Từng điểm

Công nghiệp ô tô: Phay điện cực ở kìm hàn

Một giải pháp dành riêng cho khách hàng tại Volvo ở Thụy Điển cho thấy cách hàn điểm ngày càng trở nên nhanh hơn và an toàn hơn. Các thành phần của công thức Swedish đặc biệt này là công nghệ truyền động điện và hệ thống từ Festo, được liên kết với nền tảng tự động hóa CPX Điều này có nghĩa là: an toàn hơn cho các bộ phận kim loại tấm của thân xe Volvo, mà còn cho người vận hành hệ thống.

Thị trấn nhỏ Olofström ở miền nam Thụy Điển ẩn mình trong phong cảnh đẹp như tranh giữa các hồ nước và được bao quanh bởi rừng - cách trung tâm giao thông hàng không quốc tế Copenhagen khoảng hai giờ đi xe. Nơi đây, cách xa các trung tâm công nghiệp của Stockholm, Gothenburg và Malmö, là xưởng thân xe truyền thống và quan trọng nhất của Tập đoàn Volvo. Vào thế kỷ 18 và 19 nhà máy - lúc đó chưa mang thương hiệu Volvo - chủ yếu sản xuất sắt rèn và các mặt hàng bán thành phẩm như thanh sắt và tấm sắt. Các bộ phận thân xe cho tất cả kiểu mẫu xe Volvo đã được sản xuất tại Olofström từ năm 1927.
Ngày nay, 5 chuyến tàu mỗi ngày chở 280 container đầy các bộ phận thân xe từ Olofström đến các nhà máy lắp ráp Volvo ở Gothenburg và Ghent, Bỉ, nơi chúng được lắp ráp thành các thân xe hoàn chỉnh. Điều này tương ứng với số lượng 50 triệu thành phần thân xe mỗi năm.

Năng lực ở hàn điểm

Leif Winberg, kỹ sư hệ thống hàn điện trở tại xưởng Olofström của Volvo giải thích: “Hầu hết những gì bạn thấy trên Volvo đều đến từ Olofström." Điều này bao gồm các bộ phận thân xe chịu lực như cột A, B hoặc C, các bộ phận gia cố cản, các bộ phận bên trước, dầm tác động bên, các bộ phận chéo hoặc vòm mái và đường ray mái, nhưng cũng có cửa và khung. Tất cả các thành phần này được sản xuất trong các phiên bản khác nhau cho các mẫu xe Volvo khác nhau, từ V40 nhỏ gọn đến các salon S60 và SUV cỡ lớn với tên gọi XC90.

Hàn điện trở đóng một vai trò quan trọng trong cấu tạo thân xe, vì các bộ phận kim loại tấm được hàn chính xác góp phần vào sự an toàn thụ động của ô tô. Có tiềm năng lớn về năng suất trong quá trình hàn với phay điện cực. Các điện cực của súng hàn ngày càng trở nên cùn hơn khi đặt mối hàn điểm và do đó phải được mài sau khoảng 150 mối hàn điểm để có thể đặt lại các mối hàn điểm chính xác. Chuyên gia hàn Winberg giải thích: “Phay điện cực hoạt động theo nguyên tắc giống như gọt một chiếc bút chì cùn.

Sự phát triển chung

Winberg tiếp tục: “Trong vài năm gần đây, chúng tôi đã tìm ra các giải pháp mà chúng tôi có thể giảm hơn một nửa thời gian chu kỳ của phay điện cực." Leif Lindahl, Giám đốc Phát triển Kinh doanh Ô tô tại Festo Thụy Điển cho biết: “Vấn đề an toàn cũng không được bỏ qua, vì người vận hành hệ thống không còn phải nhập các tế bào robot sau khi phay để đặt các điện cực vào đúng vị trí của điểm hàn."

Đối với các hệ thống súng hàn tĩnh, Festo đã phát triển một cánh tay đòn tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật của Volvo và ABB, cung cấp thiết bị phay điện cực, được gọi là máy đầm đầu, tới các điện cực sau khi thực hiện xong 150 mối hàn điểm. Cánh tay dao động hoạt động với các xy lanh điện loại DNCE định vị chính xác. Nhờ các vị trí được lập trình tự do, xy lanh điện có thể di chuyển linh hoạt và tăng tốc nhẹ nhàng. Gói hoàn chỉnh về điện sẵn sàng lắp đặt do Festo cung cấp bao gồm động cơ bước EMMS và bộ điều khiển động cơ CMMS. Bộ điều khiển động cơ được tích hợp an toàn trong tủ điều khiển với nền tảng tự động hóa CPX. CPX giao tiếp với bộ điều khiển động cơ và hệ thống điều khiển cấp cao hơn của hệ thống rô bốt thông qua Profinet.

Phay điện cực điều khiển bằng camera

Máy đầm đầu di động không cần thiết đối với súng hàn trên robot cánh tay có khớp nối ABB. Sau 150 mối hàn điểm, robot có thể đưa các điện cực của chúng vào thiết bị phay điện cực một cách độc lập. Sự tự do di chuyển này của súng hàn mở ra những chân trời hoàn toàn mới. Trong bước đầu tiên, robot cánh tay có khớp nối sẽ đưa các súng hàn vào máy đầm đầu. Điều này đã xử lý các điện cực. Trong bước tiếp theo, robot xoay các điện cực của nó trước ống kính của máy ảnh chất lượng SBO… -Q của Festo. Winberg cho biết: “Máy ảnh tạo ra một bức ảnh và cung cấp cho hệ thống robot tất cả dữ liệu cần thiết để đặt các điện cực trở lại đúng vị trí để hàn tấm kim loại tiếp theo. "Nó cũng không phức tạp để tích hợp và dễ dàng vận hành thông qua tham số hóa." Không chỉ hệ thống cảm biến để thu dữ liệu hình ảnh, mà còn cả thiết bị điện tử đánh giá hoàn chỉnh và các giao diện (Ethernet/CAN) để giao tiếp với các điều khiển cấp cao hơn (PLC) đã được tích hợp vào hệ thống. Bản thân hệ thống camera này nằm trong một vỏ có kích thước chỉ bằng một hộp sữa 1 lít.

Thời gian chu kỳ giảm xuống còn một phần tư

Trong một phần của giây, hình ảnh từ hệ thống đầu đọc cung cấp dữ liệu về sự căn chỉnh của bề mặt tiếp xúc, chiều dài và góc của điện cực và điểm bắt đầu trên tấm kim loại Máy ảnh gửi dữ liệu này đến bộ điều khiển robot, bộ điều khiển này sẽ điều chỉnh lại robot cho các mối hàn điểm tiếp theo.

"Điều này cho phép chúng tôi giảm thời gian chu kỳ phay điện từ 35 giây xuống chỉ còn 9 giây", Winberg say mê về hệ thống mới. “Điều này có nghĩa là chúng tôi gần như đạt được thời gian chu kỳ của một bàn gia công quay là sáu giây.” Với 300 robot hàn đang được sử dụng tại Olofström, điều này thể hiện một cột mốc quan trọng khác trong việc tìm kiếm thời gian chu kỳ ngắn hơn và do đó năng suất cao hơn.

Volvo Car Corporation

Olofstrom, Thụy Điển

www.volvocars.com

Lĩnh vực hoạt động: chế tạo xe ôto

ABB AB

Västerås, Thụy Điển

www.abb.se/robotics

Lĩnh vực hoạt động: công nghệ năng lượng, nhà máy và tự động hóa quy trình

  1. Bài báo này đã xuất hiện trên tạp chí khách hàng Festo về xu hướng tự động hóa tháng 1.2014
  2. Hình ảnh: Hình ảnh Volvo / BiMa
Tổng quan