Úkol:
Společnost Axzion je výrobce prostředků pro nakládání. Distribuuje a vyrábí vazníky, háky, unašeče a kleště. V segmentu příčných zařízení společnost Axzion také nabízí tzv. příčné nosníky H, křížové příčné nosníky, příčné nosníky a různé typy příček.

Řešení:
Portálový systém pro svařované komponenty o délce až 10 m a hmotnosti až 5 000 kg. Bylo důležité, aby robot pracoval s jediným drátem a tandemovým hořákem. Balíček také musel mít možnost offline programování.

Výsledek:
Robot ARC Mate táhne svary upínacích prvků účinným způsobem, takže úsporný efekt je ve srovnání s manuálním svařováním jasně v dvojciferném procentuálním rozmezí. Díky zavedení robotu došlo ke zlepšení dodacích lhůt. Spolu s tandemovým hořákem může robot produkovat až 11 kg za hodinu při rychlostech posuvu drátu mezi 11 a 13 m/s. Velmi dobří svářeči jsou schopni dosáhnout 15 kg na jednu vrstvu.

Stáhnout PDF

Bezpečně svařenéSecurely welded

Robot ARC Mate používaný při výrobě zvedacího zařízení


Při použití zdvihacího zařízení společnosti Axzion neexistuje žádný prostor pro chyby. Vzhledem k tomu, že základy větrných elektráren instalovaných na moři a vážících stovky tun, musí být bezpečně spuštěny na mořské dno, neexistuje druhá šance. Svary těchto uchopovacích prvků jsou prováděny poměrně štíhlým robotem ARC Mate od společnosti FANUC.
 
Tento úkol plní ve srovnání s ručním svařováním tak dobře, že efektivní úspory nákladů dosahují až do dvojciferného procentního rozmezí. Jak uvedl Ray Baumann, technik svařování společnosti Axzionu v Neustrelitzu: „Přinejmenším získáme zpět náš leasingový poplatek za systém.“ Zdá se, že jde o uvolněný postoj, ale jedná se především o výsledek vysokých technických standardů v oblasti svařování a rozhodnutí spoléhat se na vysoce výkonný svařovací systém využívající robotů FANUC.
Výroba v Neustrelitzu je převážně zaměřena na zvedací zařízení a přepravní kolébky větších rozměrů. Takové kolébky jsou například nutné pro bezpečnou dopravu rotorových lopatek větrných turbín umisťovaných na pobřežní a i na moře. Unašeče jsou jedněmi z nejúžasnějších zdvihacích zařízení a slouží ke zvedání potrubí určeného pro základny větrných turbín umístěných na moři z přepravních lodí a jejich umístění na „staveništi“. Takovéto potrubí může mít průměr šest metrů a délku 30, 40 nebo dokonce 60 metrů. Dané zvedací zařízení může často být jediné svého druhu, díky čemuž získala společnost Axzion ve svém odvětví dobrou pověst v oblasti kvality. Přibližně 40 procent její produkce tvoří takovéto speciální konstrukce a jedinečná zařízení. Vývoj, konstrukce a kompletní výroba se provádí přímo ve společnosti Axzion – v neposlední řadě i díky požadované certifikaci dle normy EN 1090-2 EXC 3 a DIN EN ISO 3834-2. Přibližně 60 procent produkce vychází z klasických nosníků a opakovaných objednávek. Ray Baumann: „Představují pro nás standardní výrobu.

Dostupnost takovýchto nosníků v krátké době – podle Baumanna se jedná pouze o dva a půl týdne – je také dána použití robotů ve výrobě.

Zajímavý detail z historie společnosti: zakladateli a partneru Ehnimbovi se podařilo udělat milník v historii výroby automobilů díky vynálezu bezpečnostního pásu, který byl poprvé zkonstruován pro společnost Volvo.

V návaznosti na předchozí zkušenosti se svařovacím robotem od firmy Cloos pracuje od roku 2016 společnost Axzion s novým systémem, který implementoval berlínský systémový integrátor H. Euen GmbH. Společnost Axzion měla jen několik požadavků: Muselo se jednat o portálový systém pro svařování komponentů do délky 10 m o hmotnosti jednoho kusu až 5 000 kg. Pro automatizované svařování měl být také použit zdroj svařovacího proudu EWM, protože u ručního svařování byly prokázány nejlepší výsledky díky procesu společnosti EWM „forceArc“. Byl zde také další aspekt hovořící ve prospěch kombinace EWM / FANUC: Vzhledem k tomu, že veškerá schválení (WPQ) pro procesy svařování jsou stanovena pomocí zdrojů EWM a příslušné procesy byly ověřeny, bylo žádoucí u nich zůstat a těchto zkušeností využít.

Pro společnost Axzion bylo také důležité, aby robot pracoval s jediným drátem a tandemovým hořákem. Značku robota společnost Axzion neuvedla. 

Ray Baumann: „Součástí balíčku také musí být možnost offline programování. A to jsme od společnosti Euen získali také.“

Proč společnost FANUC?

Model FANUC ARC Mate 120iC/12L vybral systémový integrátor. Nástupce tohoto robota, model ARC Mate 100iD, byl v době výběru již na trhu, ale byl k dispozici pouze v základní verzi bez dlouhého ramene. Použitá možnost softwaru „ARC Tool“ je nejnovější verzí.

Robot je zavěšen na traverze s možností pohybu deset metrů.

Polohovací zařízení, na kterém lze upnuté obrobky také otáčet, má odpovídající velikost. Osy posunu a rotace jsou integrovány jako servoosy přímo do robota a lze je ovládat pomocí R-30iB. Ray Baumann hodnotí ovládání osy otáčení obrobku jako „velmi náročné“. I když těžiště leží mimo osu otáčení, otáčí se osa zcela rovnoměrně, takže svařovací robot může pracovat rovnoměrně. Baumann: “Tady odvedla společnost Euen opravdu dobrou práci.“
Model ARC Mate, který je namontován v držáku, pracuje seshora, díky čemuž šetří místo.

V systému lze svařovat obrobky o hmotnosti až 5 000 kg.

Baumann: „Neprovádíme žádné svařování mimo pozici." Téměř všechny svary jsou prováděny v pozicích PA a PB. Pro tento účel se na robotu používají jednodrátové nebo tandemové hořáky, které se nacházejí v přepínacím zařízení na portálu. Zařízení je opatřeno dvěma odpovídajícími stanicemi pro čištění hořáku. Čištění hořáku se u tandemového hořáku provádí přibližně jednou za hodinu.

Pro umístění předpjatého obrobku na rotační stolek se používá vnitřní jeřáb. Pro upnutí obrobku se používají různé držáky a upínací prvky, aby mohl být svařen bez deformací. Aby si byl opravdu jistý, provádí občas operátor Ronny Hahn další svařovací bod. Upínací prvky také nesmí ztěžovat volný přístup robota k obrobku. Operátor musí zajistit upnutí, které je pro robota vhodné, aby mohl dosáhnout svaru s co nejlepším možným úhlem přístupu hořáku.

Tlustší ocelové desky – v případě společnosti Axzion desky o tloušťce větší než 30 mm – jsou předehřáté na 100 až 130 °C.

Ray Baumann: Ve stále větší míře směřujeme k výrobě termomechanických válcovaných ocelí.“ Výhodou takovýchto desek je, že desky do tloušťky 60 mm nemusí být předehřívány. „To je u automatizovaného svařování velmi důležité.“

Rychlá fakta

Rychlost tavení je u jednodrátového hořáku přibližně 5 kg drátu za hodinu. S tandemovým hořákem může robot pracovat s rychlostí až 11 kg za hodinu s rychlostí posuvu drátu mezi 11 a 13 m/s. Velmi dobří svářeči jsou schopni dosáhnout 15 kg za směnu. To je také výhoda robota.

Jednoduché příčníky jsou nyní svařovány zcela automaticky a bez dalšího dohledu.

Kromě toho, kdyby něco nebylo v pořádku, zkušený operátor Ronny Hahn by to slyšel na zvuku hořáku. Co ale pro společnost Axzion znamená „jednoduché“? Ray Baumann za optimální považuje „Mnoho metrů rovného svaru a potenciální úroveň automatizace na 85 procentech“. Má pouze jeden další „kvalifikační faktor“ pro automatizované svařování: „Úroveň programování nesmí překročit 20 proces doby na zpracování.“ Vyšší programování by se vyplácelo pouze v případě, že by se svařovalo několik stejných součástí.
Zatímco robot pracuje na jedné části systému, další část systému může být vybavena komponenty, které nejsou příliš velké nebo může být upnutý další obrobek. 

Robot ARC Mate od společnosti FANUC někdy stále potřebuje malou podporu a dohled Ronnyho Hahna. Sledováním procesu přes svářečské brýle může na různých místech zlepšit úhel hořáku nebo pomocí programovacího ručního zařízení iPendant pomáhat senzoru sledování svaru. 

Otázkou zůstává, zda by systém s takovou velikostí posunu neměl být již od začátku vybaven dvěma roboty, například systém s dvojitým ramenem? U velkých komponent by mohla být celková doba zpracování paralelním svařováním dvěma roboty výrazně zkrácena. 
Ray Baumann potvrdil, že tato možnost byla předem projednána: „Do našeho systému lze přidat hodně prvků. Nyní však chceme získat další zkušenosti a dosáhnout spolehlivosti procesů. Pak uděláme další krok.“ V neposlední řadě by měl být také dodržen rozpočet. A s dodatečnou kapacitou musí také držet krok zbývající část výroby. Podle Ronnyho Baumanna však není rozšíření vyloučeno. Na rozdíl od přímé manipulace s roboty potřebujete také kvalifikovaný personál, který má hodně znalostí – a to jak v oblasti programování, tak i svařování.
Ray Baumann, technik svařování společnosti Axzionu v Neustrelitz 

O společnosti Axzion

Zabezpečené a bezpečné svary jsou vyžadovány všude, také u švýcarské společnosti Axzion v Neustrelitzu, výrobce zvedacích zařízení. Pomocí jejich unašečů a zvedacích nosníků lze manipulovat se zátěží přesahující 1 000 tun.