A MONFALCONE REGNA L’AUTOMAZIONE

by Redazione 0

p>Kranendonk è una società olandese specializzata nella produzione di sistemi integrati robotizzati. Per Fincantieri ha messo a punto una linea per la saldatura dei pannelli delle navi.

Automatic selection of weld parameters for predefined weld situations recognized in CAD-modelKranendonk Production Systems BV, è una società olandese specializzata nell’integrazione di sistemi robotizzati. Con una esperienza mondiale n questo settore, Kranendonk è stata chiamata in tempi recenti a fornire una intera linea di saldatura per pannelli navali alla Fincantieri di Monfalcone. Fincantieri, lo ricordiamo, è una realtà di livello mondiale nel settore della cantieristica navale e in particolare nella produzione di navi da crociera. La linea fornita da Kranendonk è un sistema di produzione autonomo composto da due portali, ognuno con quattro robot sospesi ed equipaggiati con le più recenti tecnologie digitali di saldatura.

Saldatura: costi contenuti con la robotica

Nel corso degli anni, la costruzione navale si è gradualmente trasformata da alta intensità di manodopera in una industria guidata da un livello tecnologico a dir poco elevatissimo. Questo per la ottimizzazione dei costi e dei tempi di realizzazione delle navi. Infatti la richiesta di alta qualità nel mercato mondiale, ha spinto i cantieri navali a meccanizzare e automatizzare sempre più i processi di produzione. Tempi di consegna più brevi, inoltre hanno generato la necessità di pre-allestimento di segmenti scafo. Tutto ciò trova una prima risposta in fase di progettazione dove l’avvento dei sistemi CAD 3D è praticamente assoluto.
Attualmente il processo produttivo è suddiviso in due grandi aree: la prima parte del processo di produzione dell’acciaio (marcatura, taglio, pannelli bidimensionali) è già abbastanza bene automatizzato. Al contrario i pannelli 3D e i principali blocchi di montaggio sono molto difficili da automatizzare o robotizzare. La natura di tali operazioni, che sono spesso eseguite in luoghi inaccessibili, rende efficiente e conveniente anche la ricerca, l’individuazione e lo sviluppo di sistemi di automazione difficile. Per superare questi problemi e aumentare l’efficienza produttiva, Kranendonk ha sviluppato sistemi di saldatura robotizzata dotati di software di programmazione speciale. Così da ottenere il risparmio di tempo più alto possibile. Inoltre con l’integrazione di un’interfaccia diretta tra il sistema CAD e il sistema di automazione della produzione, si è ottenuto un ulteriore miglioramento delle performance dell’impianto. Questa interfaccia, infatti, rende possibile e molto redditizia una parte consistente della produzione.
Fincantieri Monfalcone è leader mondiale nella costruzione di navi da crociera. Queen Elizabeth – una delle navi più avanzate a vela gli oceani è uscita

da questi cantieri e riteniamo non sia affatto un caso. Seguendo e migliorando l’esperienza fatta con la ‘Queen Victoria’, costruita a Marghera nel 2007, la ‘Queen Elizabeth’ – non a caso definita da molti la nave dell’anno – è la prima nave da crociera costruita dal cantiere di Monfalcone per la Cunard Line, e la seconda ‘regina’ ad essere consegnate da Fincantieri al marchio iconico britannico. Dal 1990, Fincantieri ha realizzato 51 navi da crociera di cui 47 erano per i sei marchi principali del Gruppo Carnival. Altre 12 navi saranno completate nei cantieri di Fincantieri entro la fine di quest’anno 2012.
L’acquisto, nel 2000, e la fornitura di una linea di profilo di taglio, ha portato Fincantieri Monfalcone ad avviare contatti con Kranendonk per individuare insieme il modo migliore per automatizzare l’impianto e così diventare il suo partner di automazione. Realizzando un sistema di attrezzature per il taglio profili caratterizzato da maggiore produttività ed efficienza. Il sistema di produzione completa il ciclo in una sola operazione, garantendo qualità costante. Integrando varie applicazioni quali il trasporto o il buffering dei profili, la linea di taglio profilo diventa più veloce e flessibile.

kranendonkIl sistema
La linea di saldatura robotizzata pannello è un sistema autonomo di produzione per la fabbricazione di pannelli. Combinando hardware e software, Kranendonk ha realizzato un sistema costituito da due portali singoli che possono essere programmate da un solo operatore.
La saldatura automatica di sovrastrutture esige la massima qualità di hardware e software, e la capacità del fornitore di integrare il sistema, in ambiente di produzione del cliente. La cosa più importante, è l’integrazione e il controllo del movimento del robot a portale e posizionamento.
Un robot standard facilita la saldatura robotizzata di formati prodotti estremi come le sezioni del pannello di navi da crociera (per esempio: 35 x 16,5 m). Tutti gli assi del robot esterni ed interni sono integrati in un’unica unità, facendo in modo che il sistema possa operare quindi così come un robot coordinato. Le prestazioni e la stabilità di movimento del cavalletto, assicura il controllo totale del sistema tutte le posizioni di saldatura.
I due portali di saldatura sono dotati di quattro robot sospesi ciascuno, con le più moderne apparecchiature di saldatura fornite da Esab, in base alla sorgente di alimentazione AristoMig 5000iw. Il ciclo di lavoro, è stato progettato appositamente per la saldatura pesante per una quota di tempo che è circa del 60%.
Il controllo del computer con tecnologia inverter, fornisce una arco breve molto pulito e praticamente esente da spruzzi, anche a velocità elevate di saldatura. Oltre che di un arco pulsato molto stabile.
kranenIl RoboFeed Esab viene utilizzato per garantire che il fissaggio del sistema di alimentazione del filo non limiti l’area di lavoro, e che i movimenti del robot non disturbino il processo di saldatura. Per consentire la gamma di lavoro per il primo e secondo asse, tutti i cavi sono nascosti in un sistema portacavi e l’unità di alimentazione del filo è montato sul robot. Questo assicura una distanza molto bassa tra l’unità filo e torcia di saldatura: un parametro essenziale per l’alimentazione costante del filo.
I robot utilizzati sono ABB IRB 2400L dedicati alla saldatura ad arco efficiente, con una portata di 1,8 m e 7 kg di capacità di carico. Per superare l’inesattezza della saldatura a punti, diversi sistemi di sensori sono utilizzati. L’inizio di una saldatura si trova da rilevamento di tocco con la coppa. Monitoraggio saldatura si ottiene through-the-arc-sensing, in base al quale vengono compensate tolleranze del sistema di prodotto e di robot. Il risultato è una maggiore velocità di produzione, riduzione dei tempi di consegna, alta stabilità, l’integrazione di assi esterni e lunghi intervalli tra la manutenzione.
A seconda del livello di automazione applicazione, e del numero dei robot di saldatura utilizzati, possono essere utilizzati vari metodi di programmazione per controllare il sistema. Due metodi sviluppati da Kranendonk sono ARAC e Rinas.

untitledRinasWeld lavoro di preparazione del software di sistema
L’ultimo sviluppo nella programmazione offline è modello di programmazione basato su RinasWeld. È un sistema che genera automaticamente i programmi dei robot per la saldatura automatica di pannelli delle navi o di sezioni di blocco. L’obiettivo principale di questo pacchetto è quello di creare e mantenere un modello combinato con il controllo completo sopra l’area di lavoro 3D e gli oggetti all’interno di questo spazio. In pratica, ciò significa che per il software RinasWeld non è richiesto nessun programmatore. Il sistema riconosce automaticamente la corretta posizione di saldatura predefinita e calcola il percorso corretto del robot. Il software seleziona automaticamente il processo di informazioni predeterminate per ogni situazione desiderata. È anche possibile accumulare l’esperienza dell’utente del processo di saldatura specifico.
Poiché la deformazione del pannello per apporto di calore è un problema critico, il modo in cui la sequenza di saldatura è creata deve essere progettato con attenzione per determinare la corretta strategia di saldatura. RinasWeld è ideale in questa situazione, grazie all’integrazione di software basati su modelli fisici indipendenti e di specifici sistemi CAD, ma in grado di importare diversi tipi e livelli di dati CAD.

Interfaccia operatore in linea
I sistemi di produzione Kranendonk vengono forniti con una completa interfaccia operatore grafica. La struttura del menu a pulsanti dell’interfaccia operatore ARAC guida in modo automatico e intuitivo l’operatore per il comando corretto per eseguire un determinato compito. Azioni come il controllo del robot manuale per il servizio, i parametri di regolazione o di controllo in tempo reale del processo, sono chiaramente dimostrato dalle immagini e icone sviluppate dalla stessa Kranendonk.
L’interfaccia operatore grafica è facilmente comprensibile in modo che i nuovi operatori hanno familiarità con il sistema di produzione in pochi giorni e senza barriere linguistiche. L’interfaccia operatore può essere regolato in qualsiasi momento se si verificano particolari esigenze dei clienti.

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