Automatizarea graduala a aplicatiilor de sudare

Automatizarea graduala a aplicatiilor de sudare

Automatizarea graduala a aplicatiilor de sudare

In cadrul acestui articol ne propunem ilustrarea modului in care automatizarea proceselor de sudare poate imbunatati productivitatea unei firme, prin prezentarea unui studiu de caz cu privire la trecerea de la sudarea manuala la cea automata.o.

Datorita unui proces gradual de automatizare a aplicatiilor de sudare, Bavarian Hörmann Automotive Penzberg GmbH a reusit sa creasca in mod considerabil productivitatea si acuratetea procesului de fabricatie. Sistemele robotizate utilizate sunt echipate in totalitate cu torte de sudare DINSE si permit cresterea semnificativa calitatii, cresterea substantiala a productivitatii, un astfel de sistem complex fiind capabil sa produca de 4 – 5 ori mai mult fata de un sudor si garanteaza o reproductibilitate maxima a componentelor produse.

Hörmann Automotive Penzberg GmbH (H.A.P.) a luat fiinta in anul 1965 drept MAN Omnibuswerk Penzberg si a activat ca firma de sine statatoare pana in 2005, astazi facand parte din Hörmann Automotive Group. H.A.P. are in Bavaria doua fabrici cu o suprafata totala de 22.000 m2 si 800 de angajati.

In postura sa de firma certificata pe inginerie, H.A.P. dezvolta componente si module si optimizeaza sisteme individuale. „Scopul nostru este sa producem componente mai rapid, cu un cost mai mic si cu o calitate mai buna. Pentru atingerea acestui obiectiv utilizam procese optimizate de planificare si productie”, declara Marco Böttner, Manager Departament Calitate.

Grupul are numerosi clienti interni si internationali, iar procedeele de sudare utilizate sunt: MIG/MAG, WIG si brazare. Diversitatea productiei este enorma: zilnic sunt realizate circa 2,500 de produse diferite, in diverse loturi, 40% dintre acestea fiind componente sudate. Materialele utilizate merg de la otel de constructii pana la aluminiu si inox.

Arhitectura in sistem deschis a fabricii Penzberg permite realizarea celor mai variate operatii de sudare, de la cele manuale pentru piese unicat sau foarte complexe pana la operatii partial sau complet automatizate.

Firma a constientizat, cu foarte mult timp in urma, necesitatea automatizarii procesului de sudare, in scopul cresterii productivitatii si imbunatatirii calitatii produselor. In ceea ce priveste sudarea MIG/MAG, H.A.P. a convertit treptat sistemele manuale in sisteme automate incepand cu circa 30 de ani in urma. Primul robot de sudare a fost achizitionat in 1979. In acel moment existau in departamentul de productie circa 100 de sudori. Astazi H.A.P. utilizeaza peste 20 de celule robotizate de sudare de ultima generatie, ingloband un numar total de 27 de roboti. Datorita cresterii nivelului de automatizare, in acest moment mai sunt utilizate doar 30 de posturi manuale de sudare, deoarece doar componentele in loturi foarte mici si care nu permit utilizarea sistemelor robotizate mai sunt sudate manual. Marco Böttner explica faptul ca: „datorita standardelor ridicate de calitate impuse de catre clienti si a cerintelor tot mai stricte prevazute in standardele CE, firma a decis trecerea la automatizarea proceselor de productie”.

Evident, la inceput au existat semne de intrebare si un oarecare scepticism deoarece costurile initiale de investitie erau majore. Inainte de a se face pasul spre automatizarea proceselor de sudare au fost realizate studii de fezabilitate si s-a intocmit un raport ROI (Return On Investment) detaliat care arata exact punctul din care automatizarea devine profitabila.

In realizarea acestui raport s-au luat in considerare foarte multe variabile, dintre care putem sa amintim: productivitatea si fiabilitatea utilajelor, costul acestora, costurile de mentenanta si utilizare, componentele si loturile vizate pentru automatizare si bineinteles calitatea solicitata de catre clienti. Un mare accent a fost pus pe reducere stocurilor de consumabile, iar acest lucru a se putea realiza doar prin identificarea unor sisteme si accesorii foarte usor de intretinut si cu durate de viata extrem de mari.

Foto 1: Torta DINSE DIX METZ 594 cu numar redus de consumabile

Pasul urmator deciziei de implementare a sistemelor automate de sudare a fost proiectarea acestora pentru a acoperi cat mai bine necesitatile companiei. „Pentru cresterea productivitatii sudam in mod intens in celule cu pozitionere tip L. In cazul acestor sisteme perifericele necesita de multe ori operatii laborioase de fixare a pieselor si de programare. Totusi astfel de sisteme pot fi de 4-5 ori mai productive fata de un sudor”, mentioneaza Johannes Königsberger (maistru sectia de sudare automata). Cantitatea de munca necesara prelucrarilor ulterioare este si ea redusa in mod semnificativ prin utilizarea acestor sisteme.

Foto 2: Aplicatie sudare robotizata

Foto 3: Componente instalate pe statiile de lucru

Alte celule robotizate utilizate aici sunt prevazute cu pozitionere tip H. Utilizand principiul rotatiei, operatorul sudor descarca de pe o statie de lucru piesele deja sudate, verifica calitatea sudurilor si incarca dispozitivele de fixare cu noile piese, in timp ce robotul sudeaza, in interiorul celulei, pe cealalta statie de lucru. In acest fel se obtine o substantiala reducere a timpilor de productie. „Pentru a lucra in mod eficient, fiecare secventa din procesul de productie a fost analizata in detaliu si dimensionata astfel incat ciclurile de lucru (timpul de sudare si cel necesar activitatilor asociate) sa aiba aceeasi durata. Acest lucru permite o planificare optima a resurselor”, explica Johannes Königsberger.

Sisteme de sudare complexe, cu pana la 3 roboti care pot suda simultan, permit cresterea substantiala a productivitatii. Nici chiar procesele de productie care necesita schimbarea tehnologiilor de sudare nu ridica probleme pentru sistemele automate. Mai multe celule robotizate de sudare au in componenta statii automate de schimbare a tortelor. Schimbarea tortelor se realizeaza foarte rapid, mentinand un TCP (Tool Center Point) absolut stabil. “Acest proces este complet automatizat si 100% functional”, explica Albert Geiger (maistru sectia de sudare automata).

Bineinteles ca aceasta conversie de la sudarea manuala la cea predominant automatizata a avut consecinte si asupra personalului firmei. “Prin intermediul unor cursuri intensive de formare realizate de catre furnizorii sistemelor automate, am pregatit si calificat personalul firmei pentru utilizarea acestor echipamente. In acest moment personalul nostru este mult mai flexibil si productiv fata de perioada anterioara”, declara Marco Böttner.

Foto 4: Sudare simultana cu doi roboti

Un avantaj al sistemelor robotizate este faptul ca robotul preia activitatea fizica a sudorului, reducand potentialele pericole datorate arcului electric si noxelor, sudorii putand sa se concentreze asupra monitorizarii procesului de sudare dintr-o pozitie optima.

Pentru ca sistemele implementate sa poata fi utilizate la performante maxime a fost necesara alegerea atenta a accesoriilor de sudare, astfel incat acestea sa aiba o durata de viata foarte lunga si o excelenta calitate. Din acest motiv, H.A.P. se bazeaza, de mai mult de 10 ani pe sistemele DINSE.

“In procesul de selectie al furnizorilor, ne bazam pe deosebita experienta acumulata in practica. Lucram doar cu furnizori care ne pot oferi produse foarte fiabile si care sunt lideri in domeniul lor de activitate. Doar in acest mod se pot obtine cordoane de sudura cu o calitate excelenta si reproductibilitate maxima, iar cand vine vorba de eficienta si acuratete, sistemele DINSE au convins in mod absolut. Din acest motiv celulele noastre robotizate de sudare sunt echipate cu sisteme DINSE”, explica Johannes Königsberger.

Alegerea unui furnizor unic si standardizarea accesoriilor de sudare au permis reducerea semnificativa a stocurilor de consumabile si piese de schimb. In cadrul H.A.P. s-a optat pentru un sistem DINSE alcatuit din senzor anticoliziune SAS 100, bratara fixa si torta METTZ 600 cu gatul de lebada METZ 594, care ofera o putere de 400 A la o durata activa de 100% (foto 5). „Design-ul lung si subtire al acestui model ofera o deosebita accesibilitate la componente”, mentioneaza Königsberger.

Foto 5: Ansamblu sistem DINSE

Un alt motiv care a dus la decizia alegerii firmei DINSE drept furnizor unic a fost consultanta aprofundata si continua acordata de catre aceasta in ceea ce priveste imbunatatirea tehnologiei de sudare. „DINSE are consultanti tehnici competenti care ne-au indrumat pe durata intregului proces de trecere la noile tehnologii automate sudare si care sunt alaturi de noi pentru rezolvarea oricaror probleme ce pot sa apara in timpul productiei”, explica Böttner.

Scopul a fost unul clar definit: “Tinta noastra este obtinerea unei cresteri anuale a productivitatii cu 10%”, afirma Böttner. “Prin implementarea sistemelor robotizate de sudare, ne-am imbunatatit in mod considerabil procesele de productie si suntem capabili sa obtinem cordoane de sudura precise si reproductibile”.