Roboty | 7. 1. 2021

„Maticování“ pro pokročilé

  • Svařování střešních výztužných profilů v robotických buňkách

  • Rozmanité varianty s krátkými dobami cyklu

Ať už jde o osobní nebo užitková vozidla – jejich konstrukční části musí být vyrobeny podle nejvyšších kvalitativních měřítek, protože důsledky chyb by z hlediska stability a bezpečnosti mohly být fatální. Dodavatelé jsou však pod neustálým enormním tlakem na snižování nákladů, aby si zachovali konkurenceschopnost. Řešením jsou často automatizované procesy, které umožní jak zvýšit kvalitu, tak i vyrábět efektivnější a hospodárněji. DALEX Schweißmaschinen GmbH & Co. KG optimalizuje výrobu jednoho z dodavatelů dvěma robotickými svařovacími buňkami. Slouží k opatřování různých variant střešních výztužných profilů pro kabiny řidičů nákladních vozů maticemi a plechovými prvky s následným svařováním – automaticky a během maximálně krátké doby.

Rostoucí požadavky na kvalitu, zkracující se dodací lhůty, klesající ceny, narůstající tlak konkurence – to jsou výzvy, kterým musí čelit právě dodavatelé ve výrobě osobních a užitkových vozidel. Výkonné a hospodárné řešení hledají často v automatizaci výrobních operací. DALEX pro všechny procesy v oblasti odporového svařování vyvíjí kromě osvědčených standardních strojů zejména také robotické buňky, automatizované systémy a komplexní celková řešení. Právě jeden z výrobců střešních výztužných profilů pro kabiny řidiče nákladních vozů využil pro racionalizaci své výroby know-how této společnosti s dlouhou tradicí.

Výzva: široká paleta variant

Společnost DALEX zkonstruovala dvě robotické buňky, v nichž se matice a plechové součásti na střešní výztužné profily navařují automaticky. „Zvláštností obou robotických buněk je možnost zpracování střešních profilů s různou geometrií. Aby robot mohl převzít díly náročné na manipulaci, potřebuje specifický systém chapačů. Proto jsme pro instalaci a odkládání konkrétních chapačů vymysleli vertikální úložiště. K výměně přitom dochází online, bez zastavení zařízení,“ říká Dr.-Ing. Henning Grebe, vedoucí konstrukce u společnosti DALEX Schweißmaschinen GmbH & Co. KG.

Robot manipuluje s různými střešními profily a dopravuje je ke stacionárnímu lisu na výstupkové svařování. Kromě jiného se využívají i svařovací stanice konstrukce C. Na rozdíl od konvenčních zařízení pro odporové svařování mají štíhlou konstrukci, takže i na úzkých robotických linkách zůstává ještě dost místa, příp. je při práci s komplikovanými a velkými součástmi omezeno množství geometricky rušivých obrysů. Osazování matic a jejich svařování s profily pak probíhá v jednotlivých strojích. V zařízení lze rovněž na střešní vyztužovací profily upevňovat i plechové prvky, např. úhelníky. Střešní profily se přitom vkládají do multifunkčního nosiče obrobků, osadí se potřebnými plechovými prvky a provede se svaření bodovými svařovacími kleštěmi vedenými robotem.

Pokud jsou v buňkách k dispozici místa pro ruční vkládání, jsou většina provedena jako dvojitá. Zatímco v zařízení probíhá svařování, může obsluha do buněk dodávat materiál online. Drobné díly – matice a plechové prvky – se na potřebné místo dostávají zásobníkovým řetězovým dopravníkem.

Výroba a zajištění kvality

Protože dodavatelé vždy všechny typy potřebných střešních profilů pro kabiny nákladních vozů vyrábějí v sadách, pracují obě buňky současně, aby se vždy zhotovilo určité množství profilů. Dr.-Ing. Henning Grebe k tomu říká: „V nutném případě, například při výpadku, může jedna buňka částečně převzít úlohy té druhé. Není to sice optimální, protože je nutné přenášet nosiče obrobků z jedné buňky do druhé, ale stále je to lepší, než zastavit výrobu.“

„Zrno je nutné oddělit od plev“ – touto zásadou se řídí i robotické buňky DALEX. Senzory kontrolují hotové díly, hledají nesprávně uložené součásti nebo chybné svary. Tzv. díly NOK (díly, které nejsou v pořádku) se pak v rámci zařízení odkládají na definované místo, dobré díly jsou odváženy na dopravnících. K dalšímu zpracování se tak nedostane žádný vadný kus a je zaručen vysoký kvalitativní standard.

Plus: velmi krátké doby cyklu

I přes komplikovanou geometrii různých střešních výztužných profilů by jejich zpracování mělo probíhat rychle. Pro zjištění, zda je proces možný v určitém časovém okně, využívá DALEX při analýze doby cyklu simulaci práce robota. „U jednoduchých operací víme ze zkušenosti, kolik času je pro určitý úkol zapotřebí, např. pro otevření a zavření chapače nebo manipulační pohyb,“ říká Dr.-Ing. Henning Grebe. „U komplexních procesů však pouhé zkušenosti nestačí, výsledky nejsou dostatečně přesné. A zde vstupuje do hry simulace činnosti robota. Simulací si zobrazíme skutečný proces se všemi pohyby a časy nutnými pro svařování. Ze součtu doby potřebné pro podávání a rychlosti pohybů pak zjišťujeme možnou dobu cyklu.“

V případě daného projektu závisely doby cyklu na profilech. To znamená, že každému profilu byla přiřazena konkrétní doba cyklu. Důležitá byla nejen tato doba, ale roční množství, kterého lze dosáhnout propojením jednotlivých cyklů. Analýzy předchozích cyklů a simulace pomáhají společnosti DALEX, aby dokázala včas definovat proveditelný proces.

Foto 1: Aby robot mohl převzít díly náročné na manipulaci, potřebuje specifický systém chapačů. Pro instalaci a odkládání konkrétních chapačů zkonstruovala společnost DALEX vertikální úložiště.

Foto 2: Osazování matic a jejich svařování s profily pak probíhá v jednotlivých lisech pro výstupkové svařování.

Foto 3: Obsluha vkládá střešní výztužné profily do systému střídavě ze dvou ručních pozic. Současně je tedy možné prvky osazovat a svařovat.

Foto 4: Právě v případech, kdy je čas omezen, pomáhají analýzy předchozích cyklů a simulace činnosti robota k definování a zajištění proveditelných operací.

Foto: DALEX Schweißmaschinen GmbH & Co. KG


www.dalex.de