Informacje prasowe

Aluminiowa obudowa spełniająca wymagania IP65 z blach o róĹźnej grubości 

SPAWANIE FALOWNIKA ODPORNEGO NA CZYNNIKI ATMOSFERYCZNE

Entuzjazm firmy dla energii fotowoltaicznej najlepiej obrazuje jej wizja „24 godziny słońca”, czyli dążenie do świata, w którym 100% energii pochodzi z odnawialnych Ĺşródeł. Najnowszy falownik nazywa się Tauro. W celi do spawania zrobotyzowanego typu Handling-to-Welding obudowa falownika jest szczelnie spawana dzięki czemu jest on przystosowany do zastosowań komercyjnych i odporny na warunki atmosferyczne.  

Skoordynowane ruchy robota manipulacyjnego i robota spawalniczego Fanuc

Jego dwuścienna obudowa z aktywnym chłodzeniem sprawia, Ĺźe Tauro jest przystosowany do pracy na wolnym powietrzu. NiewaĹźne, czy jest deszcz, upał czy bezpośrednio świeci na niego słońce — falownik to wytrzyma i wywiąże się ze swojego zadania w 100%. Konstrukcja spełniająca wymagania stopnia ochrony IP65 została zaprojektowana przez ekspertów ukierunkowanych na przyszłościowe rozwiązania w obszarze fotowoltaiki.  Urządzenia hi-tech tego rodzaju są zabezpieczone przed niebezpieczeństwem poraĹźenia prądem, polewaniem strumieniem wody pod dowolnym kątem oraz wnikaniem pyłu. „Spawanie aluminiowej obudowy jest bardzo trudne ze względu na zróĹźnicowanie grubości blach” — tłumaczy Jasmin Gross, ekspert z Fronius International. „Na szczęście w firmie mamy specjalistów z Fronius Welding Automation”.

Niedostępne dla robota spawalniczego miejsca są spawane drutem gorącym metodą TIG.

Zaczyna się od symulacji

Falownik jest produkowany w naszym zakładzie produkcyjnym w Sattledt w Austrii. Spawanie obudowy i drzwi skrzydłowych odbywa się w specjalnie do tego celu zaprojektowanej nowoczesnej celi do spawania zrobotyzowanego typu „Handling-to-Welding”. „Wszystkie ruchy robota i kolejności spawania programujemy i symulujemy offline w programie Fronius Pathfinder, czyli z dala od celi spawalniczej, na jej cyfrowym sobowtórze” — tłumaczy Anton Leithenmair, kierownik Welding Automation. „Wykrywamy w ten sposób z wyprzedzeniem ewentualne punkty kolizyjne. To samo dotyczy się limitów osi i pozycji palnika. TakĹźe w tym przypadku moĹźemy zareagować wcześniej, a nie dopiero podczas pierwszych prób spawania. Gdy tylko kolejności spawania zostaną zaprogramowane, Pathfinder przekazuje dane do postprocesora, który tłumaczy je na język robota Fanuc. W ten sposób oszczędzamy cenny czas i pieniądze. Programowanie offline skraca uczenie robota w celi spawalniczej o wiele godzin!”

Planowanie przepływu pracy z dokładnością co do minuty

Od początku produkcji zlecenia sprzedaĹźy Tauro są tworzone w systemie planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP). Tworzą podstawę tak zwanego przebiegu planowania zasobów wytwórczych (MRP). Tam są generowane wszystkie zlecenia produkcji obudów i drzwi skrzydłowych. Następnie do kaĹźdego zlecenia jest przypisywana data produkcji. Dalsze planowanie szczegółowe przejmuje system realizacji produkcji (MES). KaĹźde zlecenie jest tam rozplanowywane z dokładnością co do minuty, przyporządkowywane jest do wolnej kolejki zleceń, a następnie dodawane do listy. 

Symulacja spawania w programie Fronius Pathfinder

Idealna koordynacja: sczepianie, montaĹź, spawanie

Spawanie dwuściennej obudowy falownika jest z powodu róĹźnych grubości od początku trudnym wyzwaniem. „Zanim prawidłowo złączymy poszczególne blachy w celi do spawania zrobotyzowanego, są one sczepiane ręcznie. UĹźywamy do tego metody MAG. JuĹź na tym etapie wymagana jest wysoka precyzja” — mówi Christian Kraus, brygadzista w dziale obróbki blachy. 

Gdy wszystko jest juĹź sczepione i wpisane do terminalu systemu, centralne sterowanie systemowe zezwala na następny krok roboczy, czyli spawanie zrobotyzowane. Wtedy obudowa jest pozycjonowana na wózku, mocowana i wjeĹźdĹźa do śluzy. Po potwierdzeniu prawidłowego montaĹźu, system rozpoczyna kolejne zadanie, a program robota odpowiedzialny za pozycjonowanie i spawanie jest wybierany na urządzeniu mocującym za pomocą chipa RFID (Radio Frequency Identification).

„Nie ma znaczenia, jaki element włoĹźymy do śluzy: chip RFID wie, którego programu spawania naleĹźy uĹźyć” — dodaje Kraus. „MoĹźemy na przykład do śluzy numer jeden włoĹźyć obudowę falownika, podczas gdy w śluzie numer dwa będą spawane drzwi skrzydłowe – i odwrotnie. Technologia RFID umoĹźliwia nam spawanie elementów niezaleĹźnie od kształtu, wielkości i liczby sztuk. Nasza cela do spawania zrobotyzowanego typu Handling-to-Welding równie dobrze radzi sobie z pojedynczymi egzemplarzami, jak produkcją seryjną”.

Najlepsza robotyka i technologia spawania 

Gdy tylko proces spawania zostanie rozpoczęty, robot manipulacyjny Fanuc R-2000iD/210FH chwyta element i wprowadza go do celi spawalniczej. Dla niego obudowa falownika jest lekka jak piórko. Przy wysięgu 2,6 m ma on udĹşwig 210 kg, a aluminiowa obudowa wraz z przyrządem mocującym waĹźy nie więcej niĹź 140 kg. Gdy obudowa Tauro trafi do celi spawalniczej, na jej dnie jest nadrukowywany kod DMC (Data Matrix Code) w technice druku atramentowego. Zawiera on numer seryjny danej obudowy Tauro. Jest on kojarzony z parametrami spawania, które są zapisywane podczas procesu spawania przez oprogramowanie do zarządzania danymi WeldCube. Dzięki temu moĹźna w 100% zidentyfikować pochodzenie kaĹźdej spoiny.

MontaĹź Tauro w Grecji

Po nadrukowaniu kodu DMC rozpoczyna się właściwy proces spawania. W czasie, gdy robot spawalniczy Fanuc ARC Mate 100iD wykonuje swoją pracę i spaja 5,5-metrową blachę aluminiową za pomocą łącznie 96 spoin, robot manipulacyjny ustawia obudowę idealnie w wyznaczonej pozycji. Niektóre spoiny wymagają idealnej koordynacji ruchów obu robotów — najwyĹźszy kunszt spawania zrobotyzowanego.

„Jako proces spawania wykorzystywany jest głównie Pulse Multi Control Ripple Drive” — tłumaczy dalej Leithenmair. „Pulse Multi Control Ripple Drive umoĹźliwia precyzyjne ustawienie ciepła wprowadzanego do spoiny i świetnie nadaje się do łączenia blach o róĹźnej grubości”.

Spoina z ładną łuską

Dokładniej mówiąc, Pulse Multi Control Ripple Drive jest specjalną odmianą procesu Pulse Multi Control. Charakteryzuje się to cykliczną zmianą procesu między PMC a odwrotnym ruchem drutu za pomocą tak zwanego zespołu napędowego push-pull. Proces Pulse Multi Control najlepiej nadaje się do spawania zautomatyzowanego i umoĹźliwia spawanie znacznie szybciej niĹź za pomocą TIG. Ponadto proces ten wytwarza równe spoiny z bardzo ładną łuską, prawie bez odprysków. 

Wjazd wózka z wyposaĹźeniem do śluzy elementów

Jako materiał dodatkowy słuĹźy drut aluminiowo-krzemowy o grubości 1,2 mm, który spawany jest w osłonie argonu. Procesy spawania, drut i gaz opisane są w informacjach systemowych dotyczących zlecenia spawania.

Gdy zostanie zakończony 17,5-minutowy cykl spawania, robot manipulacyjny układa element w śluzie, a cela spawalnicza wysyła sygnał zakończenia do systemu MES. Zanim śluza zostanie opróĹźniona, moĹźna juĹź przystępować do następnego zadania.

Wszystko pod kontrolą — Predictive Maintenance

System realizacji produkcji (MES) zarządza dużą ilością danych. Oprócz zarządzania zleceniami są takĹźe rejestrowane stany maszyny, czasy taktowania, usterki, a takĹźe wartości kontroli próĹźniowej przeprowadzanej na zakończenie wszystkich prac spawalniczych. Za pomocą MES moĹźna takĹźe wyznaczyć cykle konserwacji. Jeśli okaĹźe się przykładowo, Ĺźe pewna usterka występuje przeciętnie co 100 roboczogodzin, moĹźna wyznaczyć częstotliwość konserwacji co 99 godzin. Planowane systematycznie z wyprzedzeniem czynności konserwacyjne przedłuĹźają Ĺźywotność systemów spawania i zapobiegają niepotrzebnym przestojom. 

Chwytanie elementu przez robota manipulacyjnego Fanuc R-2000iD/210FH

IP65 wymaga idealnych spoin

Kilka ostatnich detali obudowy, które znajdują się poza zasięgiem robota, jest spawanych ręcznie. Wówczas przydaje się przeznaczony do spawania aluminium proces TIG. Na zakończenie prac spawalniczych są zeszlifowywane ewentualne nadlewy spoiny, spoina jest smarowana barwną cieczą penetracyjną i wykrywane są ewentualne wady spawalnicze. Ciecz penetracyjna wnika we wszelkie nieregularności w materiale.

Po badaniu spoiny idealnie wykonana obudowa trafia do zaprojektowanego przez firmę Fronius systemu kontroli szczelności dedykowanego do Tauro. Wytwarza on we wnętrzu obudowy falownika podciśnienie 60 mbar, które musi być utrzymywane przez ściśle określony czas. Jeśli w trakcie tego czasu ciśnienie nie spadnie o mniej niĹź 1,8 mbar, obudowa jest uznawana za w 100% szczelną i spełnia wymagania stopnia ochrony IP65. 

Pozytywny wynik kontroli szczelności jest zapisywany wraz z numerem seryjnym w WeldCube, co zapewnia pełną identyfikowalność. Obudowa falownika jest juĹź gotowa do malowania proszkowego. Na końcu łańcucha produkcji, po montaĹźu, otrzymujemy falownik przeznaczony do duĹźych systemów, który wytrzymuje wszystkie warunki atmosferyczne.

Ĺšródło: Fronius International GmbH