NRC Industries setzt großen Wert auf die Schweißautomatisierung

Für NRC Industries war es schwierig, einen Weg zur Automatisierung von Schweißvorgängen zu finden. Normalerweise findet ein Unternehmen ein paar kleine Baugruppen, um eine kleine Schweißzelle zu betreiben und auf dieser Expertise aufzubauen. Doch NRC machte sofort einen großen Schritt und automatisierte das Schweißen seiner Autotransporterdecks. Bilder: NRC Industries

NRC Industries konzentriert sich seit der Gründung durch Norbert Pigeon im Jahr 1975 auf die kontinuierliche Verbesserung seiner Abläufe und Produkte. Damals bot Pigeon allgemeine Schweißarbeiten sowie Reparaturdienste für Landmaschinen an, bis ein Verwandter sich nach einer kleinen Sonderanfertigung eines Abschleppwagens erkundigte gemacht. Im Laufe eines Jahrzehnts konzentrierte sich Pigeon auf die Zukunft hydraulischer Maschinen, insbesondere Abschleppwagen, und entwickelte sein erstes Patent für ein hydraulisches Unterhubsystem, das das Abschleppen von Autos viel einfacher und sicherer machen sollte. Diese Innovation hat dazu beigetragen, dass Pigeon den Ehrgeiz geweckt hat, eine Reihe von Abschlepp- und Bergungsgeräten zu entwickeln.

Das Unternehmen beschäftigt mittlerweile mehr als 160 Mitarbeiter auf einer Fläche von 14.000 m². Anlage in Saint-Paul-d'Abbotsford, Que., und eine Erweiterungsanlage ist in Arbeit. Das Unternehmen verfügt über drei Hauptlinien von LKW-Abschlepp- und Bergungsgeräten, die jedoch mit der Option auf verschiedene Produktkonfigurationen ausgestattet sind und nach Kundenspezifikationen gefertigt werden.

NRC steht heute vor der gleichen Herausforderung wie jeder Betrieb: das Produktionsniveau aufrechtzuerhalten, aber kein neues Personal zu finden. Durch die Investition in neuere Abkantpressentechnologie (einschließlich einer LVD-Werkzeugzelle) ist es dem Unternehmen in den letzten Jahren gelungen, mit weniger mehr zu erreichen. Es blieb jedoch schwierig, einen Weg zur Automatisierung von Schweißvorgängen zu finden. Schließlich handelt es sich bei den Produkten um große, auf Lastkraftwagen montierte Hilfsrahmen und Aufbauten, und es gibt keine niedrig hängenden Früchte in Form kleiner Baugruppen, mit denen das Unternehmen seine Reise zur Schweißautomatisierung beginnen könnte. Normalerweise gehen Unternehmen diesen Weg ein: Finden Sie ein paar kleine Baugruppen, die in eine kleine Schweißzelle passen, und bauen Sie nach und nach auf dem erworbenen Fachwissen auf, um den Fluss dieser Teile zu perfektionieren.

Stattdessen wurde das Unternehmen groß.

„Dieses Projekt lag viele Jahre in der Luft“, bemerkte Normand Caron, technischer Leiter des Unternehmens. „Sowohl der Gründer Norbert Pigeon als auch sein Sohn Sylvain sind stets daran interessiert, in Geräte zu investieren, die zur Verbesserung des Unternehmens beitragen. Sie wussten, dass Roboterschweißen für NRC wertvoll sein würde. Der eigentliche Anstoß kam jedoch vom Arbeitskräftemangel, den wir erlebten. Es hat diesem Projekt Priorität eingeräumt.“

Quebec beherbergt in der gesamten Provinz eine Reihe von Technologietransferzentren an CEGEPs. NRC hat mit einem dieser Unternehmen zusammengearbeitet, um herauszufinden, wie man einige seiner Schweißprozesse am besten automatisieren kann. Beteiligt war auch der National Research Council Canada (CNRC), der über einen Service verfügt, der Unternehmen dabei hilft, die besten Projekte für fortgeschrittene Automatisierung zu finden.

Das Unternehmen beschloss, das Schweißen seiner Autotransportdecks zu automatisieren, von denen es etwa 500 pro Jahr produziert.

„Für uns ist das ein Großserienprodukt“, sagte Caron. „Am Anfang war es ein großes Projekt, das wir in Angriff nehmen mussten, aber wir waren zuversichtlich, dass es richtig gemacht werden würde und uns das nötige Preis-Leistungs-Verhältnis bieten würde.“

Die Schweißzelle verfügt über eine Servoschiene, die entlang ihrer 83 Fuß langen Strecke zwei auf Säulen montierte Roboter umfasst. Länge, um alle Schweißnähte, sowohl oben als auch unten, des Autotransporterdecks zu bewältigen. Der Aufbau umfasst zwei rotierende Balken, einen für jeden Roboter.

Natürlich gab es viele Herausforderungen, damit dies funktionierte und gleichzeitig den Unternehmensstandards entsprach.

Die Schweißzelle verfügt über eine Servoschiene, die entlang ihrer 83 Fuß langen Strecke zwei auf Säulen montierte Roboter umfasst. Länge, um alle Schweißnähte, sowohl oben als auch unten, des Autotransporterdecks zu bewältigen.

„Für NRC ist es sehr wichtig, unseren Kunden maßgeschneiderte, konfigurierbare Produkte anzubieten“, sagte Caron. „Das bedeutet jedoch, dass sich in der Produktion jeder Träger geringfügig vom anderen unterscheidet. Also mussten wir einen Weg finden, dies in Massenproduktion herzustellen, mit geringfügigen Unterschieden in jeder Konstruktion.“

Der Vorteil, den NRC gegenüber einigen Unternehmen hat, ist seine starke technische Abteilung, die bereits viel fortgeschrittene Arbeit in ihre Software gesteckt hat, um Parameter zu erstellen, die diese Konfigurierbarkeit in der Software ermöglichen.

„Alle Zeichnungen werden automatisch erstellt, Produktionsrechnungen werden automatisch erstellt, also sind wir noch einen Schritt weiter gegangen, um den Roboterschweißer offline programmieren zu können“, sagte Caron. „Da wir bereits alle Zeichnungen zum Export in das Schweißprogramm haben, funktioniert das sehr gut.“ KBEWorks ist die in Quebec entwickelte Suite von Softwaretools, die das Unternehmen für seine Designautomatisierung, Entwurfserstellung, Angebotserstellung und Produktverwaltung verwendet. Es verwendet Delfoi für die Offline-Programmierung des Roboterschweißens.

Das Unternehmen entschied sich für Yaskawa Motoman für seine Roboter, insbesondere für zwei schlanke 6-Achsen-Lichtbogenschweißroboter AR2010 mit großer Reichweite. Die Roboter können eine Nutzlast von 12 kg bewältigen, haben eine horizontale Reichweite von 2.010 mm und eine vertikale Reichweite von 3.649 mm. Der Arm ist so konzipiert, dass Teile an engen Stellen leicht zugänglich sind, und das schlanke Roboterprofil ermöglicht eine nahe Roboterplatzierung für Schweißzellen mit hoher Dichte.

Aber wie bei jeder Entscheidung dieser Art ging es sowohl um Beziehungen als auch um die Technologie.

„Sylvain kannte andere Installationen, die sie verwendeten, und sah, wie gut sie funktionierten und welche Qualität sie boten“, sagte Caron. „Außerdem war der Vertreter vor Ort, Wayne Spooner, sehr hilfsbereit und beantwortete alle Fragen, die wir hatten. Wir haben uns auch direkt an Yaskawa in Kanada gewandt und nicht an einen Integrator. Sie haben unsere Entwicklung wirklich unterstützt. Wir haben hier unsere eigenen Vorrichtungen und Werkzeuge gebaut und sie haben uns dabei wirklich unterstützt. Und da es sich um Yaskawa Kanada handelte, war es einfacher, Teile und Materialien zu beschaffen, obwohl die Installation aufgrund von COVID auf Eis gelegt wurde, da wir nicht auf Geräte aus den USA oder Übersee angewiesen waren.“

Die Installation des Systems begann im Sommer 2021, etwa zu den Bauferien, und dauerte mehrere Monate.

„Da wir alles offline programmieren wollen, mussten wir alles vom virtuellen System bis zum realen Leben kalibrieren. Das hat ein paar Monate gedauert“, sagte Caron. „Dann musste auch noch die Einstellung der Schweißparameter erledigt werden. Nach den Weihnachtsferien haben wir begonnen, bestimmte Modelle in Betrieb zu nehmen, die wir regelmäßig ohne Änderungen herstellen. Zu diesem Zeitpunkt hatten wir diese Standardprodukte validiert und konnten sie ausführen. Dann begannen wir mit der Programmierung für andere Modelle. Seit Juni dieses Jahres verwalten wir diese durch automatisierte Offline-Programmierung. Unser Wissen ist mit der Hilfe von Yaskawa gewachsen.“

Zu den Problemen, mit denen NRC sich während des Prozesses befassen musste, gehörte die Sicherstellung, dass es an keiner der Schweißnähte zu einem Rückbrand kam und dass die Größe der Schweißnähte für das verwendete Material geeignet war. Die Schweiß- und Ingenieurteams arbeiteten während des gesamten Prozesses eng zusammen, um sicherzustellen, dass alles genau richtig eingestellt war.

„Das Team bei NRC ist wie eine Familie. Als wir diese Investition getätigt haben, war allen klar, warum sie für die Zukunft des Unternehmens und die Sicherung aller Arbeitsplätze für die kommenden Jahre wichtig ist“, sagte Caron. „Die Zustimmung des Teams war von Anfang an hervorragend.“

Das Unternehmen entschied sich für Yaskawa Motoman für seine Roboter, insbesondere für zwei schlanke 6-Achsen-Lichtbogenschweißroboter AR2010 mit großer Reichweite. Die Roboter können eine Nutzlast von 12 kg bewältigen, haben eine horizontale Reichweite von 2.010 mm und eine vertikale Reichweite von 3.649 mm.

Das Unternehmen stellte außerdem jemanden ein, der dafür sorgen sollte, dass die Sicherheit des Aufbaus so war, wie sie sein musste.

„Dazu gehörte insbesondere die Sicherstellung, dass jede Baugruppe richtig geklemmt wurde, damit sie sicher gedreht werden konnte“, sagte Caron.

Caron sagt, es sei noch zu früh, um eine Zahl zu nennen, wie viel Zeit durch die Robotermontage eingespart wird, aber er konnte bestätigen, dass die Werkstatt bereits produziert, nachdem die Schweißer des Teams die Baugruppe an Ort und Stelle befestigt und dann am Roboter installiert haben mehr mit dem gleichen Team wie vor der Installation der Roboterschweißzelle.

„Wir schweißen jetzt 60 Prozent der Produktion am Roboter“, sagte Caron. „Irgendwann werden wir 90 Prozent des Roboters erreichen können. Ich halte es für wahrscheinlich, dass wir durch den Einsatz des Roboters unsere Produktion verdoppeln können.“

Außerdem wurde eine Arbeitsumgebung geschaffen, die das Schweißteam körperlich weniger belastet.

„Sie haben diese langen Nähte geschweißt, was eine körperliche Belastung sein kann“, sagte Caron. „Jetzt müssen sie diese Teile nur noch heften und das Ingenieurteam dabei unterstützen, sicherzustellen, dass unsere Parameter für die vorgenommene Programmierung korrekt sind.“

Caron sieht in dieser Schweißzelle große Vorteile, nicht nur für die Produktionseffizienz, sondern auch für das öffentliche Image des Unternehmens.

„Investitionen wie diese machen das Unternehmen zu einem attraktiven Standort für Arbeitssuchende“, sagte er. „Die Leute können sehen, dass wir in die Zukunft investieren. Und dies wird sicherlich nicht unsere letzte Investition in solche Technologien sein. Wir hoffen, dass wir unseren Wachstumskurs fortsetzen können, indem wir in neue Technologien investieren und die richtigen neuen Talente anziehen.“

Herausgeber Robert Colman ist unter [email protected] erreichbar.

NRC Industries, www.nrc-industries.com

Yaskawa Motoman, www.motoman.com