01. května 2022 07:44

Správa svařovacích dat od společnosti Fronius podporuje výrobu špičkových vozů Mercedes G

Automobilová budoucnost s Magna Presstec

Výrobní procesy pro prémiový segment v automobilovém průmyslu: Při koncepci a vývoji zařízení pracují často výrobci OEM a Tier 1 ruku v ruce se svými dodavateli. Pro zajištění kvality a optimalizaci výrobních postupů přitom koncern Magna používá technologicky vyspělou svařovací techniku od společnosti Fronius. Společnost Magna Presstec dokončuje rámy vozů Mercedes G, a to s využitím softwarového řešení Fronius WeldCube Premium.

Automobilový dodavatel Magna vytvořil kolem Grazu optimální výrobní infrastrukturu: Magna Presstec GmbH v Lebringu – půl hodiny jízdy autem jihovýchodně od Grazu – vyrábí rámy modelu G. Společnost Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG v Grazu pak prémiový terénní vůz dokončuje.

Základ pro automobilovou smetánku
„V rámci koncernu Magna – s přibližně 158 000 zaměstnanci po celém světě – je společnost Magna Presstec začleněna do skupiny COSMA (Body and Chassis),“ vysvětluje Kurt Hartmann, vedoucí oddělení zajištění kvality a svářečského dozoru pro výrobu rámů řady Mercedes G. Samotná společnost Presstec zaměstnává asi 1 200 pracovníků, kteří jsou rozmístěni v rakouských závodech Weiz a Lebring a ve slovenské Bratislavě.
Tento automobilový dodavatel vyrábí vysoce kvalitní podvozkové komponenty a konstrukční díly z hliníku a oceli. „K našim zákazníkům patří VW, Audi, BMW, Daimler a Porsche. Úspěšně zde vyrábíme automobilovou budoucnost – s nasazením a osobní odpovědností,“ pokračuje K. Hartmann

Špičkové terénní vozy vyžadují tu nejvyšší kvalitu svarů
Mercedes G je mezi terénními vozy po celém světě považován za jeden z nejschopnějších a přitom nejvhodnějších pro každodenní použití. Obrovská světlá výška a brodivost již napovídají, že vůz má odolat i těm nejnáročnějším podmínkám v terénu.
Při prudkých nárazech ve vysoké rychlosti v nerovném terénu musí být u modelu G zaručena trakce a dlouhá životnost. Příkladem jsou nepřetržité dlouhodobé testy ve strmém terénu hory Schöckl u Grazu. Na této velkolepé horské trati se vozy velmi podrobně testují. Z toho je zřejmé, že již konstrukci rámu třídy G se musí věnovat maximální pozornost. Rozumí se samo sebou, že na kvalitu svarových spojů jsou kladeny ty nejvyšší nároky.

Požadavky vozu Mercedes G na svařovací techniku
„Použitá ocel je převážně 2–4 milimetry silný plech spojený 657 svarovými švy. Celková délka svarů je 76 metrů na rám. Svařovací úkol pro nás v podstatě spočívá ve svařování 4,2 metru dlouhého rámu podvozku vrstvu po vrstvě – vždy v tolerancích stanovených zákazníkem a v požadované špičkové kvalitě,“ objasňuje Kurt Hartmann.
Proto byly na technologii spojování při vybavování výrobního závodu kladeny nejrůznější požadavky: K vytvoření tolik potřebné stability masivního rámu byla nutná vysoká stabilita oblouku s dokonalým průvarem. Špičková kvalita navíc vyžaduje minimální deformaci a kontrolovatelný vnos tepla. Co se týče produktivity, je potřebná i vysoká rychlost svařování.
„Naše požadavky dokázal nejlépe splnit proces PMC (Pulsmulticontroll) od společnosti Fronius,“ ujišťuje K. Hartmann, sám mezinárodní svářečský odborník. „Předpokladem byla modulární platforma svařovacích zdrojů TPS 500i. Balíček mělo doplnit snadné ovládání a bezproblémové připojení k robotu. Pro řadu Mercedes G aktuálně používáme 36 těchto svařovacích systémů a kromě toho i několik systémů TPS 320i pro případné ruční svařování při kontrole kvality.“

Autonomní špičková výroba podrobně
„Naším cílem je, aby všechny rámy byly naprosto stejné – odchylky je třeba vyloučit,“ vysvětluje K. Hartmann. Výroba probíhá v dokonale vybavené výrobní hale dlouhé přes 100 metrů. Převážně autonomní výroba splňuje nejvyšší standardy a perfektně sladěné robotické systémy do sebe plynule zapadají. Díky tomu může každých 10 minut opustit výrobní halu robustní rám modelu G sestavený z mnoha dokonale spojených jednotlivých dílů.
Výroba probíhá ve třech sekcích: Přední a zadní konstrukce se vyrábí současně. Na začátku několik zaměstnanců vybavuje svařovací přístroje. V buňkách se pak komponenty spojují pomocí svařovacích robotů. Manipulační robot odebírá hotové komponenty, přepravuje je do další buňky a tam je polohuje. Na konci každé sekce se nachází buňka, která je pro personál nepřístupná. Ta slouží jednak ke svařování dlouhých svarů a jednak se používá jako chladicí stanice nebo jako komplexní stanice, např. pro lisování: spodní skořepiny se přitom vkládají do horních skořepin podélných nosníků, polohují se a pod tlakem svařují.
V poslední fázi výroby, v konstrukci podvozku, se přední a zadní konstrukce spojí dohromady. Rám má nyní svůj charakteristický tvar. Závěrečné pracovní kroky pak zahrnují vyražení odpojených spojovacích bodů podvozku. Kromě toho zdvihové zapalování nastřílí na rám 192 čepů. Nakonec se zkontroluje kvalita svarových švů, odstraní se případné svařovací rozstřiky a dodatečně se opraví svary. V závěrečné fázi laserová technologie řízená robotem ještě jednou velmi přesně změří rám a zkontroluje, zda splňuje všechna kritéria kvality.

Vysoce profesionální správa svařovacích dat
Extrémně složitý postup dokazuje, že ve společnosti Magna Presstec jde o víc než jen o svařování. Aby bylo možné zaručit vysoký stupeň automatizace se stejně vysokou kvalitou pro řadu G, byl od počátku kladen důraz na integraci nástrojů pro monitorování a analýzu dat svařovacích procesů. Automobilový dodavatel hledal spolupráci se specialisty na technologie spojování, jejichž systémy a řešení umožňují zajistit stoprocentní digitální vysledovatelnost svařovacích procesů:
Díky softwarovému řešení WeldCube Premium se společnosti Fronius poprvé podařilo zavést komplexní systém správy svařovacích dat do výroby dodavatele Tier 1 a demonstrovat výhody různých používaných softwarových systémů:

Od zajištění kvality po prediktivní údržbu:
Softwarová řešení WELDCUBE PREMIUM a CENTRAL USER MANAGEMENT
„Ve společnosti Fronius jsme našli ideálního partnera,“ zdůrazňuje Kurt Hartmann. „WeldCube Premium je základním pilířem našeho řízení kvality. Absolutní vysledovatelnost každého jednotlivého svaru je pro nás nesmírně důležitá.“ Na stanicích kontroly kvality dostávají vyškolení pracovníci přesné informace prostřednictvím terminálu: vyskytují se nějaké nápadné nebo skutečně vadné švy? Místa zkoumaná pomocí Fronius WeldCube jsou podrobena důkladné vizuální kontrole a případně dopracována. Teprve poté je rám modelu G uvolněn pro další procesní kroky. Shromážděná data se pak zase využijí při optimalizaci automatizovaných svařovacích procesů.
WeldCube Premium zaznamenává každý milimetr svaru. Díky tomu lze snadno analyzovat náklady na spotřební materiál, jako je plyn a svařovací drát. Je zde však zjevně větší potenciál: jedním z bodů by mohla být Predictive Maintenance (prediktivní údržba), tedy možnost včas a v dostatečném množství objednat spotřební díly a materiály.
„Predictive Maintenance prostřednictvím WeldCube Premium nám může ukázat možnosti úspor, např. pokud správa svařovacích dat určuje přesné intervaly údržby,“ přemýšlí K. Hartmann. „Vždy bychom přesně věděli o stavu kontaktních špiček, těl svařovacích hořáků, svařovacích hořáků a podavačů drátu. To by nám umožnilo včas provést servis přístrojů, abychom se vyhnuli vadným svarům, přepracovávání nebo dokonce zmetkovitosti dílů.“
Magna Presstec kromě toho již používá řešení od společnosti Fronius Central User Management (CENTRUM), které nabízí podporu i při řízení kvality a centrálně spravuje uživatelská a svářečská oprávnění. Svářeč se u svařovacího zdroje prokáže čipovou kartou a tím se zajistí, že s určenými parametry mohou pracovat pouze speciálně vyškolení pracovníci, což nejlépe eliminuje zdroje chyb.

Magna Presstec dokládá praktické využití správy svařovacích dat
Fronius Key-Account-Manager Christoph Pangerl, který má na starosti společnost Magna, je přesvědčen: „Poznatky získané ze spolupráce se společností Magna Presstec jsou velmi cenné. Mohli jsme je přímo začlenit do vývoje svých výrobků a tím jsme zpřístupnili naše softwarová řešení širokému okruhu zákazníků.“ Kurt Hartmann rozvíjí myšlenku dál: „Zejména správa svařovacích dat nám pomáhá optimalizovat technologii spojování ve všech oblastech. Společnost Fronius nám dala do ruky opravdu mocný nástroj. Potenciál je obrovský. S odbornou podporou Fronius expertů můžeme nyní tento systém s výhodou používat.“

Podrobnější informace najdete na webové stránce.

Obrázek 1: Kurt Hartmann, vedoucí oddělení zajištění kvality a svářečského dozoru pro výrobu rámů řady Mercedes G

Obrázek 2: 4,2 m dlouhý rám podvozku Mercedesu G

Obrázek 3: Autonomní výroba ve svařovací buňce

Obrázek 4: Správa svařovacích dat pomocí WeldCube Premium

Fotografie: Fronius International GmbH