Ha cél a versenyképesség, a hatékonyság és a gazdaságosság növelése, az állásidők csökkentése, a munkabiztonság javítása, és problémát okoz a gyártási határidők betartása, a változó varratminőség vagy a megfelelően képzett hegesztők hiánya, akkor az automatizálás jelenthet megoldást. A hegesztési folyamatok robotizálásának további előnye, hogy növeli a termelékenységet és annak rugalmasságát, javítja a minőséget, a reprodukálhatóságot, valamint jelentősen csökkenti a monoton, nehéz fizikai munka arányát. A hegesztő- és kiszolgálórobotok használatával csökken a gyártási ciklusidő is. Emellett fontos szempont lehet az ember által végzett munka kiváltása az egészségre fokozottan ártalmas munkakörnyezetekben.
Mikor éri meg a hegesztési folyamatot robotizálni? (Gyors “igen–nem” teszt)
- ismétlődő alkatrészek gyártásakor;
- azonos helyzetű, jól hozzáférhető varratok készítésekor;
- jelentős az utómunka,
- ha hegesztési idő a teljes gyártási idő jelentős hányadát lefedi;
- a minőség ingadozásának csökkentése, ezen szint stabilizálása érdekében;
- hegesztők hiánya esetén, vagy ha a meglévő hegesztőt nehéz „megtartani”.
Ha 3–4 bekezdés állítása érvényesül a cég esetében, érdemes belevágni – még kis-, vagy közepes szériáknál is.
Mi kell egy robothegesztő cellához?
- Robotmechanika, amely mozgatja a hegesztőpisztolyt. A CLOOS QIROX robotkarjai kifejezetten hegesztésre optimalizáltak.
- Hegesztőberendezés: áramforrás, amely biztosítja a szükséges teljesítményt, annak szabályozását, és az ív stabilitását. A CLOOS QINEO áramforrás sorozata feladatra optimalizált teljesítménymodulációt, anyagátvitelt biztosít.
- Munkadarab manipulátor: a munkadarab optimális hegesztési helyzetbe hozásához forgató, billentő berendezések, állványok… alkalmazása.
- Munkadarab befogó: hegesztendő munkadarab/szerkezet rögzítésére szolgáló készülék, amely biztosítja a pozíciót, az illesztést, a leszorítást, rögzítést.
- Szenzorok: alapvető feladatuk a hegesztőpisztoly pozicionálása, a varratkövetés, az érintésérzékelés, biztosítva még a kisebb geometriai eltérések korrekcióját is.
- Szoftver és robotprogramozás: számos programozást támogató szoftver áll már rendelkezésre. A programozás helyben (online), vagy számítógépes szimulációval (offline) lehetséges.
- Ipar 4.0: CLOOS C-Gate platformmal mérhető a hatékonysága (OEE), a hibák és az ajánlott (sablon) paraméterek.
Biztonság: a robot és a kiszolgáló személyzet munkaterének elkülönítése (kerítés, fénykapu, biztonsági ajtó, zónázás), a hegesztő ív és a füst elleni védelem (fényvédő függöny, helyi elszívás).
Terv az induláshoz: hét egyszerű lépés
- Válassz pilot terméket
- 1–3 olyan alkatrész kiválasztása, amelyen sok a hegesztés és gyártása gyakran ismétlődik. Kezdjük az “unalmasan ismétlődő” darabokkal.
- Célok rögzítése
- Legyen három elérendő és mérhető cél. Példák: “-30% ciklusidő”, “fele fröcskölés”, “kevesebb utómunka”, “állandó varratminőség” elérése.
- Befogó koncepció
- Egyszerű, robusztus rögzítés alkalmazása, célszerűen megválasztott ütközőkkel. Ha a munkadarab élelőkészítésének és illesztésének szórása nagyobb, a varratkereső szenzor alkalmazása indokolt. Kollégáink állnak rendelkezésre a legjobb megoldás kiválasztásában.
- Robotállomás (cella) megválasztása
- Egymunkahelyes: belépő szint, egyszerű alkalmazás, számos előnnyel.
- Kétmunkahelyes forgatóval: amíg a robot a hegesztési feladatot végzi, a forgató egység másik oldalán, a robot munkaterén kívül, a hegesztendő munkadarab befogása történhet, – kevesebb mellékidő, nagyobb teljesítmény érhető el.
- Nagyméretű munkadarabhoz, szerkezethez: konzolos állvány, portál, vezető sín alkalmazása.
- Kis méretű munkadarabokhoz és szériához: kollaboratív robotmegoldás igénybevétele lehetséges.
- Technológiai beállítások
- A legtöbb gyengén- és erősen ötvözött acéltípushoz, széles anyagvastagság tartományban a MIG/MAG eljárás alkalmazható.
- Megfelelő huzaltípus- és átmérő, védőgáz alkalmazásával, és szabályozott impulzus üzemmód igénybevételével az anyagátmenet egyenletes, a fröcskölés minimálisra csökkentése mellett. A CLOOS QINEO áramforrások szinergiái optimális hegfürdő szabályozást biztosítanak.
- Programozás
- Első körben a robot programozása a helyben (online) tanítással, a robotkar hegesztendő élnél való végig vezetésével célszerű, ez gyors visszacsatolást, azonnali ellenőrzés lehetőségét biztosítja.
- Későbbi fejlesztés során az offline programozás alkalmazása indokolt, szoftveres programozó felülettel. Ez utóbbinál kevesebb a robot állásideje.
- Ellenőrzés, finomhangolás, dokumentálás
- Próbahegesztés készítése, a varratkép és a hegesztési paraméterek rögzítése indokolt.
- Készüljenek hegesztési munkarendi előírások (WPS-ek); a C-Gate támogatja az adatok naplózását és a későbbi “miért történt?” kérdések megválaszolását.
Varratkeresés és -követés szenzorral
- A szenzor “megkeresi” a hegesztés kezdő pozícióját, biztosítja a hegesztési pálya (varrat) követését.
- Az ívszenzor (áram/feszültség méréssel) vagy lézerszenzor valós időben módosítja az pisztoly pályáját, ezzel korrigálja az élelőkészítés és a hő okozta deformáció eltéréseit.
Gyakori tévhitek – röviden
- “Nálunk túl kicsi a széria.”
- Ha több termék hasonló kialakítású, egy megfelelően kiválasztott munkadarab befogással és a programkönyvtár igénybevételével eredményes lesz a robotalkalmazás. A gyártási idő csökkenthető a robotcella kétmunkahelyes kialakításával, mellyel nő az eszközkihasználás is. Kollaboratív robot is szóba jöhet.
- “A robot csak hibátlan illesztésnél alkalmazható.”
- Szenzortechnika alkalmazásával, megfelelő munkadarab befogással és pontosabb élelőkészítéssel leküzdhető a probléma. A szenzorokkal biztosítható a gyors reagálás az illesztési hibákra, mellyel minőség javulása biztosítható.
- “Drága, és lassan térül meg.”
- Támogatásunkkal a tervezéstől a megvalósulásig az idő rövidül, a befektetés 12–24 hónap alatt megtérülhet, figyelembe véve a gyártási idő csökkenését, a rendszer rugalmasságát, a selejt, az utólagos hibajavítási-, és munkaerőigény csökkenését, átcsoportosításának lehetőségét más területekre.
- összességében a hegesztési folyamatok automatizálásával hosszabb távon megtakarítás érhető el.
Buktatók és gyors megoldások
- Változó illesztési hézagok → varratkereséssel javul az eredmény, indokolt komolyabb befogó tervezése ütközőkkel.
- Jelentős fröcskölés és felülettisztítás → jól megválasztott paraméterek, esetleg szabályozott impulzus üzemmód igénybevételével, megfelelő védőgáz/huzalkombináció, és automatikus pisztolytisztító alkalmazásával jelentősen csökkenthető.
- Deformáció a hosszú varratoknál → hegesztési sorrendterv átalakításával, lépcsőzetes hegesztéssel, a hegesztőkészülékek optimalizálásával csökkenthető a megengedett szint alá.
- Az illesztési élhez való hozzáférési gondok → többtengelyes forgató alkalmazása, a hegesztő pisztoly szögének változtatásával, hosszabb/fazettált fúvóka, cella layout megfelelő kialakításával megszüntethető.
- Átállások miatti állásidő → offline programozással, gyorscserés befogók, és jól rendszerezett programkönyvtár alkalmazásával csökkenthető.
Két valós robotalkalmazási megoldás bemutatása
- Acélkeret gyártása, anyagvastagság 4–6 mm:
- két munkaállomásos QIROX cella alkalmazása forgatóval, QINEO MIG/MAG áramforrással impulzus üzemmódban;
- Szenzorok igénybevétele a változó hézagok miatt, automatikus pisztolytisztítás biztosítása;
- eredmény: 25–35% ciklusidő megtakarítás, egyenletes minőség, látványosan kevesebb fröcskölés.
- Vékony rozsdamentes acéllemez kötőhegesztése, a varrat megmunkálása nélkül:
- QINEO TIG áramforrás, precíz befogószerkezet alkalmazása, kisebb hegesztési sebesség, de esztétikus hegesztési varrat képzése;
- Offline robotprogramozás, hogy a robotot ne kelljen a termelésből kivonni a programozás idejére;
- eredmény: csökkenő deformáció, állandó esztétikus felületminőség, kevesebb selejt, növekvő teljesítmény, jobb dokumentálhatóság.
Miért a CLOOS? – kézzelfogható előnyök
- QIROX robotrendszerek: hegesztésre optimalizált robotkarok és pozicionálók, ütközésvédelemmel ellátott hegesztőpisztolyok.
- QINEO hegesztőáramforrások: stabil ívet, alacsony fröcskölést biztosítanak, impulzus- és szinergiaprogramok állnak rendelkezésre különböző anyagminőségekhez.
- C-Gate digitális platform: aktuális információk, recept- és OEE-monitorozás, hibakódok jelzése a hegesztési folyamatok fejlesztéséhez.
- Varratkereső/követő és pisztolytisztító kiegészítők: alkalmazásuk csökkenő állásidőt, kevesebb utómunkát eredményez, állandó TCP.
- Teljeskörű szolgáltatás: robot és a kiszolgáló személyzet munkaterének elkülönítéséhez, a hegesztő ív és a füst elleni védelemhez szükséges berendezések biztosításával az egészségügyi, ergonómiai és a munkabiztonság kockázatai csökkenthetők.
- Technológiai támogatás: bemutató, próbahegesztés, paraméteroptimalizálás, hatékony képzés és együttműködés, szervizszolgáltatás, alkatrészellátás áll rendelkezésre a robotalkalmazás gyors bevezetéséhez és a stabil üzemeltetéshez.
