Az Ipar 4.0 mostanra már mindenki számára ismert. A társadalomban, a politikában és az üzleti életben ez a kifejezés az egyik legfontosabb téma.
De mi a helyzet a digitalizációval a fémfeldolgozó üzemeknél? Mit jelent ez a különböző hegesztési eljárásokat alkalmazó illesztéstechnológia szempontjából? Milyen hatása van a rendszerek és alkatrészek digitális hálózatba kapcsolásának, milyen előnyökkel jár a vállalatok számára? A fókusz a gazdasági hatékonyságon és a versenyképességen van.
Hegesztési paraméterek elemzése, optimalizálása és dokumentálása. Stabil hegesztési eljárások biztosítása a lehető legalacsonyabb vetemedési tulajdonsággal, és ezzel egyidejűleg a gazdasági hatékonyság növelése. Ezek mind kihívások a fémfeldolgozó vállalatok számára, hogy a jövőben is versenyképesek maradjanak. Ebben kulcsszerepet játszik az átfogó digitalizálás.
A Fronius például prototípusközpontot működtet welsi telephelyén, ahol már számos hegesztéstechnikával és más csúcstechnológiás berendezésekkel kapcsolatos digitális megoldást használnak. A prototípusközpont így természetesen lehetőséget kínál a prototípushegesztés kiszervezésére. Ugyanakkor mintaként is szolgál arra, hogy az Ipar 4.0 hogyan nézhet ki a gyakorlatban.
Prototípusközpont a Froniusnál
„Offline” programozás: kevesebb állásidő-költség és nagyobb eredmény
A hatékonyság növelése érdekében a vállalatok már „offline” módon programozzák hegesztési folyamataikat. Más szóval a munka a robothegesztő rendszerektől elkülönítve történik – ahogyan a Fronius prototípusközpontjában is. Ennek eredményeképpen a hegesztő technikusoknak nem kell megvárniuk, amíg a folyamatban lévő hegesztési munka befejeződik, hogy a robotot új feladatokra tanítsák be. Ehelyett a kezdetektől fogva varratról varratra meghatározhatják és szimulálhatják az összes hegesztési sorrendet.
Az offline programozási és szimulációs szoftverek, mint például a Fronius Pathfinder felismeri a tengelyhatárokat, kiszámítja az indulási pontokat, a véghelyzeteket, valamint a két pontot összekötő utat. A szoftver a pozíciópontokat is önállóan állítja be. A zavaró kontúrok egyidejűleg láthatóvá válnak, valamint a hegesztőpisztoly pozíciója is megfelelően korrigálásra kerül – mindez már előre megtörténik, nem csak az első hegesztési próbák során. Az offline programozás és szimuláció optimalizálja a hegesztési folyamatot, növeli a termelékenységet és megtakarítja a szükségtelen állásidő költségeit.
Hatékony és erőforrásokat kímélő: robot által támogatott felülettisztítás forró plazma technológiával
Az autóiparban megkövetelt, kiváló minőségű hegesztett kötésekhez a fémfelületeket a hegesztés előtt meg kell tisztítani az idegen részecskéktől, illetve a filmszerű szennyeződésektől. A múltban gyakran nagy mennyiségű kémiai tisztítóoldatra volt szükség, ami általában az alkatrész teljes felületének kezelését igényelte. A szerves és filmszerű szennyeződések azonban ma már igen hatékonyan eltávolíthatók az Ipar 4.0 jegyében:
A Fronius Acerios felülettisztító rendszere forró aktív plazmát használ erre a célra. A robot pontosan a tisztítandó területekre vezeti az 1000 Celsius-fokos plazmalánggal rendelkező hegesztőpisztolyt, amelyeket aztán hegesztenek. A tisztító plazma ezután percenként körülbelül hat méteres sebességgel halad át a fémfelületeken. A hatékonyság egyértelmű növekedése: az Acerios csak annyira tisztít, amennyire szükséges. A pénz- és környezeti erőforrásokkal takarékoskodik.
Acerios: A Fronius plazmát használ a felülettisztításhoz
A jövőorientált ívszabályozás előfeltétele: modern csúcstechnológiás berendezések
De hogyan lehet stabil, kis fröcskölésű hegesztési eljárásokat létrehozni, amelyek kiváló gyökkialakítást, csökkentett fajlagos hőbevitel mellett nagy leolvasztási teljesítményt, stabil beolvadási viselkedést vagy állandó hegesztőív hosszt biztosítanak? A megoldást a nagy számítási teljesítményű, hatalmas memóriakapacitású, rendkívül gyors buszrendszerekkel és nem utolsósorban nagy dinamikájú huzalelőtolókkal rendelkező digitális hegesztőrendszerek jelentik. A Froniusnál a TPS/i csúcstechnológiás hegesztőrendszerek platformja ilyen rendszereket jelent. Ez innovatív hegesztési eljárásokkal és folyamatváltozatokkal jár együtt:
Az LSC (Low Spatter Control) például nagy ívstabilitással és jelentősen kevesebb fröcsköléssel jellemezhető. A PMC-t (Pulse Multi Control) az olyan jelleggörbék teszik egyedülállóvá, mint a továbbfejlesztett impulzuskorrekció funkció vagy a továbbfejlesztett SynchroPuls eljárás. Mindkét hegesztési eljárás rendelkezik beolvadási és hegesztő ívhossz-stabilizátorokkal. A PCS (Pulse Controlled Spray-Arc) viszont lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy zökkenőmentesen váltsanak az impulzus ív és a szórt ív között, elkerülve a problémás átmeneti ívet.
Általánosságban elmondható, hogy az ilyen innovatív hegesztési eljárások és jelleggörbék egyszerűsítik a hegesztőrendszerek működését, időt takarítanak meg és javítják a hegesztővarratok minőségét.
Innovatív és gazdaságos: a huzalelektróda mint automatikus korrekciók érzékelője
Automatizált, teljesen autonóm hegesztés hibátlan hegesztővarratokkal – ez az elképzelés. A hegesztőrendszereknek önállóan kell kiegyenlíteniük a hézagokat, a befogási tűréshatárokat és egyéb szabálytalanságokat. A WireSense, a SeamTracking és a TouchSense segítségével a Fronius innovatív segédrendszereket kínál különböző alkalmazásokhoz, amelyek jelentősen növelik a hegesztés hatékonyságát. Segítségükkel a hegesztőrobotok teljesen önállóan tudják programjukat a varratok menetéhez igazítani.
Ez jelentősen csökkenti az utómunkálatokat. Ezenkívül – eltérések esetén – csökken a robotpályák utólagos átprogramozására fordított idő. Mindhárom segédrendszer tehát a huzalelektródát nemcsak hegesztőanyagként, hanem érzékelőként is használja. Nincsenek korlátozások az alkatrészek hozzáférhetőségét illetően, mint a lézeres vagy kamerás érzékelőrendszerek esetében. A vállalatok megspórolják a karbantartási munkát és a további érzékelőhardverek költségeit.
Valós idejű ívfelügyelet kamerával
A Fronius legújabb ArcView kamerarendszere azonnali képet ad az ívről. Ez biztosítja a folyamatban lévő hegesztési eljárás valós idejű felügyeletét. A TPS/i áramforrásokkal kombinálva az ArcView impulzusvezérelt képeket készít – pontosan az ív sötét fázisaiban. Ennek eredményeképpen a rendszer nagy felbontású képeket készít, a különböző felvételeket kombinálva részletes HDR-képet alkot. Szükség esetén a hegesztő technikus azonnali korrekciós intézkedéseket tehet.
Hegesztési adatok kezelése webalapú szoftvermegoldásokkal
Az átláthatóság és a biztonság, de a termelékenység és az időmegtakarítás is gyakori követelmény a hegesztéstechnikai termelésben. Ehhez a hegesztési adatok rögzítésére van szükség dokumentálás és elemzés céljából. A termelésből érkező azonnali visszajelzés támogatja a folyamatoptimalizálást. Ezenkívül a biztonságos és magas színvonalú termelés érdekében a rendszer állapotát is nyomon lehet követni, és a hibákat fel lehet fedezni.
A Fronius WeldCube adatdokumentációs szoftver tárolja az összes releváns hegesztési eljárás adatát. Ez azt jelenti, hogy minden egyes hegesztővarrat nyomon követhető. Ezenkívül a WeldCube minden változata webalapú szoftvermegoldás. A felhasználók számítógépen és mobileszközökön keresztül is hozzáférhetnek a WeldCube-hoz, és lekérdezhetik az egyes hegesztések adatait. A rendszer dokumentálja a hegesztési munka előrehaladását, és egy jelzőlámpás rendszer segítségével értékeli az egyes hegesztővarratokat.
Kamera és robot: hegesztett alkatrészek pontos mérése
Egy modern optikai mérőrendszer – mint amilyet a Fronius prototípusközpontban használnak – ellenőrzi a vetemedést és az eltéréseket az alkatrészek CAD tervezési adataihoz képest. Ehhez egy robot egy speciális mérőkamerát helyez el az alkatrészek különböző pontjain.Mielőtt ezeket lefényképeznénk, az alkatrészekre fényrácsot vetünk.
E fényrács segítségével a rendszer felismeri az alkatrész körvonalait, és háromdimenziós felvételt készít. Ennek eredményeképpen egy speciális szoftver észleli az eredeti tervadatoktól való eltéréseket, és értékeli azokat (hegesztési sorrend stb.). A mérési adatokból származó eredményeket azonban nemcsak a minőség-ellenőrzésre használják, hanem az illesztési folyamat állandó optimalizálásához is vezetnek.
Magas fokú autonómia: robothegesztő rendszerek digitálisan hálózatba kapcsolt alkatrészekkel
A különböző méretű és formájú alkatrészek intelligens hegesztési koncepciókat igényelnek. A Fronius Welding Automation a robotika platformkoncepciójára támaszkodik. Ez lehetővé teszi, hogy szabványosított alkatrészek kombinálásával ügyfélspecifikus hegesztőrendszert hozzanak létre. Hegesztőrobotokat, kezelőrobotokat és pozicionálókat használnak. Ezen kívül a hegesztőpisztolyok és áramátadók cseréjére szolgáló állomások, a fogó-tárolórendszerek, a befelé és kifelé irányuló szállításhoz alkatrészzárak és az automatizált polcrendszerek is integrálva vannak.
Mindezen alkatrészek digitális hálózatba kapcsolása és központi rendszervezérlésük teljesen automatizált hegesztési és alkatrészkezelési folyamatokat biztosít. Ez viszont nagyfokú autonómiát biztosít. Interfészek a gyakori ERP rendszerekhez és webes API is rendelkezésre áll a harmadik fél rendszereihez történő adatátvitelhez.
