Adaptiivinen robottihitsaus. Lähtökohtana aina todellinen railo.

Railon laserskannauksella varustettu adaptiivinen PEMA-hitsausrobotti monipalkohitsauksessa.

Raskaan teollisuuden hitsauksessa suunniteltu railo ja todellinen railo ovat harvoin sama asia. Levytoleranssit, sovitusvaihtelut ja lämpö muuttavat liitoksen geometriaa kappaleesta toiseen. Adaptiivisessa robottihitsauksessa lähtökohtana onkin siksi aina todellinen railo.

Skannaa ensin, hitsaa sitten

Pemamekin lähestymistavan adaptiiviseen hitsaukseen voi tiivistää näin: skannaa ensin, hitsaa sitten. Jokaisesta PEMA-robottihitsausasemasta löytyy PEMA WeldControl -ohjelmisto. Konepajaympäristössä ohjelmisto on PEMA WeldControl 300 Offline, joka nimensä mukaisesti sisältää offline-ohjelmoinnin.

PEMA Scan on lisäohjelmisto, joka integroituu WeldControl 300 Offlineen ja laajentaa sen ominaisuuksia lasermittauksella ja automaattisella palkojen sovituksella. Tämän teknologian vaikutukset tuotantoprosessiin ja liiketoimintaan ovat erittäin merkittävät. Ennen yksityiskohtiin sukeltamista, katsotaan tarkemmin mitä PEMA Scan tekee.

Todellinen geometria hitsiksi

PEMA Scan on skannaus- ja palkosuunnitteluratkaisu monipalkohitsaukseen. Ennen kuin valokaari syttyy, laserianturi mittaa liitoksen ja tallentaa sen tarkan railoprofiilin ja sijainnin. Mitattu geometria esitetään operaattorille, ja ohjelmisto sovittaa jokaisen palon – juuri, täyttö ja pinta – skannattuun todellisuuteen. Tuloksena on tarkka palkoasettelu, tasainen täyttö ja minimaalinen uudelleentyöstäminen, vaikka kappaleen esivalmistelu olisi tuottanut poikkeamia. ­Tämä palkokohtainen sovitus on PEMA Scanin keskeinen ominaisuus, eikä täysin vastaavaa ratkaisua ole markkinoilla.

Mitä käytännön hyötyjä PEMA Scan tuo mukanaan? Ensinnäkin se minimoi tyypilliset sovitusvaihtelun ongelmat: hitsausohjelmaa ei pakoteta nimelliseen liitokseen, vaan hitsausohjelma vastaa aina todellista tilannetta. Toiseksi, hitsauslaatu pysyy tasaisena ilman jatkuvaa manuaalista puuttumista. Polttimen asento, kulma, hitsausnopeus ja vaaputus säätyvät automaattisesti, eivät yrityksen ja erehdyksen kautta.

Työnkulku lyhyesti

Tyypillinen työnkulku adaptiivisella ­PEMA-­robottiratkaisulla on suoraviivainen:

1. Skannaus

Laserianturi skannaa liitoksen ja tallentaa railoleveydet, -syvyydet ja -poikkeamat. Operaattori tarkistaa näytöltä mitatun profiilin.

2. Sovitus

Operaattori valitsee tai rakentaa monipalkokartan kyseiselle railolle ja tallentaa sen halutessaan työkirjastoon samankaltaisia töitä varten.

3. Hitsaus

Robotti hitsaa palkokartan mukaisesti. Tarvittaessa reaaliaikainen laserseuranta pitää polttimen kohdistuksen oikeana pienistä liikkeistä tai lämpölaajentumisesta huolimatta.

Lukujen valossa

Adaptiivinen robottihitsaus tuottaa suurimman hyödyn monipalkoliitoksissa, joissa geometria vaihtelee eniten. Tyyppiesimerkkejä ovat paineastioiden yhteet, paksut levyrakenteet ja raskaiden laitteiden monimuotoiset rakenteet.

Hyvä esimerkki löytyy Kanadasta: NWP Industries valitsi adaptiivisilla teknologioilla varustetun PEMA-robottiaseman paineastioiden hitsaamiseen. Käytännön tuloksia ovat muun muassa parantunut ja tasainen hitsauslaatu, nopeus sekä minimaalinen jälkityön tarve. Yrityksen tavoitteena on 60–70 % ajansäästö yhteiden hitsauksessa.

Käytännön vaikutukset

PEMA Scanin myötä sykliajat asettuvat ennakoitavalle vaihteluvälille, vaikka railogeometria vaihtelisi. Erityisesti tämä näkyy monipalkohitsauksessa. Koska jokainen palko sovitetaan laserilla mitattuun railoon, kalliista jälkityöstä tulee poikkeus eikä normi.

PEMA Scanin avulla robottisolun tuotanto pysyy tasaisena. Käyttöaste nousee ja läpimeno vakiintuu. Hitsaajat voivat keskittyä rutiinityön sijasta tehtäviin, jotka vaativat ammattilaisen asiantuntemusta. ­Moni hitsaaja onkin paras mahdollinen robottioperaattori.

Kun harkitset siirtymistä adaptiiviseen hitsaukseen, lähtökysymys on yksinkertainen: tiedätkö, millainen hitsattavan kappaleen railo oikeasti on?