จุดต่อจุด

อุตสาหกรรมยานยนต์: การกัดอิเล็กโทรดสำหรับแหนบเชื่อม

โซลูชันเฉพาะลูกค้าของ Volvo ในสวีเดนแสดงให้เห็นว่า การเชื่อมแบบจุดเร็วขึ้นและปลอดภัยยิ่งขึ้น ส่วนผสมสำหรับการกัดสวีเดนนี้: เทคโนโลยีไดรฟ์ไฟฟ้าและกล้องวิชันซิสเต็มจาก Festo ซึ่งเชื่อมต่อกับแพลตฟอร์มอัตโนมัติ CPX ซึ่งหมายความว่า มีความปลอดภัยมากขึ้นสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นของตัวถังวอลโว่ แต่ยังรวมถึงผู้ควบคุมระบบด้วย

เมืองเล็กๆ อย่างโอลอฟสตรอมทางตอนใต้ของสวีเดน ซ่อนตัวอยู่ในแนวหนังสือภาพระหว่างทะเลสาบและล้อมรอบด้วยป่าไม้ โดยอยู่ห่างจากศูนย์กลางการจราจรทางอากาศระหว่างประเทศโคเปนเฮเกนประมาณ 2 ชั่วโมง โรงงานประกอบสำคัญที่สุดของ Volvo Group ตั้งอยู่ที่นี่ ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางอุตสาหกรรมของสต็อกโฮล์ม โกเธนเบิร์ก และมัลโม ในคริสต์ศตวรรษที่ 18 และ 19 โรงงานแห่งนี้ซึ่งยังไม่ได้อยู่ภายใต้ชื่อแบรนด์วอลโว่ ส่วนใหญ่ผลิตเหล็กดัดและสินค้ากึ่งสำเร็จรูป เช่น แท่งเหล็กและแผ่นเหล็ก ชิ้นส่วนตัวถังสำหรับรถวอลโว่ทุกรุ่นผลิตขึ้นในเมืองโอลอฟสตรอมตั้งแต่ปี ค.ศ. 1927
ทุกวันนี้ รถไฟ 5 ขบวนต่อวันบรรทุกตู้สินค้า 280 ตู้คอนเทนเนอร์ที่เต็มไปด้วยชิ้นส่วนต่างๆ ของตัวถังจากโอลอฟสตรอมไปยังโรงงานประกอบของวอลโว่ในเมืองโกเธนเบิร์กและเกนต์ ประเทศเบลเยียม ซึ่งประกอบเข้าด้วยกันเป็นร่างที่สมบูรณ์ ซึ่งคิดเป็นกับจำนวนส่วนประกอบของตัวถัง 50 ล้านชิ้นต่อปี

ความสามารถในการเชื่อมเฉพาะจุด

“สิ่งที่คุณเห็นบนรถวอลโว่ส่วนใหญ่มาจากโอลอฟสตรอม” Leif Winberg วิศวกรโรงงานเชื่อมแนวต้านทานของโรงงานในโอลอฟสตรอมของ Volvo อธิบาย ซึ่งรวมถึงส่วนต่างๆ ของตัวถังที่รับน้ำหนัก เช่น เสา A, B หรือ C, การเสริมแรงกันชน, ชิ้นส่วนด้านหน้า, คานกันกระแทกด้านข้าง, คานขวางหรือส่วนโค้งของหลังคา และรางหลังคา รวมถึงประตูและโครง ทั้งหมดอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกันสำหรับรถยนต์รุ่นต่างๆ ตั้งแต่รถคอมแพค V40 ไปจนถึงซีดาน S60 ไปจนถึง SUV ขนาดใหญ่ภายใต้ชื่อย่อ XC90

การเชื่อมความต้านทานมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างตัวถัง เนื่องจากชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่เชื่อมอย่างถูกต้องมีส่วนช่วยในความปลอดภัยเชิงรับของรถยนต์ มีศักยภาพในการผลิตสูงในระหว่างกระบวนการเชื่อมด้วยการกัดอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดของปืนเชื่อมจะมีลักษณะทื่อมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อทำการเชื่อมแบบจุด ดังนั้น จึงจำเป็นต้องทำการกัดหลังจากจุดเชื่อมประมาณ 150 จุด เพื่อให้สามารถวางจุดเชื่อมได้อย่างแม่นยำอีกครั้ง "การกัดด้วยไฟฟ้าใช้หลักการเดียวกับการเหลาดินสอทื่อ" Winberg ผู้เชี่ยวชาญด้านการเชื่อมอธิบาย

การพัฒนาร่วมกัน

"ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราพบวิธีแก้ปัญหาซึ่งเราสามารถลดรอบเวลาสำหรับการกัดอิเล็กโทรดได้มากกว่าครึ่งหนึ่ง" Winberg กล่าวต่อ Leif Lindahl ผู้จัดการฝ่ายพัฒนาธุรกิจยานยนต์ของ Festo สวีเดน กล่าวว่า "ปัญหาด้านความปลอดภัยไม่ได้ถูกละเลยเช่นกัน เนื่องจากผู้ควบคุมระบบไม่ต้องเข้าไปในเซลล์หุ่นยนต์อีกต่อไปหลังการกัดเพื่อปรับอิเล็กโทรดให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องของจุดเชื่อม

สำหรับระบบปืนเชื่อมแบบสถิต Festo ได้พัฒนาสวิงอาร์มแบบกำหนดเองตามข้อกำหนดของ Volvo และ ABB ซึ่งป้อนอุปกรณ์กัดอิเล็กโทรดที่เรียกว่า ทิปเดรสเซอร์ไปยังอิเล็กโทรดหลังจากทำรอยเชื่อม 150 จุดแล้ว สวิงอาร์มทำงานร่วมกับกระบอกสูบไฟฟ้าประเภท DNCE ที่กำหนดตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ ด้วยตำแหน่งที่ตั้งโปรแกรมได้อย่างอิสระ กระบอกไฟฟ้าจึงสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างยืดหยุ่นและเร่งความเร็วได้อย่างนุ่มนวล ชุดอุปกรณ์ไฟฟ้าครบชุดพร้อมติดตั้งที่จัดหาโดย Festo ประกอบด้วย สเต็ปเปอร์มอเตอร์ EMMS และตัวควบคุมมอเตอร์ CMMS ตัวควบคุมมอเตอร์ถูกรวมเข้ากับตู้ควบคุมด้วยแพลตฟอร์มอัตโนมัติ CPX อย่างปลอดภัย CPX สื่อสารกับตัวควบคุมมอเตอร์และระบบควบคุมระดับสูงของระบบหุ่นยนต์ผ่าน Profinet

การกัดอิเล็กโทรดที่ควบคุมด้วยกล้อง

ทิปเดรสเซอร์แบบเคลื่อนย้ายได้ไม่จำเป็นสำหรับปืนเชื่อมของหุ่นยนต์แขนกล ABB หลังจาก 150 จุดเชื่อม หุ่นยนต์สามารถป้อนอิเล็กโทรดไปยังอุปกรณ์กัดอิเล็กโทรดได้อย่างอิสระ อิสระในการเคลื่อนไหวของคีมเชื่อมนี้เปิดโลกทัศน์ใหม่อย่างสมบูรณ์ ในขั้นตอนแรก หุ่นยนต์แขนกลที่ต่อพ่วงจะป้อนคีมคีบเชื่อมไปยังทิปเดรสเซอร์ สิ่งนี้ทำงานกับอิเล็กโทรด ในขั้นตอนต่อไป หุ่นยนต์จะเหวี่ยงขั้วไฟฟ้าไปด้านหน้าเลนส์ของกล้องคุณภาพ SBO...-Q จาก Festo "กล้องถ่ายภาพและให้ข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับระบบหุ่นยนต์ เพื่อนำอิเล็กโทรดกลับมาอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมโลหะแผ่นถัดไป" Winberg กล่าว "นอกจากนี้ ยังไม่ซับซ้อนในการผสานรวมและง่ายต่อการใช้งานผ่านการกำหนดพารามิเตอร์" ไม่เพียงแต่ระบบเซ็นเซอร์สำหรับการบันทึกข้อมูลภาพ แต่ยังรวมถึงระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประเมินที่สมบูรณ์และอินเทอร์เฟซ (Ethernet/CAN) สำหรับการสื่อสารด้วยการควบคุมระดับสูงกว่า (PLC) ก็ถูกรวมเข้ากับระบบแล้ว ระบบกล้องซ่อนอยู่ในกล่องที่มีขนาดใกล้เคียงกับกล่องนมขนาด 1 ลิตร

รอบเวลาเพียงหนึ่งในสี่

ในเสี้ยววินาที ภาพถ่ายให้ข้อมูลเกี่ยวกับการจัดตำแหน่งพื้นผิวสัมผัส ความยาว และมุมของอิเล็กโทรด และจุดที่สัมผัสกับแผ่นโลหะ กล้องจะส่งข้อมูลนี้ไปยังตัวควบคุมหุ่นยนต์ ซึ่งจะปรับหุ่นยนต์สำหรับการเชื่อมจุดถัดไป

"สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถลดรอบเวลาสำหรับการกัดด้วยไฟฟ้าจาก 35 วินาทีเหลือเพียง 9 วินาที" Winberg กระตือรือร้นเกี่ยวกับระบบใหม่ "นี่หมายความว่า เราเกือบจะบรรลุรอบเวลาของตารางการตัดเฉือนแบบโรตารี่ที่เวลาหกวินาที" ด้วยหุ่นยนต์เชื่อม 300 ตัวที่ใช้งานในโอลอฟสตรอม นี่ถือเป็นอีกก้าวหนึ่งในการไล่ล่าสำหรับรอบระยะเวลาที่สั้นลงและทำให้ได้ผลผลิตสูงขึ้น

Volvo Car Corporation

Olofström, Sweden

www.volvocars.com

สาขางาน: การสร้างยานพาหนะ

ABB AB

Västerås, Sweden

www.abb.se/robotics

สาขางาน: เทคโนโลยีพลังงาน โรงงาน และกระบวนการอัตโนมัติ

  1. บทความนี้ปรากฏในนิตยสารสำหรับลูกค้า Festo trends in automation 1.2014
  2. รูปภาพ: รูปภาพ Volvo / BiMa
ภาพรวม