Minac ger exakt induktionsförvärmning vid robotsvetsning
Den polska automationsspecialisten Robopartner Welding Systems behövde ett kontrollerbart sätt att förvärma aluminiumrör före svetsning. Genom att integrera en ENRX Minac i sin robotsvetsningscell har företaget introducerat exakt, repeterbar induktionsförvärmning i en automatiserad svetsprocess.
När förvärmning blir en del av en automatiserad svetsprocess måste uppvärmningsmetoden vara lika precis och anpassningsbar som själva svetsningen. För Robopartner, en polsk leverantör av robotsvetsstationer, ledde detta till en ny lösning baserad på det mobila induktionsvärmesystemet Minac.
Robopartner designar och bygger RoboArc-serien av robotsvetsstationer för MIG/MAG, TIG och specialprocesser, i samarbete med partners som KUKA och Fronius. Företaget tog nyligen emot sin första Minac 6/10 SM Twin, som integreras i en robotsvetsstation för förvärmning av aluminiumrör före svetsning.
Aluminium kan vara utmanande att svetsa på grund av sin höga värmeledningsförmåga, vilket gör att värmen sprids snabbt bort från svetszonen. För tjocka aluminiumsektioner kan förvärmning krävas enligt svetsproceduren för att säkerställa att materialet når och bibehåller den temperatur som krävs för svetsprocessen. I denna applikation värmer systemet upp rören till cirka 120 °C innan svetsningen påbörjas. Ett Minac-system används också för att bibehålla den nödvändiga mellanstängstemperaturen under svetsningen.
Precision och säkerhet
”Vi behövde en värmekälla som vår robotcell kunde styra, och ENRX Minac passar perfekt”, säger teknisk chef Kacper Gnot på Robopartner.
Företaget hade tidigare testat flamuppvärmning som en möjlig lösning men fann att den inte var lämplig för integrering i en robotsvetsmiljö. En öppen låga är svårare att kontrollera och reproducera konsekvent från del till del. Det innebär också en öppen låga och gasförsörjning i en automatiserad produktionsmiljö, vilket skapar ytterligare säkerhets- och integreringsöverväganden.
Med Minac blir förvärmningen ett kontrollerat steg i den automatiserade sekvensen. Induktion genererar värme direkt i röret, utan öppen låga eller kontakt med arbetsstycket. Detta gör det betydligt enklare att integrera förvärmning i robotcellen och styra processen konsekvent.
Designad för automatisering
ENRX designar specifikt den kompakta Minac-enheten med automatiserade applikationer i åtanke. En viktig fördel är den handhållna transformatorn (HHT), som kan monteras på en robotarm, vilket gör att utrustningen kan integreras i automatiserade produktionslinjer. HHT:n är ansluten med flexibla, vattenkylda kablar och kan utrustas med olika spolkonstruktioner för att passa applikationen.
”Detta ger oss den flexibilitet vi behöver för att integrera värmeutrustningen i våra automatiserade celler”, förklarar Gnot. ”Resultatet är bättre på fyra fronter: snabbare cykeltid, bättre svetskvalitet, en säkrare cell och en process som är helt automatiserad.”
Kommunikationsmöjligheter var en annan viktig faktor. Minac stöder flera kommunikations- och kontrollalternativ, och Robopartner valde PROFINET för att kommunicera med robotcellens styrsystem. Detta gör att förvärmningen kan införlivas i den automatiserade sekvensen tillsammans med de andra operationerna.
KOMPAKT OCH FLEXIBEL: Utrymmet är begränsat i en robotcell, och den kompakta Minac är utformad för integration. Dess handhållna transformator är ansluten med flexibla kablar, vilket gör att värmehuvudet kan placeras exakt där det behövs.
ENRX försäljningschef Michał Wranik (t.v.) och teknisk chef Kacper Gnot från Robopartner.
Lokal support gör skillnad
Lokal support spelade också en roll i varför företaget valde induktionsutrustning från ENRX.
– ENRX Polen ligger ganska nära Robopartner, så vi kan erbjuda lokal service, säger försäljningschef Michał Wranik. Dessutom har vi polska programmerare på ENRX i Norge som kan stödja projektets integrations- och kommunikationsaspekter. Vi vet av erfarenhet att möjligheten att kunna lyfta luren och prata med ENRX på polska när de har en fråga är något som betyder mycket för kunderna. Språkbarriären ska aldrig bli ett hinder för projektet.
Ett första steg
Detta är den första Robopartner-applikationen som använder Minac, men det förväntas inte bli den sista. Företaget överväger redan tekniken för andra projekt.
Lösningen presenterades gemensamt av ENRX och Robopartner vid en nyligen genomförd Fronius-svetsmässa, där besökare visade stort intresse för möjligheten att kombinera robotsvetsning med automatisk, precis förvärmning.
– Besökarna blev positivt överraskade över att det är möjligt att bygga en sådan robotcell med automatisk och precis förvärmning, säger Wranik.
Projektet visar hur induktionsförvärmning kan integreras direkt i en automatiserad svetsprocess, vilket ger kontrollerad och repeterbar förvärmning utan de praktiska begränsningarna hos flamuppvärmning. För Robopartner är det också ett steg mot helt automatiserade svetsoperationer, där uppvärmning och temperaturkontroll ingår i samma produktionssekvens.
Varför krävs förvärmning vid svetsning av tjocka aluminiumsektioner?
Aluminium har hög värmeledningsförmåga, vilket innebär att det snabbt leder bort värme från svetszonen. Detta är särskilt utmanande vid svetsning av tjocka sektioner, som har en stor termisk massa och kan absorbera betydande mängder värme.
Beroende på legering, materialtjocklek och svetsprocedur kan förvärmning vara nödvändig för att få materialet till den angivna starttemperaturen och bidra till att bibehålla lämpliga förhållanden under hela svetsningen.
Förvärmning kan bidra till att:
- Kompensera för hög värmeledningsförmåga: Minska mängden värme som leds bort från svetszonen, vilket hjälper till att etablera de nödvändiga svetsförhållandena.
- Minska temperaturskillnader: Få komponenten närmare en enhetlig temperatur, vilket hjälper till att hantera termiska gradienter.
- Avlägsna ytlig fukt: Bidra till att eliminera fukt som annars skulle kunna bidra till väteorsakad porositet. Korrekt rengöring av ytan förblir väsentlig.
- Balansera värme över ojämna sektioner: Bidra till att kompensera för skillnader i termisk massa vid sammanfogning av komponenter med olika tjocklek.
Temperaturkontroll är viktigt
Aluminium får inte överhettas. Lämpliga förvärmnings- och mellansträngstemperaturer beror på legering, materialtjocklek och godkänd svetsprocedur. Överdriven uppvärmning kan permanent skada de mekaniska egenskaperna hos värmebehandlingsbara aluminiumlegeringar.
För Robopartner-applikationen är måltemperaturen för förvärmning cirka 120 °C, vilket uppnås på ungefär 70 sekunder. Minac-systemet bibehåller även den erforderliga mellansträngstemperaturen under svetsning.