Výzva – zváranie tenkých plechov v strojárstve

Spoločnosť Knoll má vedúce postavenie v oblasti technológií, kvality a povedomia o značke. Ekonomicky nezávislý švábsky rodinný podnik vytvára pridanú hodnotu pre všetky prevádzky, v ktorých sa obrábajú kovy: v automobilovom priemysle, v energetike a medicínskej technike, v strojárstve a výrobe zariadení, ako aj v leteckom priemysle.

Veľká hĺbka výroby

Sofistikované riešenia z Bad Saulgau optimalizujú výkon mnohých obrábacích strojov. Vyrábajú sa tu systémy na čistenie chladiacich mazív, dopravníky triesok a kovového odpadu a čerpadlá, ktoré šetria zdroje. Do výrobného programu patria tiež centrálne systémy, samostatné zariadenia spojené do jedného systému. Potrebné sú na plne automatickú prepravu triesok a chladiacich mazív do centrálnych zariadení na úpravu. Automatizované riešenia montážnych liniek a intralogistiky tvoria ďalší pilier spoločnosti Knoll. Príkladmi sú montážne dopravníky, transportné systémy bez vodiča alebo kobotické riešenia.

Joachim Riebsamen, vedúci výroby oddelenia hrubej montáže: „Ako poskytovateľ riešení ponúkame všetky požadované výkony z jednej ruky – od plánovania projektu, cez výrobu, až po uvedenie do prevádzky a servis. Veríme, že dobré vzťahy so zákazníkmi sú založené na transparentnosti a dôvere. Preto sa nespoliehame len na webovú stránku, brožúry a obchodné rokovania. Na našom obrábacom pracovisku sa potenciálni zákazníci môžu sami v reálnej výrobe presvedčiť o výhodách našich výrobkov.“

Vzhľadom na veľkú hĺbku výroby v spoločnosti Knoll zostáva väčšina pridanej hodnoty v podniku. V rovnakej miere hospodárnosti a trvalej udržateľnosti spoločnosť výrazne znižuje nároky na logistiku a všetky súvisiace emisie CO2.

Výzva v oblasti zvárania tenkých plechov

Nie všetko sa v Bad Saulgau vyrába sériovo. Mnohé konštrukčné diely sa v takzvanej hrubej montáži zvárajú ručne. Používajú sa pri tom plechy s rôznou hrúbkou – až do veľkosti 25 mm. Pre zariadenia na čistenie chladiacich mazív a dopravníky používajú odborníci v Knoll predovšetkým oceľ S355, ktorá sa spája s ochranným plynom M21 (82 % Ar/18 % CO2) a prídavným materiálom SG3 (G4Si1). Ako základ pre nastavenie parametrov slúži interná WPS (Welding Procedure Specification).

„Jednou z najväčších technických výziev v oblasti zvárania je spracovanie tenkých plechov,“ vysvetľuje Holger Kleck, majster na úseku zváracej techniky. „Naše konštrukčné diely majú väčšinou hrúbku materiálu 1 – 6 mm a relatívne rýchlo sa deformujú. Preto musíme zvárať s malým vnášaním tepla a s nízkou mierou deformácií. Často vyrábame pohľadové diely, ktoré vyžadujú nielen metalurgicky perfektné, ale aj opticky pekné zvary. Vtedy chceme bezpodmienečne vylúčiť nehospodárne dodatočné obrábanie. Preto sa požaduje maximálne bezrozstrekové zváranie s nízkym nárastom zvarového spoja. Na všetky tieto požiadavky má pre nás najlepšiu odpoveď zváracie zariadenie od spoločnosti Fronius TPS 320i.“

Na spájanie tenkých plechov používajú experti v spoločnosti Knoll pulzné zváranie. Vyznačuje sa nízkou tvorbou rozstrekov a nízkou deformáciou materiálu. Inteligentná funkcia pulzného synergického zvárania MIG/MAG Pulse Synergic zváračky TPS 320i umožňuje odborníkom v spoločnosti Knoll používať proces pulzného elektrického oblúka s riadeným prechodom materiálu. Vo fáze základného prúdu sa pri tom prívod energie znižuje natoľko, aby elektrický oblúk ešte stabilne horel a predhrieval povrch zvarenca. Fáza pulzného prúdu zaisťuje presne dávkovaný prúdový impulz pre cielené uvoľňovanie kvapiek. Obidve fázy umožňujú presné zváranie s nízkou tvorbou rozstrekov v celom rozsahu výkonu. Nežiaduce skraty so súčasnou explóziou kvapiek a nekontrolovanými rozstrekmi pri zváraní sú prakticky vylúčené. Aj zapaľovanie SFI (Spatter-free Ignition) pomáha zabraňovať neželaným rozstrekom.

„Pri pulznom zváraní s TPS 320i ostáva elektrický oblúk aj pri nízkej intenzite prúdu veľmi stabilný,“ dopĺňa Kleck. „Ak potrebujeme šupinatý zvar, máme k dispozícii funkciu SynchroPuls, pričom zvárací výkon sa cyklicky mení medzi dvomi pracovnými bodmi. Celkove sa nám vďaka dlhodobej spolupráci so spoločnosťou Fronius podarilo výrazne optimalizovať naše zváracie procesy. Aj v budúcnosti sa budeme spoliehať na túto rakúsku spoločnosť. Zváracie zariadenia sú moderné a ich údržba je jednoduchá. Ak potrebujeme pomoc, nemusíme dlho čakať.“

TPS 320i – zváračka, ktorá hovorí jasnou rečou

Viac ako 70 pracovísk ručného zvárania v spoločnosti Knoll je vybavených touto modernou zváračkou. Vyznačuje sa jednoduchou obsluhou s personalizovaným 7 palcovým dotykovým displejom, stabilizátormi závaru a dĺžky elektrického oblúka, ako aj rozšíriteľnosťou o špecifické softvérové balíky, takzvané Welding Package. Príkladom sú napr. LSC (Low Spatter Control), PMC (Pulse Multi Control) alebo CMT (Cold Metal Transfer). Zvárači sa môžu prihlásiť pomocou svojej vlastnej NFC karty a vstupovať do svojich osobných oprávnení a nastavení.

Navigácia v menu je dostupná vo viac ako 30 jazykoch. Vzhľadom na to, že z dôvodu rastúceho nedostatku kvalifikovaných pracovníkov v Nemecku spoločnosť Knoll zamestnáva stále viac zváračov z rôznych krajín, sú „zváračky s rodným jazykom“ mimoriadne užitočné. Displej zváračky je nielen viacjazyčný, ale hovorí dokonca aj nekódovaným textom. Detailné opisy a grafické animácie vedú zváračov krok za krokom, napríklad pri kompenzácii odporu.

Na manuálne vykonávané zváracie úlohy sa vynikajúco hodí variant TPS 320i s integrovaným podávačom drôtu. Obzvlášť jednoduché navliekanie drôtu len niekoľkými pohybmi ruky je veľkou výhodou a uľahčuje zváračom každodenný život.

Prehľad o všetkých parametroch

Zváračka sa ovláda centrálnym otočno-stláčacím regulátorom v kombinácii s dotykovým displejom. Zvlášť praktická je možnosť rýchlej zmeny (Quick Change) charakteristík, procesov a funkcií. Po ťuknutí na príslušné zobrazenie v stavovom riadku sa dá okamžite získať prístup k dostupným parametrom.

Na centrálnom displeji TPS 320i majú odborníci pred očami všetky relevantné riadiace veličiny a dokážu si ich postupne upravovať. Inovatívne animácie pomáhajú kvalifikovaným zváračom pri zadávaní parametrov. Na grafickom znázornení možno vidieť, ako sa rozmery synchrónne menia s korekciami dĺžky elektrického oblúka podľa toho, či je zadaná plusová alebo mínusová korekcia. Umožňuje to takzvaná funkcia Synergic, ktorá automaticky rozpozná, aký vplyv majú nastavenia a korekcie na iné používané parametre.

Easy Job a aplikácia WeldConnect

Zariadenie bezchybne reaguje aj vtedy, ak obsluha prebieha v zváračských rukaviciach. Stále sa opakujúce kombinácie parametrov pre určité úlohy sa dajú personalizovane ukladať jediným stlačením tlačidla ako Easy Joby. Pri zváraní oceľového plechu s hrúbkou 3 mm sa napríklad používa Job 1. Pri zváraní chróm-niklového plechu s hrúbkou 5 mm, Job 2. Pri použití zváracieho horáka JobMaster sa tieto joby dajú vyvolať priamo na zváracom horáku. Na nastavenie predvolených hodnôt zvárania je nápomocná praktická aplikácia Fronius WeldConnect pre Android a iPhone. Po naskenovaní základného materiálu, prídavného materiálu a ochranného plynu pomocou QR kódu a po zadaní druhu zvaru, hrúbky materiálu, zváracieho procesu a zváracej polohy do mobilného telefónu môže zvárač pomocou NFC (Near-field Communication) prenášať vypočítané hodnoty do TPS 320i alebo do mobilného telefónu iného pracovníka, ktorý ich následne prenesie do svojej zváračky.

Robotické aplikácie robia zváranie atraktívnym – aj v spoločnosti Knoll

Zváranie nemá práve ten najlepší imidž. Mnoho ľudí si túto profesiu spája s hlukom, škodlivým dymom zo zvárania a jednotvárnosťou. Toto povolanie je pri tom mimoriadne náročné, a to hlavne vtedy, keď do hry vstupujú roboty. Vtedy sa okrem zváračských znalostí v oblasti elektrotechniky a metalurgie požadujú aj znalosti v oblasti programovania. Zvárači, ktorí vedia, ako sa robot programuje, sú vždy žiadaní a dobre platení.

Mnoho spoločností, medzi nimi aj Knoll, vypracovávajú v súčasnosti svoje programy zvárania offline, t. j. mimo robotického zváracieho systému na PC alebo na laptope. Tak sa minimalizujú nielen časy prestojov, veľká výhoda spočíva aj v simuláciách zvárania na digitálnom dvojčati: Softvér rozpoznáva limity osí a vypočítava štartovacie body, koncové polohy, dráhy rozbehu a samostatne nastavuje programovacie body. Vizualizujú sa rušivé kontúry a včas sa korigujú nastavenia zváracieho horáka – ešte pred zvarením prvého spoja.

Medzičasom sa aj v spoločnosti Knoll začal používať kobotický systém. Jeho obsluha je jednoduchá, klasické znalosti programovania sa nevyžadujú. Pri vytváraní dráhy zvárania je potrebné pohybovať zváracím horákom bod po bode pozdĺž línie spájania a jeden po druhom ich ukladať. Softvér automaticky vypočíta dráhu a postup zvárania a údaje sú natrvalo k dispozícii pre ďalšie joby. Zariadenie v spoločnosti Knoll disponuje technológiou CMT. Známy „studený“ zvárací proces MIG/MAG spoločnosti Fronius sa vďaka svojmu extrémne stabilnému elektrickému oblúku, v spojení so zníženým vnášaním tepla a nízkou tvorbou rozstrekov, používa v súčasnosti po celom svete: vo výrobe zariadení, strojov, automobilov, výstavbe elektrární, v leteckom a potravinárskom priemysle a v zdravotníckej technike. Predovšetkým pri zváraní tenkých plechov má bezkonkurenčné výhody.

„Obsluha kobotov je intuitívna a má určitý faktor zábavy. To sa prejavuje hlavne pri mladých zváračoch. Páči sa im zvárať s kobotom, pretože je to jednoduché asi ako obsluha smartfónu. Každý, kto je zvyknutý používať takéto zariadenie, sa dokáže v priebehu pár hodín naučiť používať kobota. Ak je uzavretý v kryte a vybavený systémom na odsávanie dymu zo zvárania, zvárači sú chránení pred nezdravým dymom zo zvárania,“ hovorí Kleck ako zástanca kobotov.

Orientácia na kvalitu – ale so srdcom

V typicky švábskom štýle záleží obom konateľom Matthiasovi a Jürgenovi Knollovcom nielen na spoločenskom rozvoji mesta Bad Saulgau, ktoré štedro sponzorsky podporujú, ale aj na precíznosti – a to aj pri zváraní. Na to potrebujú kvalifikovaných pracovníkov, ktorí rešpektujú štandardy spoločnosti. S týmto vedomím chápe spoločnosť Knoll svoj úspech predovšetkým ako výsledok úsilia mnohých schopných pracovníkov, ktorí pre ňu pracujú. Zisk slúži na rozvoj závodu a reinvestuje sa do spoločnosti. V spoločnosti Knoll sa uvažuje predvídavo na generácie dopredu, nepozerá sa len na štvrťročné čísla. Z toho profituje región aj zamestnanci.

Zdravie a bezpečnosť sú prvoradé

Zdraví zamestnanci nie sú samozrejmosťou – rovnako ako tí zanietení. Keďže jedno súvisí s druhým, spoločnosť Knoll sa zameriava na ergonomické pracoviská a čo najlepšie možné osobné ochranné pracovné prostriedky. Všetky zváracie stoly sú výškovo nastaviteľné, dlhodobým štandardom sú zváracie kukly so stmievaním a s prívodom čerstvého vzduchu. Okrem toho sa vzduch v priestore obnovuje štyrikrát za hodinu.

„Ergonómia na pracovisku je dôležitá téma,“ vysvetľuje Riebsamen. „Nielen zo zdravotného, ale aj z ekonomického hľadiska. Nekomplikovaná, individuálna obsluha, krátke trasy medzi konštrukčným dielom a zváračkou – to všetko pôsobí motivujúco, šetrí vzácny čas a zvyšuje produktivitu zváračov.“

Samozrejme aj bezpečnosť a kvalita konštrukčného dielu hrajú rozhodujúcu úlohu. Experti v spoločnosti Knoll používajú preto rôzne metódy kontroly, ako je penetračná skúška farebnej indikácie (PT – Penetration Testing) na kontrolu každého jedného konštrukčného dielu. Ide o rýchlu a efektívnu metódu, vďaka ktorej sú viditeľné povrchové trhliny a defekty, ako sú póry. Vhodná je aj pre komplexné geometrie, dá sa realizovať na zvarencoch všetkých veľkostí. Prostredníctvom PT sa dajú identifikovať aj malé chyby, ktoré nie sú voľným okom viditeľné a zvárač ich môže odstrániť.

Počas penetračnej skúšky sa na povrch kontrolovaného zvarenca nanáša fluoreskujúca farba. Tá vniká do prítomných trhlín, pórov a defektov. Následne sa osvetlí špeciálnym osvetľujúcim prostriedkom alebo nastrieka vývojkou. Vďaka fluoreskujúcej farbe sú prípadné chyby pre kontrolórov okamžite viditeľné.

Podľa svojho kréda „it works“ dodáva spoločnosť Knoll Maschinenbau GmbH svojim zákazníkom bezchybne fungujúce, spoľahlivé zariadenia a systémy.