逐一點焊

汽車行業:銑削焊槍的電極

點焊現在變得越來越快,越來越可靠,瑞典富豪(Volvo)安裝的客戶特定解決方案正是最好的證明。這項特殊瑞典方案的組成是 Festo 的電缸技術和視覺系統,連接 CPX 自動化平台相來控制。這方案提高了富豪汽車(Volvo)車身鈑金件的生產可靠性,並提高了工廠操作人員的安全性。

瑞典南部的 Olofström 隱藏在風景如畫的湖泊之間並被森林包圍,距離哥本哈根國際航空交通樞紐大約兩個小時的車程。這裡遠離斯德哥爾摩、哥德堡和馬爾默工業中心,卻坐落著富豪集團最重要的汽車車身製造廠,這是一家秉承傳統的工廠。在十八和十九世紀,當時還沒有用富豪名稱的工廠特別製造了鍛鐵和半成品,例如鋼管和鐵板。自 1927 年以來,Olofström 工廠一直在為所有富豪車型生產汽車車身零件。
如今,每天有五列裝有 280 集裝箱汽車車身零件的火車從 Olofström 出發,前往比利時哥德堡和根特的富豪裝配廠,在那裡組裝成完整的汽車車身。每年總計生產 5000 萬個車身組件。

點焊能力

「一輛富豪車您能看到的部份大都來自 Olofström,」富豪 Olofström 工廠負責電組焊接的工廠工程師 Leif Winberg 解釋道。其中包括負重組件,例如 A、B 和 C 柱、保險桿加強件、前縱梁、側面防撞梁、橫梁、車頂拱門和車頂縱梁以及車門和車架。針對各種富豪車行生產所有這些組件的不同版本,用於從密集型 V40 到 S60 轎車,再到大型 SUV XC90 的車型。

車身製造的關鍵要素是電阻焊接,因為正確焊接的鈑金件在車輛的被動安全中有著至關重要的作用。在焊接過程中,電擊銑削具有提高生產率的巨大潛力。焊槍電極在使用時會變鈍,必須在大約 150 次點焊之後進行銑削,以確保點焊完全準確。焊接專家 Winberg 解釋說:「電擊銑削的工作原理與削鈍鉛筆的原理相同。」

聯合開發

Winberg 繼續說道:「近年來,我們發現了可以使電極銑削的週期時間縮短一半以上的解決方案。」 FESTO 瑞典汽車業務發展經理 Lefi Lindahl 補充說:「安全性也得到了提高,因為工廠操作人員無需在銑削後進入機器人工間,就可以將電極調整到點焊的正確位置。」

對於固定焊槍,Festo 完全按照富豪(Volvo)和 ABB 的規格開發了客製的旋轉臂,該旋轉臂在完成 150 次點焊後,將電極銑削設備 (即所謂的電極研磨器) 帶到電極上。旋轉臂透過 Festo DNCE 電驅動器精確定位。由於位置可自動程式設計,這些電缸在動作方面具有靈活度,並具有柔和的加速度。Festo 提供完整的交鑰匙式立即安裝套件包括 EMMS 步進馬達和 CMMS 馬達控制器。馬達控制器與 CPX 自動化平台安全地整合在控制櫃中。CPX 透過 PROFINET 與馬達控制器和用於安裝機器人的主控制系統通訊。

視覺系統控制的電極銑削

ABB 多關節機器人上的焊槍不需要移動式電極研磨器。這些機器人可以在 150 次點焊後將其電極自動送入電極銑削設備。焊槍的這種自由移動打開了全新的視野。第一步,多關節機器人將焊槍帶到電極研磨器上。然後銑削電極。下一步,機器人將電極旋轉到 Festo SBO… - Q 視覺系統的鏡頭前面。Winberg 說道:「該系統產生的影像為機器人系統提供了所有必要的資料,以便正確定位電極以焊接下一個鈑金件。」 「視覺系統還易於整合,並且可透過參數設定輕鬆調試。" 該系統不僅包括用於採集影像資料的感測器系統,還包括完整的電子評估單位以及與主要 PLC 控制器進行通訊所需的介面 (乙太網路 / CAN)。視覺系統本身放在比一公升容量牛奶盒大不了多少的外殼中。

週期時間縮短至四分之一

在不到一秒鐘的時間內,來自視覺系統的影像就可以提供有關接觸表面的對齊、電極的長度焊角度以及金屬板上的起點的資料。視覺系統將此資料傳送到機器人控制器,該控制器為下一次點焊調整機器人。

「這使我們將電極銑削的週期時間從 35 秒縮短至僅 9 秒,」Winberg 充滿熱情地評價新系統。"這代表著我們幾乎可以達到與加工旋轉分度台相同的週期時間,即 6 秒。" 考量到在 Olofström 安裝了 300 台焊接機器人,這表示在追求更短週期時間焊更高生產率方面又樹立了一個里程碑。

富豪汽車公司

瑞典 Olofström

www.volvocars.com

關鍵業務:車輛製造

ABB AB

瑞典 Västerås

www.abb.se/robotics

關鍵業務:能源技術、工廠和過程自動化

概覽