Kamerastyrd svetsning succé hos Sandvik i Åbo
Sandvik i Åbo tvekade inför att utrusta sin senaste svetsrobot med kamerastyrning. När kameran till slut inhandlades så var det succé. Det betalade sig på ett halvår och har frigjort produktionskapacitet.
- Den första svetsroboten kom till företaget för 22 år sedan och till slut gick det inte att hitta reservdelar till dessa tidiga robotar, berättar Matti Malo, som är en av dem som ansvarat för robotprojektet inom Sandvik Åbo.
Han berättar att det nu är tio år sedan man skaffade första svetsroboten från IGM.
- Vi hade lagt märke till IGM på en mässa och vi har ju svetsfogar som passar för IGM:s robotsystem.
Att svetsa med dubbel svetstråd är vanligt vid vidare fog än 4 mm. Så att köra twin är perfekt när Sandvik svetsar samman sina låga hjullastare för jobb i gruvor.
- Men när IGM föreslog att vår senaste robot skulle förses med kamera tyckte vi att det lät som överkurs. Så vi dröjde med beslutet.
- Att vi inte skaffade kameran samtidigt med roboten berodde på att vi hört från ett finskt universitet att kamerastyrd svetsning inte hade fungerat hos de finska företag som redan hade provat metoden.
Men hos Sandvik har kameran blivit en succé.
-Ja, det visade sig att det var en både teknisk och ekonomisk fullträff.
Matti Malo har räknat på vissa nyckeltal för denna kameraförsedda svetsrobot.
Återbetalningstid jämfört med svets med 1-wire-system för endast roboten är cirka 1,5 år och med kameran blir nästan ett halvår kortare.
-Återbetalningstid för enbart kameran blev hos Sandvik cirka 6 månader, eftersom vi arbetar i två skift. Besparingen uppstår genom mindre behov av operatörer, kortare svetstid och 10 procent mindre svetstråd.
Han ger ett konkret exempel på hur utvecklingen varit vid bomsvetsning:
- Den förra roboten svetsade med 1-wire-system, svetsningen pågick i åtta timmar och operatören arbetade med roboten hela tiden.
- 2-wire-system infördes med nya IGM-roboten och detta sänkte svetstiden till 3,75 timmar och operatören arbetade fortfarande med roboten hela tiden. Orsaken är att fogberedningen i 40 mm plåt har variationer som ger över +/-10% areavariation utmed svetsfogen. Innan kameran kom fick man överfylla fogen och det tar tid och kostar tillsatsmaterial. Operatören behövde övervaka svetsningen hela tiden och justera fyllnadsmängden under svetsningen eftersom man inte kunde tillåta sig att överfylla till den grad att man skulle klara hela toleransintervallet.
- 2-wire plus kamera, sänkte svetstiden till 2,75 timmar och operatören är fri för annat arbete 80 procent av denna tid. Kameran skickar information till svetsprogrammet om fogvolym och programmet justeras under svetsning för att fylla rätt mängd svets.
Han var alltså tveksam inför kameratekniken. Men så gjorde Sandvik upp med IGM att de inte skulle betala för kameran förrän de såg att den fungerade.
Den kamera som Sandvik nu har i drift är helt integrerad i mjukvaran för svetsning. Det innebär att all programmering och styrning av kameran görs direkt i operatörspanelen, kameran är helt integrerad i svetsprogramvaran. Det tog tre timmar för en tekniker från IGM att göra programmet.
-Vår egen operatör ställde sedan in programmet för sin uppgift hos oss på fyra timmar, berättar Matti Malo.
- Genom kameran behövs det nu färre punkter inlagda i programslingan. Och vi behöver bara rikta in svetsen inom 10 mm från orienteringspunkten. Dessutom gör kameran att vi inte behöver säkra fogen med extra volym. Där sparar vi 10 procent av svetstråden.
Det gamla systemet behövde ju överfylla svetsfogen 10% vilket innebar 32 kg svetsgods och objektet tog åtta timmar att svetsa. Den nya roboten med laserkamera lägger rätt mängd svets, i snitt 30 kg på 2,45 timmar. Idag får Sandvik alltså ut tre gånger så mycket ur sin bomsvetsrobot.
Det gamla svetssystemet var fullbelagt även på veckosluten, medan det nya har ledig kapacitet på grund av sin snabbhet.
För svetsoperatörerna har systemet fördelen att det tar över en del av den kontroll som tidigare låg på operatören. Detta utgjorde 80 % av operatörens uppgifter så det är mycket tid som frigöra genom kameran.
-Vi använder Fronius svetsaggregat och dessa passar extra bra ihop med IGM -utrustningen, eftersom dessa båda företag samarbetat under lång tid. Så Fronius svetsar behöver vi inte justera robotcellen för, säger Petri Anttalainen, produktutvecklare och ansvarig för robotsvetsningen hos Sandvik.
- En annan orsak till att vi valde IGM, var förstås att vi redan hade robotar från dem och därmed kunskap och reservdelar. Fem av operatörerna behärskar IGM –robotarna och tre av dessa gör egna svetsprogram. Programmeringen är nu så mycket enklare så det är inget hinder att utbilda flera operatörer i programmering.
- Vi är mycket nöjda med den senaste robotcellen. Vi fick offert från leverantören av den tidigare cellen, men IGM -alternativet var överlägset. Med deras lösning tredubblar vi utfallet i svetscellen.
- Själva roboten anlände sommaren 2011 men kameran dröjde vi med att skaffa till december samma år.
- När vi nu sett den kraftiga prestandahöjningen tvekar vi inte med att gå vidare med investeringar i IGM -celler.
Fakta
Laserkamera
Vid robotsvetsning med laserkamera sätter normalt kameran ner rörelsemöjligheten för hela roboten. Därför har IGM Robotersysteme AG introducerat en separat styrd axel för manövrering av kameran. Kamerans position programmeras individuellt och man behåller svetspistolen i optimalt läge. Systemet spar tid och ökar åtkomsten.
IGMs laserkamera Icam är monterad på robotens handled. Den mäter position och volymen av svetsfogen och justerar robotrörelse och svetsparametrar därefter.
Fakta
Svetscellen
Bommar till Sandviks gruvgående hjullastare
6 axlig robot hängande i åkbana med en axlig lägesställare.
84 % bågtid
Gas: Mison 8
Tråd: solid wire dia 1,2 mm
Fakta
Sandvik gruvlastare
Sandviks fabrik för gruvlastare har en mer än 100-årig historia. På nuvarande adress sedan 1970-talet och innan Sandvik köpte verksamheten hette det Tamroc. Tamroc tillverkade USA-konstruerade gruvtransportörer på licens. Men storpolitik satte stopp för detta så 1975 startade produktion av egna konstruktioner.
Sandvik tillverkar runt 30 procent av ramarna till sina maskiner själva i Åbo. Det blir 250 maskiner per år och 4-5 skopor per vecka.
Totalt per år tillverkas 600 maskiner och företaget har 400 anställda.
De säljs nu till 42 länder och även om försäljningen varierar så sker en långsiktig ökning. Mineralpriset har ju rusat under senare år.
Av Peter Bergqvist
