2016 augusztus
Komplett vasúti forgóváz hegesztése egy felfogással. igm robot negyven százalékkal csökkenti a hegesztési időt.
A Neuweiler AG már több évvel ezelőtt üzembe helyezte svájc legnagyobb hegesztő berendezését és rövid időn belül olyan meggyőzően bizonyította teljesítőképességét, hogy három év elteltével a gyártócsarnokban egy második igm robotrendszer is felállításra került. A Bódeni-tó melletti Kreuzlingenben található vállalat specialitása nagyméretű és műszakilag igényes, gyakran kis darabszámú termékek előállítása, amelyekhez mindkét hegesztőrobot egyszerű programozással minden előfeltételt biztosít a magasfokú gazdaságos termeléshez. A Neuweiler AG speciálisan nagyméretű munkadarabok automatikus hegesztését tervezte, amikor hét évvel ezelőtt egy igm RT 330 S robot mellett döntött. Egy RWM2 10.000 RCi L-manipulátor és egy RFP 10.000A 1. típusú forgató szinkronzáltan működnek és mindkettő 10 tonna névleges teherbírással rendelkezik, tehát együtt 20 tonna tömegű munkadarabot képesek pozicionálni. A robotberendezést kiegészíti még egy RWM 2 1.000 RCi L-manipulátor, amely kisebb kompakt alkatrészek hegesztéséhez szolgál. Süllyesztett árok lehetővé teszi túldimenzionált nagyméretű munkadarabok pozicionálását vertikális mozgatás nélkül. A Neuweiler AG elnök vezérigazgatója Christian Neuweiler szerint ebben az esetben Svájc legnagyobb hegesztő berendezéséről van szó. A robot aktuális információk szerint Európában egyedülálló, amely komplett vasúti forgózsámolyokat egy felfogatásban tud lehegeszteni. A 3.382 mm hosszú és 2.760 mm széles több, mint egy tonna tömegű forgózsámoly keret az L-manipulátorra készülékkel együtt füzve kerül felfogatásra. A robot és munkadarab perifériák szimultán mozgása révén csaknem minden varrat optimálisan vályú helyzetben hegeszthető. Több varrat nehezen elérhető helyen található. A hossztartó elem összekötő cső körvarratát speciálisan kialakított hegesztőpisztoly egy műveletben képes hegeszteni, bár csak 55 mm hely áll rendelkezésre. Vezetékek és
kábelek összecsavarodását az első robottengelyen kialakított üreges tengely akadályozza meg. Ezen üreges tengelyen keresztül kerül átvezetésre az összes médium, vezérlő- és szenzorkábel, valamint a hűtővíz is. Ezzel a mediumátvezetéssel a robot kézicsuklónál lévő pisztolynak két teljes körülfordulás biztosított.
A robotok bevezetése előtt a forgózsámolyokat kézzel hegesztették és egy hegesztőnek forgózsámolyonként 20 órára volt szüksége; a robotoknak csak 12 óra szükséges. A mintegy 40 százalékkal csökkentett hegesztési idő lényegesen hozzájárul a gazdaságossághoz és a termelékenység növeléséhez. Egyszerű és magától érthetődő programozással a hegesztő szakemberek a berendezést gyorsan át tudják állítani más munkadarabokhoz. Ezzel egy lényeges előfeltétel teljesült a kisszériák és egyedi darabok megmunkálásához.
Ezen előnyős tulajdonságokban a Neuweiler olyan lényeges előnyöket látott, hogy három évvel később egy második igm robotberendezést telepített. Ebben az esetben egy hattengelyes RTi 496 S igm robotrendszer két tonna teherbírású L-manipulátorral és hasonló terhelhetőségű ellencsapágyas forgatóval került alkalmazásra. Az állomáson ősszesen négy tonna tömegű munkadarabok pozicionálhatók. A robot felső hosszanti szánrendszeren mozgatható és ezzel kilenc méter hosszú munkadarabok is hegeszthetők. Lehetőség van a felső szánrendszer bővítésére és utólagosan hat méter hozzáépítésre, amivel hosszabb munkadarabok is hegeszthetők lesznek.
Fokozottan igényes munkadarabok
Bár a berendezésen alumínium is hegeszthető, eddig ezen lehetőség nem került alkalmazásra. Eddig mindkét robotrendszeren szerkezeti acélt és nemesfém acélötvözeteket hegesztettek MIG/MAG eljárással és csaknem minden esetben szórt ívvel, tehát a felső teljesítmény tartományban. Az emberre nagy benyomást tesznek a nagytömegű és jelentős mérettel rendelkező hegesztett szerkezetek, melyekkel szemben magasak a műszaki követelmények. Ezen konstrukciókat a környezetvédelmnél, árú és személyszállításnál, vizierőműveknél, energiaiparban és többek között speciális területeken alkalmazzák. A szerkezetek nagyrészét nemzetközi szabványok alapján be
kell vizsgálni, mint az ISO-9001, DIN/EN/ISO 3834-2, EN 15085-2 CL1, AD2000, TÜV/SVTI és DIN 18800 szerint. Forgóvázak esetében teljes szemrevételezéses VT vizsgálat mellett mágneses MT repedésvizsgálat is szükséges.
Nagy kihívást jelentett például gázturbina tesztberendezés nagynyomású tartályának hegesztése, amely speciális Hastelloy acélból készül. Az acél meglehetősen drága, de nikkel-molibdén ötvözőivel növelt korrózióállóságot biztosít magas hőmérsékleten és kiválóan ellenáll a réseknél, furatoknál és más feszültséggyüjtő helyeken fellépő repedéseknek. Néhány hónappal ezelőtt a cég nagy feltünést keltett szélcsatornához gyártott hét méter hosszú, 2,5 m átmérőjű, 25 mm falvastagságú és 60 bar megengedett nyomású tartály hegesztésével.Teljes nyomás esetén a tartály egy tonna levegőt tartalmaz, amely gombnyomásra a levegőt négyszeres hangsebességgel a légcsatornán kersztül lövi. További nagyméretű munkadarab volt egy 4,5 tonna tömegű generátor állórész 3,8 m átmérővel és 1,6 m magassággal. A robottal nagyméretű autoklávokat és orvosi hulladékok fertőtlenítő berendezéseit hegesztik, valamint más munkadarabokat Termikus folyamatokhoz. Különösen komplex tartályoknál mutatkozik meg a robotos hegesztés előnye, mivel a robot egy 800 mm átmérőjű csőben akár három méter mélyen is képes belső varratokat meghegeszteni.
Ugyanazon kiszolgáló egység mindkét robotnál
A gyártási spektrumnak megfelelően a két robotberendezés több komponensben is eltér egymástól. A tengelyvezérelt felső szánrendszer, valamint a keresztirányú és vertikális mozgatású szánok különbözően dimenzionáltak és a robot függesztett helyzetben rögzített. Mint az korábban említésre került az RTi 330 S robot L-manipulátorral és ellencsapágyas forgatóval különösen nagytömegű munkadarabokra lett megtervezve. Az RTi 496 S robotnál az L-manipulátor mozagtópályán állítható forgatóval működik együtt és ezzel hosszú munkadarabok hegesztésre is alkalmas. Mindkét berendezésnél a robot hat tengelyén kívül tíz külső NC tengely is vezérelhető. A robot a vertikális szán végén függesztve rögzített, amivel megnövelt munkaterület biztosított és a robot dobozformájú munkadarabokba is melyen be tud nyúlni. A robotok
karhosszúságban és ezáltal effektív munkaterület méretekben különböznek, az RTi 496 S 3.800 mm és az RTi 330 S 3.000 mm hatósugárral definiált.
A kezelőnek 1,3 kg tömegű színes K5 típusú programozó készülék áll rendelkezésére, amivel minden lényeges funkció elérhető. Neuweileri szakemberek is megerősítik, hogy a a programozás hegesztő szakembereknek komfortos és magától érthetődő. A programozás során, illetve a hegesztési folyamat előtt a hegesztőpisztoly gázterelője tapintó szenzorként kerül alkalmazásra. Keresőmozgásokkal pontosan meghatározza a varrat hely aktuális helyzetét és az eredeti programban rögzített referenciapontok alapján a megfelelő mértékben eltolja az eltolási blokkban lévő programot vagy programrészeket. A gázterelő hüvelyre 40V-os törpefeszültség van kivezetve a keresés ideje alatt, A gázterelő hüvellyel megérintve a munkadarabot kialakul egy rövidzárlat, amely megállítja a robotot és ekkor a vezérlés rögzíti az aktuális koordinátákat.
Hegesztés közben a varratkeresést ivvezérelt keresőszenzor biztosítja. A szabályozás hegesztés közben folyamatosan vizsgálja a hegesztőív áram változásait, miközben a robot a varratoldalak között lengetéssel hegeszt. Gyökpályától való tűréshatáron kívüli jobbra, vagy balra eltéréskor a szabályzás elvégzi a szükséges korrekciókat. Az ívszenzor a hegesztőív kialakulása utáni néhány lengetésnél azonnal felismeri a varratárok helyzetét és a pisztolyt megfelelő pozicióba állítja, majd végigvezeti a gyökpályán. Ha többsoros varratról van szó, akkor a szabályozás felismeri az előző varrat helyzetéből adódó adatokat. A programozó varratgeometriák szerint rögzíti, hány közbenső pont értéket kell elmenteni és a következő rétegek hegesztésénél figyelembe venni. A robotkezelő így hosszú varratoknál és nagy varrateltérések esetén is egy lépésben tud programozni. Ezen lehetőség lényegesen lecsökkenti a programozási időt.
Mindkét robot primer inverteres impulzusívű áramforrása egy irányadó feszültséggel a folyamatosan szabályozza a hegesztési teljesítményt a berendezés teljes teljesítmény tartományában. Ezáltal a hegesztés mindig optimális paraméterekkel történik. A hattyúnyak formájú hegesztőpisztoly minden munkahelyzetben és kopottsági állapottól függetlenül folyamatosan gondoskodik az egyenletes és konstans áramátadásról.
A pisztoly gázterelőhüvelyének belső tisztításáról nyomásfokozó gondoskodik, amely 15 bar nyomású levegő befújással könnyen eltávolítja a fröccskölésből származó szennyeződéseket. Megfelelő áramforrásokkal a fröcskölés jelentősen csökkenthető, ennek ellenére elsősorban kényszerhelyzetben számolhatunk fröcskölési maradékkal. Ez zavarja a védőgáz áramlását, sőt megfelelő halmozódás esetén akár a huzalelőtolást is gátolhatja. Közvetlenül a robot talpazatára integrált tisztító állomások ezen problémát megoldják. Amikor a manipulátor a munkadarabot forgatja, vagy a robot szánrendszere más pozicióba halad, akkor a robot tisztítóállomásra mozog. Ílymódon az inproduktív mellékidő pisztolytisztításkor nem nővekszik. Ha a pisztoly elérte a tisztító állomást, akkor előszőr egy speciális pofával központosan befogásra kerül, utána két forgó kés eltávolítja a gázterelőhüvely belső felrakódását, majd egy drótkorong a fúvóka külső felületét. A külső-és belső pisztolytisztítás intervalluma programozható.
Gyors, egyszerű és rugalmas
A válasz a kérdésre, miszerint a vállalat miért az igm hegesztőrobot mellett döntött Wilhelm Kowatsch Neuweiler üzemvezetője szerint négy alapon nyugszik: Gyorsaság és megbízhatóság, egyszerű kezelés és gyors átállás különböző munkadarabok között. Továbbiakban arra is utalt, hogy a robotszállítókkal szembeni specifikáció bonyolult munkadarabokat tartalmazott, ahol igen szűk hely ellenére kiváló minőségben és gazdaságosan gyártás is alapkövetelmény. Kis sorozatoknál, vagy egyedi munkadaraboknál az igm berendezés gyorsan átszerelhető és egyszerűen átprogramozható. Különösen a programozás vége komfortos, mivel a robot ütközés ellen biztonsági lekapcsolóval rendelkezik. Az üzemvezető kiemelte még mindkét robot magas rendelkezésre állását, csúcsidőben a berendezések egész nap üzemelnek és olyan műszakban is hegesztenek, amikor nincs kezelő személyzet. Gyakorlatilag évente csak egyszer két- három napra állnak le karbantartás miatt.
Szerző: Martin Wohlgenannt Technischer Fachredakteur BR Pfarrer-Moosbrugger-Straße 8 6850 Dornbirn, Austria T 0043-5572-313 58
[email protected] [email protected] www.wohlgenannt-pr.com
További információk: igm Robotrendszerek Kft. H-9027 Győr Csörgőfa sor 1. T.:+36 96 511 980 www.igm-group.com
igm Robotersysteme AG Straße 2a, Objekt M8, Industriezentrum Niederösterreich Süd 2355 Wiener Neudorf, Austria T 0043-2236-6706-0 www.igm.at
Neuweiler AG Seestrasse 16 8280 Kreuzlingen, Switzerland T 0041-71-6771777 www.neuweiler-ag.ch
((Bildlegenden, Mellékelt képek))
Bildquellen: igm Robotersysteme AG | Neuweiler AG Források: igm Robotersysteme AG | Neuweiler AG
((Bild 1. 1 kép)) Die Roboteranlage schweißt komplette Drehgestellrahmen für Eisenbahnlokomotiven in einer Aufspannung. A robotberendezés komplett vasúti vorgózsámolyt hegeszt egy felfogással.
((Bild 2. 2.kép )) Auch sehr ausladend dimensionierte Werkstücke lassen sich mit dem Manipulator ohne Hubwerk schwenken. Az árok révén igen nagyméretű munkadarabok is pozicionálhatók vertikális mozgatás nélkül.
((Bild 3. 3.kép)) Eine ganze Reihe von Nähten befindet sich an schwer zugänglichen Stellen. So etwa schweißt der speziell gekröpfte Brenner die Rundnaht am Verbindungsrohr der Langträgerbauteile in einem Zug durch, obwohl er nur 55 Millimeter Platz hat. Egy sor varrat nehezen hozzáférhető helyen található. A hossztartó elem összekötő cső körvarratát speciálisan kialakított hegesztőpisztoly egy műveletben képes hegeszteni, bár csak 55 mm hely áll rendelkezésre.
((Bild 4. 4.kép )) Während des Schweißens arbeitet die Sensorik des Lichtbogennahtsuchens. Die Steuerung wertet die Schweißstromschwankungen beim Pendeln des Schweißbrenners aus und veranlasst bei Toleranzabweichungen in der Schweißfugenposition die nötigen Bahnkorrekturen.
Hegesztés közben a varratkeresést ivvezérelt szenzor biztosítja. A pisztoly lengetése közben az ivhosszúság változik és az ebből létrejövő áramerősség eltéréseket a vezérlés kiértékeli és a pisztolyt tűréshatáron belül megfelelő varratpályán tartja.
((Bild 5, 5. kép )) Der Anlagenbediener kann auch bei langen Nahtstrecken und großen Abweichungen den Verlauf der Nahtfuge in einem einzigen Schritt programmieren. A berendezés kezelője nagy eltérésű hosszú varratokat is egy lépésben tud programozni.
