Zrobotyzowana cela spawalnicza: zaprogramowana na elastyczność

Firma MAHA  – znany na całym świecie producent sprzętu warsztatowego – wyposażyła swój macierzysty zakład produkcyjny w niemieckim Haldenwangu w system do spawania zrobotyzowanego, który na nowo definiuje pojęcie „elastyczności”. Po roku od wdrożenia jego biblioteka obejmuje ponad 150 grup produktów i… wciąż rośnie.

MAHA należy do ścisłej światowej czołówki producentów wyposażenia warsztatów i stacji kontroli pojazdów. Założone w 1969 r. przez Winfrieda Raucha przedsiębiorstwo szybko urosło do rangi globalnego gracza w segmencie sprzętu warsztatowego i dziś zatrudnia ponad 1200 pracowników, a jego sieć dystrybucji obejmuje 150 przedstawicielstw i 17 oddziałów rozlokowanych w różnych częściach globu.

Większość personelu jest zatrudniona w macierzystym zakładzie w Haldenwangu w Badenii-Wirtembergii, gdzie produkowany jest pełny asortyment wyposażenia warsztatów – począwszy od stanowisk kontrolno-pomiarowych, przez podnośniki warsztatowe, po całą gamę testerów do diagnostyki samochodów osobowych, motocykli oraz pojazdów użytkowych i specjalnych. Ich jakość – potwierdzona żywotnością i niezawodnością – znajduje uznanie warsztatów i stacji kontroli pojazdów na całym świecie.

Gdy w grę wchodzą małe partie

Jakość ta ma bardzo konkretny wpływ na przebieg procesu produkcji. „Nasz system do spawania zrobotyzowanego musi spawać małe partie produktów, a jednocześnie zapewniać powtarzalną, wysoką jakość każdego z nich. W przypadku – dajmy na to – podnośnika do ciężarówek o udźwigu do 60 ton poprawność wykonania spoiny może bowiem zaważyć na ludzkim życiu. Dlatego stawiamy spoinom wysokie wymagania i dokładnie kontrolujemy parametry każdej z nich”, wyjaśnia Erich Schmölz, kierownik Działu Spawania Zrobotyzowanego w firmie MAHA.

Najwyższa jakość i elastyczność w jednym? MAHA dowiodła, że to możliwe. Zadanie stworzenia innowacyjnej zrobotyzowanej celi spawalniczej powierzyła firmie YASKAWA, która w ścisłej współpracy z zespołem MAHA zaprojektowała, zbudowała i wdrożyła gotowy system w zakładzie w Haldenwangu.

Zaprojektowany i zbudowany „pod klucz”

„System bazuje w dużej mierze na standardowych komponentach dostarczanych przez YASKAWĘ. Zadaną elastyczność gwarantuje w tym przypadku odpowiedni dobór poszczególnych z nich. Składa się na nie sześcioosiowy, szybki robot spawalniczy MOTOMAN MA2010, system sterowania DX200 i pięcioosiowy, elektrycznie zasilany pozycjoner R2C wyposażony w dwie stacje umożliwiające równoległe spawanie i załadunek materiału”, wylicza Roland Hermann, menedżer ds. sprzedaży w firmie YASKAWA.

Już jeden rzut oka wystarczy, aby zauważyć, że cela różni się od standardowych rozwiązań tego typu. Pozycjoner nie jest bowiem ustawiony równolegle, lecz pod kątem 15%, co ułatwia operatorowi załadunek i pozycjonowanie detali, a także usprawnia proces przezbrojenia urządzenia, tj. zmiany typu spawanych komponentów, skracając jego czas do 5-10 minut.

Po załadunku pozycjoner obraca się o 180 stopni, wprowadzając detale do przestrzeni roboczej. Ponieważ nie jest on ustawiony równolegle względem robota, ten ostatni został posadowiony na cokole, co zwiększyło jego zasięg i dostępność. Jego sześć osi – precyzyjnie zsynchronizowanych z pięcioma osiami pozycjonera R2C – zapewnia jednostce idealną, podolną pozycję spawania, niezależnie od uszeregowania detali.

Programowanie w trybie offline

 W opinii Ericha Schmölza jedną z kluczowych zalet systemu jest możliwość programowania offline. „Wykorzystując dane CAD, możemy offline, nie tracąc cennego czasu produkcji, tworzyć programy obróbcze dla poszczególnych grup detali, precyzyjnie obliczyć czas spawania oraz tak zdefiniować kolejność i przebieg procesów, aby maksymalnie ograniczyć odkształcenia i ryzyko kolizji. W przypadku spawania wielu małych komponentów programowanie offline przyczynia się do znacznego zwiększenia produktywności procesów”, tłumaczy Erich Schmölz.

Nierzadko proces spawania jest realizowany na zmianę: każda z dwóch stacji pozycjonera zawiera inny zestaw produktów, które naprzemiennie wprowadzane są do przestrzeni roboczej. Podstawowym warunkiem sprawnej realizacji tego procesu jest szybki załadunek detali: nie może on trwać dłużej niż samo spawanie, gdyż oznaczałoby to konieczność przestoju robota – a tego firma MAHA zdecydowanie chce uniknąć. Z tego też względu zdecydowała się na inwestycję w jednostkę MOTOMAN MA2010 o udźwigu 10 kg i zasięgu 2010 mm, która uchodzi za niezniszczalną i może realizować swoje zadania 24 godziny na dobę – za każdym razem z taką samą, wysoką dokładnością prowadzenia spoiny. Jej niezawodność przekłada się na bardzo dobre, powtarzalne wyniki spawania bez jakichkolwiek odchyłek od zadanych tolerancji, a wysoka dynamika pracy w połączeniu ze smukłą konstrukcją zapewnia maksymalną wydajność obróbki.

Niezawodność i doświadczenie idą w parze

Wybór dostawcy systemu nie od razu był przesądzony. Najpierw MAHA uważnie rozejrzała się po rynku, aby następnie ponownie zwrócić się do YASKAWY. Jednym z powodów tej decyzji były zapewne pozytywne doświadczenia z robotami MOTOMAN, które pracują w fabryce w Haldenwangu już od 22 lat, cały czas niezawodnie realizując swoje zadania.

Ale jakość i niezawodność nie były jedynym kryterium, które przesądziło o wyborze YASKAWY. „YASKAWA ma ogromne doświadczenie w projektowaniu gotowych systemów spawalniczych dokładnie pod potrzeby klienta, a dodatkowo wykorzystuje przy tym wiele własnych, ustandaryzowanych komponentów. Jej know-how stanowi dla nas ogromną korzyść – podobnie zresztą jak profesjonalny serwis i wręcz legendarna niezawodność”, wyjaśnia Erich Schmölz.

MAHA nie tyle więc oczekiwała, co była pewna sprawnej integracji i bezawaryjnej pracy systemu. I również tym razem się nie zawiodła.

Zachęta do dalszych inwestycji

 Wydajnością systemu zachwyceni są także jego operatorzy. Ogromne uznanie budzi wśród nich zwłaszcza łatwy dostęp do strefy załadunku detali, zabezpieczonej dodatkowo matami bezpieczeństwa, kurtynami świetlnymi i wygrodzeniem ochronnym. Jej przestrzeń jest na tyle duża, że umożliwia załadunek detali za pomocą wózka widłowego. Codzienną pracę ułatwia także prosta, wygodna obsługa urządzenia. Strefa spawania jest całkowicie odseparowana za pomocą osłony, a wydajny odciąg dymów spawalniczych zapewnia utrzymanie czystego powietrza w hali produkcyjnej.

Wszystko to sprawia, że system spełnił wszystkie oczekiwania firmy MAHA. „Pozwolił nam on zrealizować nasz podstawowy cel, tj. zwiększyć elastyczność procesów spawania małych partii. Dzięki temu mimo ciągłej zmiany asortymentu udało się nam utrzymać wysoką wydajność spawania. A to zachęciło nas do inwestycji w kolejną celę, identyczną jak ta pierwsza”, podsumowuje Erich Schmölz.