Valk Welding: 1997

Med tanken på den nylig afsluttede messe "SCHWEISSEN UND SCHNEIDEN" I messehallen Essen og de mange robotter der blev fremvist, stadig frisk I erindring, tænkte vi, at det kunne være interessant at se på en enkelt robot applikation I detaljer.

Lad os gå til ACV INTERNATIONAL i Ruisbroek NL. Dette familie foretagende, fejrede sin 75 års fødselsdag, og er specialiseret I konstruktion af varme apparater til produktion og sanitære formål. Firmaet bruger allerede Panasonic robotter. Firmaet VALK WELDING har lige leveret en Panasonic robot til den nye ACV fabrik i Seneffe NL.

Produktet der skal svejses
Robot installationen er designet til at svejse et af ACV’s typiske varmevekslere, bestående af core I rustfrit stål (304) omgivet af en flad plade I karbon stål. RVS-corene består hovedsagelig af bundter af rør I diametre på 40 mm og en væg tykkelse p å1.5 mm.

Antallet af rør varierer, men I applikationen, vi har set er der 36 (6x6 (Foto 2) enderne på rørene er samlet på plader der også har en tykkelse på 1,5 mm, i tykkelsen. En tyndvægget ‘kuvert’ I karbon stål er påsat under og på toppen af RVS-coren med fyldte svejsninger, og i siderne med nogle få prop svejsninger. (Foto 3).

I varme enheden, er rørene sat I vertikal position. Brænderen er monteret nedenunder, og sender flammerne og forbrændingen gennem rørene, hvor den lades og aflades via rør forbindelserne I karbon stål svøbet. Fotoet viser klart at manuel svejsning ville være meget svært og tidskrævende. Specielt de 72 svejsninger der omgiver rørenderne, er svære at svejse, specielt pga. Plade tykkelsen på 1.5 mm. den store fare for deformation der uundgåelig opstår ved sådanne tyndvæggede RVS-konstruktioner, er varmeveksleren sat sammen med en relativ stiv enhed, før svejsningen. Som et resultat heraf er rørene langs væggene endnu sværere at svejse manuelt. Dette kan kun gøres med en speciel lang brænder. Ydermere er kvalitets kravene meget store. Alle svejste forbindelser må være fuldstændig tætte. Denne tæthed bliver testet enkeltvis med et tryk 4kg/cm². Det ovenfor nævnte samt den store mængde arbejde har gjort at der blev robot welding.

Robotten
Panasonic robotten har seks akser. Emnerne bliver fikseret I en manipulator med to akser.  Dette er gjort med en simpel gaffel. Hvor et værktøj giver den rigtige position. (Foto 4)

De seks akser på robotten samt de to akser på manipulatoren er integreret af softwaren. På denne måde kan emnerne komme i en optimal position for svejsning på et min. Af tid. Programmet er sådan designet at, efter trykket på start knappen, kører anlægget helt uden nogen menneskelig indblanding.

Gennem hele robottens levetid har den en repetitions nøjagtighed på 0.1 mm. Men problemet er at efter fikseringen taler man om præcisionen på millimeter. Gennem svejsningen vil deformationerne gøre at den ideale programmering, vil ændre sig, og bliver om end endnu større. Selv ikke den største forberedelse kunne ændre dette. Derfor vil robotten regelmæssigt scanne positionen på emnet og sømmen, for derefter at sende resultaterne af denne scanning til installationens hjerne, som så vil justere efterfølgende. Fugesøgning blev valgt. Dvs. Gasdysen vil finde positionen af svejsningerne ved kontakt med materialet. Denne gaskop er udstyret med lav strøm på 24 V, og med denne elektriske kontakt vil der fremkomme et signal. Derfor er en speciel følsom sensor påkrævet.

For en fyldt svejsning, er slutningen af sømmen søgt ved kontakt med de tre flader. Omkring svejsningerne er det nok kun at søge positionen omkring de to rør. En central tap i center af rørene scannes. Dette er nok til at svejse resten af de 36 rør, da disse sidder helt ens.
Under svejsningen kan der forekomme deformationer. Svejsesømmen må derfor følges af en søgning under selve svejsningen. En lysbue kontrol. Brænderen laver konstant en pendling, dette gør at lysbuen kan måles via strøm modstanden I siderne. Hvis de har en forskel i modstanden, vil dette blive korrigeret konstant.

Strømkilden
Slutresultatet på en robot installation afhænger for en stor del af kvaliteten på strømkilden. Svejsningen er gjort med MAG svejsning med en Panasonic HM 350 Dip Pulse strømkilde, af puls inverter typen. Denne inverter besidder et eternet styre system kaldet "artificial intelligence" af Panasonic, dermed optimeres svejse parametrene konstant. Dette gør at, hoved fordelen, ved selv en lav Volt, gør kortbuen helt præcis. Hvis feks man oversvejser et punkt vil lysbue længden give ekstra puls hvorefter lysbuen vil tilføres ekstra dråber. Dermed kan svejsningen altid gøres med en rolig lysbue, uden sprøjt. Hvilket er særlig vigtig for den efterfølgende behandling.

Gas beskyttelse
Gassen består af helium, argon og  CO2  (Inarc 172 of Air Liquide, 63.8% argon, 32% helium, 3.2% CO2, 1% H).

Svejse tråd
Der bruges en 1 mm tråd I rustfrit stål (309). Et traditionelt 4 hjuls træk er taget i brug for trådfremføringen. Motoren er software kontrolleret. Og kabinettet er placeret tæt på brænderen, ca. 1.5 m. dette for at undgå friktion.

Svejse brænderen
Brænderen er specielt designet til denne opgave. For at kunne nå alle svejsesømme, og specielt de der er tæt på væggen. Brænderen er særlig lang og har en speciel udformning.
Programmet inkluderer regelmæssige stop, hvor brænderen rengøres med en speciel børste på og I gasdysen. Tråden klippes ren. Denne rengøring er vigtig pga. Scanningen af brænderen, og for at undgå fejl data.

Effektivitet
Som før nævnt, er varmeveksleren svejst på en gang uden indgriben. Produktet med de 36 rør, bliver produceret på 57 minutter. Den reelle lysbuetid er 70%. Dette forbedrer kvaliteten: pæne svejsninger og lidt sprøjt samt total tætheds afprøvet. (Foto 5)

Beslutningen om at købe en svejserobot var derfor I dette tilfælde den rigtige beslutning.

(Kilde: Lastijdschrift 4 - 1997, bafJ. Tondeleir, BIL)