Informacje prasowe

Aluminiowa obudowa spełniająca wymagania IP65 z blach o różnej 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 źródeł. 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, że Tauro jest przystosowany do pracy na wolnym powietrzu. Nieważne, 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 porażenia prądem, polewaniem strumieniem wody pod dowolnym kątem oraz wnikaniem pyłu. „Spawanie aluminiowej obudowy jest bardzo trudne ze względu na zróżnicowanie 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. Także w tym przypadku możemy 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 sprzedaży 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 każdego zlecenia jest przypisywana data produkcji. Dalsze planowanie szczegółowe przejmuje system realizacji produkcji (MES). Każde 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, montaż, spawanie

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

Gdy wszystko jest już 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 wjeżdża do śluzy. Po potwierdzeniu prawidłowego montażu, 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 włożymy do śluzy: chip RFID wie, którego programu spawania należy użyć” — dodaje Kraus. „Możemy na przykład do śluzy numer jeden włożyć obudowę falownika, podczas gdy w śluzie numer dwa będą spawane drzwi skrzydłowe – i odwrotnie. Technologia RFID umożliwia nam spawanie elementów niezależnie 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 udźwig 210 kg, a aluminiowa obudowa wraz z przyrządem mocującym waży nie więcej niż 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 można w 100% zidentyfikować pochodzenie każdej spoiny.

Montaż 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 — najwyższy kunszt spawania zrobotyzowanego.

„Jako proces spawania wykorzystywany jest głównie Pulse Multi Control Ripple Drive” — tłumaczy dalej Leithenmair. „Pulse Multi Control Ripple Drive umożliwia precyzyjne ustawienie ciepła wprowadzanego do spoiny i świetnie nadaje się do łączenia blach o różnej 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 umożliwia spawanie znacznie szybciej niż za pomocą TIG. Ponadto proces ten wytwarza równe spoiny z bardzo ładną łuską, prawie bez odprysków. 

Wjazd wózka z wyposażeniem do śluzy elementów

Jako materiał dodatkowy służy 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 opróżniona, można już przystępować do następnego zadania.

Wszystko pod kontrolą — Predictive Maintenance

System realizacji produkcji (MES) zarządza dużą ilością danych. Oprócz zarządzania zleceniami są także rejestrowane stany maszyny, czasy taktowania, usterki, a także wartości kontroli próżniowej przeprowadzanej na zakończenie wszystkich prac spawalniczych. Za pomocą MES można także wyznaczyć cykle konserwacji. Jeśli okaże się przykładowo, że pewna usterka występuje przeciętnie co 100 roboczogodzin, można wyznaczyć częstotliwość konserwacji co 99 godzin. Planowane systematycznie z wyprzedzeniem czynności konserwacyjne przedłużają żywotność 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 niż 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 już gotowa do malowania proszkowego. Na końcu łańcucha produkcji, po montażu, otrzymujemy falownik przeznaczony do dużych systemów, który wytrzymuje wszystkie warunki atmosferyczne.

Źródło: Fronius International GmbH