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Attività:
Axzion è un produttore di prese di carico. Distribuisce e produce tralicci, ganci per bobine, pinze e tenaglie. Nel segmento delle traverse, Axzion offre anche le cosiddette traverse a H, traverse per bilancini, traverse e diverse barre trasversali per traverse.

Soluzione:
sistema portale per la saldatura di componenti fino a 10 m di lunghezza e con peso fino a 5000 kg. Era importante che il robot funzionasse con una torcia a filo singolo e tandem. Il pacchetto doveva anche essere compatibile con la programmazione offline.

Risultato:
il robot ARC Mate crea le giunture saldate degli elementi di presa in modo sicuro, quindi il risparmio rientra chiaramente in una percentuale a doppia cifra rispetto alla saldatura manuale. I tempi di consegna sono stati migliorati grazie all'implementazione del robot. Con la torcia tandem, il robot è in grado di produrre fino a 11 kg all'ora a una velocità di avanzamento del filo compresa fra 11 e 13 m/s. Gli addetti alla saldatura più capaci sono in grado di raggiungere 15 kg per strato.

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Automazione del processo di saldatura con FANUC

Saldature resistenti

Robot ARC Mate usato per la produzione di apparecchiature di sollevamento

L'utilizzo della apparecchiature di sollevamento di Axzion non prevede margini di errore. Non esiste una seconda possibilità quando occorre abbassare in sicurezza sui fondali marini le basi da centinaia di tonnellate delle centrali eoliche a largo. Le giunture saldate degli elementi di presa sono eseguite da un robot ARC Mate leggero di FANUC.

Rispetto alla saldatura manuale, l'unità esegue tale operazione in modo ottimale e il risparmio economico effettivo si attesta su una percentuale a due cifre. Ray Baumann, tecnico di saldatura presso Axzion a Neustrelitz, ha commentato: "Come risultato minimo, recuperiamo le spese di leasing del sistema". Seppur non traspaia dalla dichiarazione, tale risultato è frutto degli elevati standard tecnici nel settore della saldatura e della decisione di affidarsi a un sistema di saldatura ad alte prestazioni con robot FANUC.
Il punto nevralgico della produzione di Neustrelitz sono le apparecchiature di sollevamento e i supporti di trasporto di grandi dimensioni. Tali supporti sono necessari, ad esempio, per il trasporto in sicurezza delle lame dei rotori delle turbine eoliche a largo e su terraferma. Le pinze sono uno dei componenti centrali delle apparecchiature di sollevamento e consentono di sollevare i tubi per le basi delle turbine eoliche a largo dalle navi e posizionarli sui siti di costruzione. Questi tubi presentano un diametro di 6 metri e una lunghezza di 30, 40 o addirittura 60 metri. Tali apparecchiature di sollevamento spesso sono adibite a mansioni specifiche, per questo motivo Axzion vanta un ottima reputazione in termini di qualità nel settore. Circa il 40% della produzione è rappresentato da strutture speciali ed elementi adibiti a mansioni specifiche. Sviluppo, progettazione e ultimazione della produzione presso Axzion sono tutte attività interne, anche a causa della certificazione obbligatoria ai sensi degli standard EN 1090-2 EXC 3 e DIN EN ISO 3834-2. Circa il 60 percento della produzione si basa su traverse classiche e ordini ripetuti. Ray Baumann: "Questi prodotti sono standard per noi".

La disponibilità di tali traverse in un breve lasso di tempo (appena due settimane e mezzo, secondo Baumann) dipende anche dall'uso di robot nella produzione.

Un dettaglio interessante della storia dell'azienda: il fondatore e socio Ehnimb ha rivoluzionato la storia dell'automobile con l'invenzione della cintura di sicurezza, realizzata per la prima volta per Volvo.

Dopo l'esperienza precedente con un robot di saldatura Cloos, Axzion ha lavorato a un nuovo sistema dal 2016, che è stato implementato dall'integratore di sistemi H. Euen GmbH con sede a Berlino. Axzion aveva solo alcuni requisiti: avrebbe dovuto essere un sistema portale per la saldatura di componenti fino a 10 m di lunghezza e con peso fino a 5000 kg. Inoltre, era richiesto l'uso di una fonte di corrente di saldatura EWM, poiché le esperienze ottimali con le saldature manuali erano state dimostrate dal processo "forceArc" EWM. Era presente un altro aspetto in favore della sinergia EWM/FANUC: dal momento che tutte le approvazioni (WPQ) per i processi di saldatura sono stabilite mediante le fonti di corrente EWM e i processi corrispondenti sono stati certificati, era auspicabile rimanere in tale ambito e sfruttare tale esperienza.

Inoltre, per le attività di Axzion, era anche importante che il robot fosse in grado di funzionare con torce a filo singolo e tandem. Axzion non aveva specificato la marca del robot. 

Ray Baumann: "Il pacchetto doveva anche essere compatibile con la programmazione offline incluso nello stesso. Euen ha garantito anche questo aspetto".

Per quale motivo scegliere FANUC?

È stato l'integratore di sistemi a scegliere ARC Mate 120iC/12L di FANUC. Il modello successivo del robot in questione, l'ARC Mate 100iD, era già in commercio al momento della scelta, ma era disponibile sono in versione base e non a braccio lungo. L'opzione software è ricaduta sull'ultima versione di "ARC Tool".

Il robot è agganciato a una traversa con una distanza relativa di dieci metri.

Di conseguenza, il posizionatore su cui è possibile anche ruotare i pezzi agganciati è di grandi dimensioni. La traversa e gli assi di rotazione sono integrati come servoassi direttamente nel controller del robot e sono controllabili mediante R-30iB. Ray Baumann definisce il controllo degli assi di rotazione dei pezzi come "complicato". Anche con il centro di gravità posto all'esterno dell'asse di rotazione, l'asse ruota in modo totalmente uniforme consentendo al robot di operare di conseguenza. Baumann: "In questo ambito, Euen ha svolto un ottimo lavoro".
Il modello ARC Mate montato a rack viene utilizzato dall'alto per una progettazione volta a risparmiare spazio.

I pezzi con peso fino a 5000 kg possono essere saldati sul sistema.

Baumann: "Non eseguiamo nessuna saldatura fuori posizione". Quasi tutte le giunture saldate vengono saldate in posizioni PA e PB. A tale scopo, sul robot vengono utilizzate una torcia a filo singolo e una tandem, situate nel dispositivo di commutazione del portale. Sono presenti due postazioni di pulizia delle torce corrispondenti. Una procedura di pulizia della torcia viene eseguita sulla torcia tandem ogni ora circa.

Una gru interna consente di posizionare i pezzi preimbullettati sul tavolo di rotazione. Diversi elementi di fissaggio, supporti e intelaiature fissano il pezzo in modo che possa essere saldato senza distorsioni. Per maggiore sicurezza, l'operatore Ronny Hahn applica in alcuni casi ulteriori punti di saldatura. Infine, gli elementi di fissaggio non devono pregiudicare l'accesso del robot al pezzo. L'operatore deve garantire l'idoneità del fissaggio rispetto al robot, in modo che possa raggiungere le giunture saldate con un angolo di incidenza della torcia ottimale.

Piastre di acciaio spesse (nel caso di Axzion si tratta di piastre spesse oltre 30 mm) vengono preriscaldate a 100-130 °C.

Ray Baumann: "Andiamo sempre di più nella direzione degli acciai laminati termomeccanici". Il vantaggio di tali lastre risiede nello spessore che arriva fino a 60 mm, eliminando la necessità di preriscaldamento. "È un aspetto molto importante per la saldatura automatica".

Curiosità

La velocità di fusione con una torca a filo singolo è di circa 5 kg di filo all'ora. Con una torcia tandem, il robot può garantire fino a 11 kg all'ora con una velocità di inserimento del filo compresa fra 11 e 13 m/s. Gli addetti alla saldatura più capaci sono in grado di raggiungere 15 kg a turno. Ciò è anche un vantaggio per il robot.

Le traverse semplici sono saldate in modo completamente automatico e senza ulteriore supervisione.

Inoltre, in caso di problemi, l'esperto Ronny Hahn se ne accorgerebbe dal rumore della torcia. Ma cosa significa "semplice" presso Axzion? Ray Baumann indica, "Diversi metri di saldatura dritta e un potenziale livello di automazione dell'85%", come indicazione ottimale. Inoltre, la saldatura automatizzata deve presentare un'ulteriore caratteristica fondamentale: “Il livello di programmazione non deve essere superiore al 20% del tempo di processo". Solo se venissero saldate più parti identiche, sarebbe utile un maggiore sforzo di programmazione.
Mentre il robot lavora su una parte del sistema, sull'altra parte possono essere montati componenti non troppo grandi o è possibile imbullettare il pezzo successivo. 
In alcuni casi, il robot ARC Mate necessita del supporto e della supervisione di Ronny Hahn. Osservando il processo dagli occhiali di saldatura, può migliorare l'angolo della torcia o agire sui sensori di tracciamento delle giunture tramite lo strumento di programmazione manuale iPendant. 
Ci si potrebbe ancora chiedere se non fosse stato opportuno, viste le dimensioni della traversa, installare due robot, come sistema a doppio braccio, fin dall'inizio. Per i componenti più grandi, la saldatura parallela con due robot potrebbe ridurre significativamente i tempi di elaborazione. 
Ray Baumann ha confermato che tale opzione è stata presa in considerazione: "Molti elementi possono essere aggiunti al nostro sistema. Ma, al momento, vogliamo acquisire maggiore esperienza e affidabilità nei processi. A quel punto, procederemo in quella direzione". Inoltre, anche il rispetto budget è un elemento fondamentale. Anche i segmenti restanti di produzione e realizzazione devono essere in grado di tenere il passo con la capacità aggiuntiva. Ma l'espansione non è esclusa, secondo Baumann. A differenza della semplice movimentazione robot, occorre personale qualificato, esperto in programmazione e saldatura.

Ray Baumann, tecnico di saldatura presso Axzion a Neustrelitz 

Informazioni su Axzion

Le giunture saldate e sicure sono richieste ovunque, anche da Axzion, con sede a Neustrelitz, Svizzera, un produttore di apparecchiature di sollevamento. Le loro traverse di sollevamento e pinze movimentano carichi di oltre 1000 tonnellate.