Valk Welding: 1999

Det Belgiske firma Van Hool fremstiller ca. 1500 vogne og busser hvert år og 5000 alment nyttige vogne som trailere og tank containere. Firmaet har over 800 svejsere, ud af 4200 ansatte, og kan bryste sig af mere end 18 års erfaring med robot svejsning, og automat svejsning. i nogle år nu, har vogn afdelingen arbejdet med FMS (Flexible Manufacturing System). Igennem dagen monterer de ansatte dele på opspændings værktøjerne. Disse er så automatisk lagt på et midlertidigt lager. Dag og nat får robot systemet disse værktøjer fra dette lager, robotterne svejser delene og opspændings værktøjerne udskiftes. Dagholdet aflader de færdige dele.

I øjeblikket investerer firmaet I svejserobotter til de alment nyttige køretøjer. Robot svejsningen må til disse køretøjer være meget fleksibel fordi det fortrinsvis er små serier. For seks måneder siden blev en ny robot celle installeret med 4 arbedjstationer, til mindre dele. For nylig blev en robot celle taget I brug til at svejse tank containere. For at korrigere svejse positionerne, er robotten udstyret med en føle sensor til at sikre at svejsningerne er korrekte. Begge installationer blev leveret af Valk Welding og udstyret med Panasonic robotter og en off-line programmering.

Svejsning af mindre dele
De almennyttige køretøjer består også af mindre dele der er velegnet for robot svejsning. Afdelingen for disse almennyttige køretøjer havde allerede nogle robot installationer, mest installationer med to arbejdsstationer: den hvor operatøren lægger delene I værktøjet og en hvor robotten svejser. Hver arbejdsstation arbejder med et værktøj der er specielt justeret til disse dele. Værktøjerne bliver altid positioneret på det samme sted. Også emnerne for den enkelte produkt serie positioneres ens. Og  kan om nødvendigt have flere dage imellem produktion, men med det samme program. Robotten kan drejes 1800 og gå fra en station til en anden, for at færdiggøre programmet der.  Erfaringen har vist at brugen af svejse celler med to arbejdsstationer, har den fejl at enten robotten eller operatøren ofte er uvirksomme: svejse tid og ilægnings tid kan være forskellig, udskiftning af værktøj kan let få cellen til at gå I stå. Traditionelle robotter programmeres ved ’teach in’ på robotten og det rigtige svejsested. Dette betyder at for en celle med to arbejdsstationer må robotten programmeres to gange. Alle disse aspekter "typisk for en traditionel robot celle" kræver en del tid for hver svejse position, tid som ikke er produktions tid. Specielt hvis der er fleksibilitet påkrævet (mange mindre serier).det er tydeligt at en sådan installation ikke tilbyder det optimale i forhold til investeringen, med mindre det er store serier af ens dele. Og faktisk er en sådan situation ikke den rigtige for en robot celle.

Den nye robot celle til mindre dele blev taget i brug for 6 måneder siden. Til at svejse så mange mindre dele som muligt, på den mest effektive måde. I mellemtiden, er mere end 100 forskellige dele produceret på denne celle. For at garanterer mest fleksibilitet har robot installationen fire arbejdsstationer med en robot på en slæde til at bevæge sig horisontalt. Det er nemmere at tilpasse operatør og arbejdsbevægelserne(eksterne bevægelser så som at transporterer delene, kvalitets måling og fjernelse af svejsesprøjt osv.) til svejsetiden. Ved udskift af værktøj, behøver robotten ikke at skulle stoppes. I sin søgen efter en robot leverandør, kom hr. De Wilde til den konklusion at de fleste svejserobotter på markedet faktisk gør et fint stykke arbejde. Den rigtige difference er i "intelligensen" på maskinen. Denne intelligens udgør I høj grad det sidste og afgørende finish, med programmeringen som et vigtigt parameter. Med traditionelle robotceller, betyder forskellige celler også forskellige programmeringer, for hvert enkelt arbejdsemne, fordi faktum er at der er en manipulator i hver celle, hvilket igen gør det muligt at dreje arbejdsemnet således at der fremkommer den bedste arbejdes position for svejsebrænderen (ekstra akse). I dette drejebord  monteres værktøjet i en fikseret position. Hver drejebord har sin egen højde I en horisontal position. Og hver drejebord har sin egen grund position. Alternativer blev søgt på markedet, men Panasonic blev udvalgt pga. sin off-line programmering og muligheden for at arbejde uden alt for mange modifikationer. Hver arbejdscelle har en 0 punkts position, udarbejdet specifik for den enkelte robot, dog skal den rekalibreres efter en kollision. Alle vigtige positioner: lokationen på bordet, det horisontale niveau på bordet osv. Er en gang lagt I programmet via robot udmålinger. Dette er brugt som basis for off-line konversationen af svejse programmerne, der er lavet med "teach in" af robotten, derfra er de videre ført til de tre andre celler med brug af repositionering af kalkulationerne i de eksisterende programmer. I praksis er et identisk værktøj lavet pr. celle. Derefter er det realiseret via "teach in" og programmet bliver overtaget af en PC via kabel til arbejdes preparationen og kopieret off-line med et CAD-program til de andre celler. Derefter kan produktionen starte. Med Panasonic softwaren, kan svejse programmeringen udføres fra et CAD-diagram.

I praksis betyder det at enkle dele, hvor den frekvente serie på kun 10 stk. Kan produceres på en effektiv måde I en robot celle: den sparede tid er nok til at retfærdiggøre produktionen af et værktøj samt investeringen i software. Ved en forberedelse kan CNC-programmerede folde og skære enheder samt CNC-programmerede boremaskiner bruges, til at sikre præcisionen af delene, uden at skulle bruge andre målinger i robot installationen. Udskiftning af fikserings værktøjer kan gøres på mindre end en time, og fordi der er fire arbejdsstationer, uden at stoppe svejserobotten. For meget små serier, er der andre fikserings værktøjer pr. drejebord, resulterende I at flere emner opsættes I pr. arbejdsstation. Denne succes af investeringen og kvantiteten af emner der er blevet produceret, har gjort at der er installeret endnu en robot med 4 arbejdsstationer.

Svejsning af større serier med søge sensorer
Den nye Panasonic robot installation til at svejse rammer, og støtte rammer til tank containere, med størrelser på  2.5 x 3 m er ret speciel. Hver dag er 8 af disse containere produceret, og siden der skal bruges to rammer til hver container, er produktions mængden stor nok til at investere en svejse robot installation, med det mål at kører i 2 holdsskift. Sammenlignet med manuel svejsning, var svejsetiden stærkt reduceret.

Denne robot installation kunne ikke have været lavet for teknologien man besad for 5 år siden. Installationen indeholder, I øjeblikket, 4 arbejdsstationer, og en robot monteret I hængende position med en slæde. Denne slæde kan bevæge sig horisontalt på en 23 meter lang portal. Arbejdes rækkevidden på installationen er ca. 112 m2 over en længde af 27 meter. I fremtiden vil installationen laves I den dobbelte længde, med tre ekstra arbejdsstationer og to robot slæder ved siden af hinanden og samme type længde føring. Også denne installation har et drejebord ved hver arbejdsstation. Beregnet til at manipulerer 2 tons. Mellem de to drejeborde, ved dreje manipulatoren er der monteret et fikserings værktøj til specifikke ramme typer. Med tippebordet, kan rammen drejes fra top og bund svejsning uden manuel manipulering. Værktøjet mellem de to dreje manipulatorer er trods sin relativt høje position alligevel bruger venlig for operatøren, når han opspænder rammerne. Bordet drejer excentrisk, derfor er der ikke brug for et gulv hul til at kunne dreje rammen de 1800, men gulvpladsen er alligevel forøget. Også til denne celle kan off-line programmering bruges til at konvertere programmer, dvs. Det tager kun fra nogle timer til et par dage at programmere en stor variation af rammer, fra ’teach mode’ i den ene arbejdsstation til et andet svejse program i en anden arbejdsstation. Dette vil spare en masse tid og vil forøge produktions tiden.

I denne applikation er robotten udstyret med en fugesøger til at kompensere for delenes uligheder. En container ramme består af et antal aflukker og et antal svejsninger. Disse dele er ikke fuldstændig ens I størrelser: de kan variere nogle millimeter, som ikke er meget for sådanne dele, men et problem for en robot. Tolerancer der er skiftende I størrelser, kan ikke svejses korrekt med ens programmer, betydende at de forskellige svejsninger vil blive dårlige: en svejsning har måske for stort varme input, og den anden har bindingsfejl. Selvsagt et problem!

For hver svejsesøm, er hvert skift scannet med brug af dette overvågnings system. Så snart alle hjørner er udmålt og deres position lokaliseret, vil svejse programmet justerer positionen, og derefter begynde at svejse. Denne rekalkulation kan gøres med Panasonic robot controlleren. Først var installationen leveret med det velkendte traditionelle fugesøgesystem. Søgningen var til tider forstyrret af en snavset brænder, sammen med de coatede produkter og de kritiske svejsninger man hos Van Hool havde valgt. (vanskelige svejse positioner med garanti for en kvalitets svejsning og store krav til de visuelle kvaliteter). For på denne måde at løse disse problemer udviklede Valk Welding et specifikt elektronisk kontrol system. Den stabile sensor er opnået, og afprøvet på mange Panasonic-installationer, ved at et elektronisk kontrolsystem er tilført controlleren. Dette system har den fordel at en større mængde snavs I gasdysen, ikke har indflydelse på berørings sensoren. Følsomheden på systemet kan justeres, derved udnyttes systemet optimalt. En sådan opsætning kan ikke gøres med et traditionelt søgesystem. Der er nok elektricitet I emnerne til at udmåle svejse linien(CO2, argon, mix gas), til den manuelle svejsning (korrektioner, ikke robot svejsning osv.) uden at folk behøver at lave nye svejseparametre, eller flytte svejse applikationerne.

Svejsecellerne er omgivet af diode lys gardiner, der gør det muligt at se hele cellen, men med sikkerheden sat sådan op at hvis en ansat går ind i cellen under svejsningen, slår den fra. En celle må udløses af en operatør før robotten kan starte med at svejse. Der er ingen territoriale hegn, da dette er umuligt med et så stort arbejdsområde for robotten. Men robotten kan sætte i sikkerhedsmode med deraf reduceret fart, for vedligeholds arbejde, eller hvis folk nødvendigvis må gå ind til robotten for at aktiverer denne.

Installationen blev leveret af Valk Welding, sammen med samtlige CE-godkendelser.

(Kilde: Technisch Management - Februar 1999)