovacia elektronika a rozhrania (Ethernet/CAN) na komunikáciu s nadradenými riadeniami (PLC) sú už integrované do systému. Samotný kamerový systém je ukrytý v telese, ktoré má veľkosť litrového balenia mlieka.
Za zlomok sekundy poskytne fotografia údaje o orientácii kontaktnej plochy, dĺžke a uhle elektródy a kontaktnom bode na plechu. Kamera preposiela tieto údaje do riadenia robota a to robota nastaví na ďalšie zváracie body.
„To nám umožnilo skrátiť časy cyklov pre elektrické frézovanie z 35 sekúnd na iba deväť sekúnd,“ hovorí nadšene o novom systéme Winberg. „Tak skoro dosiahneme šesťsekundový čas cyklu otočného stola.“ Pri 300 zváracích robotoch v Olofströme to predstavuje ďalší míľnik v snahe o kratšie časy cyklu a tým aj vyššiu produktivitu.
Olofström, Švédsko
Oblasť činnosti: výroba vozidiel
Västerås, Švédsko
Oblasť činnosti: energetická technika, automatizácia výroby a procesov