ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

(1)

Fakulta strojní

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

2011 Stanislav Kuchta

(2)

Fakulta strojní Katedra obrábění a montáže

Studijní program: B 2341 Strojírenství

Studijní obor: 3911R018 Materiály a technologie

Navýšení kapacity výrobního svařovacího zařízení pro výrobu dílu POSTRANICE VNĚJŠÍ ÚPLNÁ

pro model Škoda Yeti ve společnosti Škoda Auto a.s.

Production capacity increase of the part SIDEPANEL OUTER COMPLETE

for the model „Škoda Yeti“ in the Škoda Auto a.s. Company

KOM – 1158

Stanislav Kuchta

Vedoucí práce: Ing. Jan Frinta, CSc. - KOM

Konzultant: Ing. Petr Hynek - Plánování svařovny VPF2, Škoda Auto a.s.

Počet stran: 59 Počet příloh: 10 Počet obrázků: 44 Počet tabulek: 7

Datum 22.12.2011

(3)

Fakulta strojní

___________________________________________________________________________________

Katedra obrábění a montáže Studijní rok: 2011/2012

ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

Jméno a příjmení : Stanislav K U CH T A Studijní program : B 2341 Strojírenství

Obor : 3911R018 Materiály a technologie

Zaměření : Obrábění a montáž

Ve smyslu zákona č. 111/1998 Sb. o vysokých školách se Vám určuje diplomová práce na téma:

Zásady pro vypracování:

(uveďte hlavní cíle Bakalářské práce doporučené metody pro vypracování)

1. Představení současného výrobního zařízení a daného záměru.

2. Analýza současného stavu výrobního zařízení.

3. Zhodnocení výsledku analýzy a navržení řešení ke splnění zadaného úkolu.

4. Návrh a zpracování technického řešení úkolu.

5. Ekonomické zhodnocení zrealizovaného řešení.

6. Shrnutí a zhodnocení dosažených výsledků a vyvození závěrů.

V Liberci, dne 27. 10. 2011

Platnost zadání diplomové práce je 15 měsíců od výše uvedeného data (v uvedené lhůtě je třeba podat přihlášku ke SZZ).

Termíny odevzdání diplomové práce jsou určeny pro každý studijní rok a jsou uvedeny v harmonogramu výuky.

(4)

ANOTACE:

Tato bakalářská práce se zabývá navýšením výrobní kapacity svařovací linky pro výrobu dílu postranice (bočnice) vnější pro levou a pravou stranu karoserie Škoda Yeti. Model Škoda Yeti se vyrábí v závodě Škoda Kvasiny a z důvodu velké poptávky po tomto typu vznikl požadavek vedení firmy zvýšit celkovou produkci tohoto vozu.

Výroba postranice vnější probíhá na automatické svařovací lince osazené manipulačními a svařovacími roboty. Pro tvorbu konceptu bylo využito nejnovějších progresivních metod, které jsou používány v automobilovém průmyslu.

Production capacity increase of the part SIDEPANEL OUTER COMPLETE

for the model „Škoda Yeti“ in the Škoda Auto a.s. Company ANNOTATION:

This bachelor work is dealing with increase of production capacity of the welding line for the part „Sidepanel outer complete“ for the left and right body-side of

„ Škoda Yeti“. The model „Škoda Yeti“ is produced in the plant Škoda Kvasiny. The great market demand caused increasing of total production of this car. The production is done in the automatic welding line with manipulation and welding robots. For this concept are used the latest progressive methods in automotive industry.

Klíčová slova: NAVÝŠENÍ KAPACITY, SVAŘOVACÍ LINKA, TAKT, ČASOVÁ ANALÝZA

Keywords: PRODUKCTION CAPACITY INCREASE, WELDING LINE, OPERATING TIME, TIME ANALYSIS

Zpracovatel: TU v Liberci, KOM Dokončeno: 2011

Archivní označ. zprávy:

Počet stran: 59 Počet příloh: 10 Počet obrázků: 44 Počet tabulek: 7

(5)

Byl jsem seznámen s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé bakalářské práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li bakalářskou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Bakalářskou práci jsem vypracoval samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím bakalářské práce a konzultantem.

Datum 22. 12. 2011

Podpis ………..

Stanislav Kuchta

(6)

Děkuji Ing. Janu Frintovi CSc. z katedry obrábění a montáže TU v Liberci za poskytnutý čas a připomínky k mé diplomové práci, svému konzultantovi Ing. Petru Hynkovi z firmy Škoda Auto a.s. za poskytnuté firemní informace k dané problematice a za odbornou pomoc.

V neposlední řadě bych chtěl poděkovat své rodině za její soustavnou podporu při studiu na Technické Univerzitě v Liberci.

Datum 22. 12. 2011

(7)

OBSAH

1. ÚVOD 9

2. HISTORIE SPOLEČNOSTI ŠKODA AUTO A.S. 10

3. SEZNÁMENÍ S VÝROBOU VE SVAŘOVNĚ 13

3.1. POPIS PRODUKTU, ZÁKLADNÍ SKLADBA KAROSERIE

SK316 YETI 14

3.2. MATERIÁLOVÝ (VÝROBNÍ) TOK SVAŘOVNY SK356 YETI 16 3.3. POUŽITÉ SPOJOVACÍ TECHNOLOGIE VE SVAŘOVNĚ 17 3.3.1. Svařování tavící se elektrodou v ochranné atmosféře (MAG) 17

3.3.2. Pájení v ochranné atmosféře (MIG) 18

3.3.3. Přivařování svorníků 19

3.3.4. Bodové odporové svařování 19

3.3.5. Bradavkové odporové svařování (výstupkové) 20 4. PŘEDSTAVENÍ SOUČASNÉHO VÝROBNÍHO ZAŘÍZENÍ

A DANÉHO ZÁMĚRU 21

4.1. PŘEDSTAVENÍ SOUČASNÉHO ZAŘÍZENÍ (POPIS) 21 4.2. MATERIÁLOVÝ (VÝROBNÍ) TOK VÝROBNÍ LIKOU

POSTRANICE VNĚJŠÍ 25

4.2. SEZNÁMENÍ SE ZADANÝM ÚKOLEM 26

5. ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU ZAŘÍZENÍ 27

5.1. PRACOVNÍ POSTUP OP3000 ZAKLÁDÁNÍ 27

5.2. PRACOVNÍ POSTUP OP3010 ROBOTOVÉ SVAŘOVÁNÍ 30 5.3. PRACOVNÍ POSTUP OP3020 ROBOTOVÉ SVAŘOVÁNÍ 32 5.4. PRACOVNÍ POSTUP OP3030,3050,3055 SVAŘOVÁNÍ SSK 34 5.5. PRACOVNÍ POSTUP OP3040,3060,3065,3070,3075,3080 35

5.6. ČASOVÁ ANALÝZA 37

6. ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ ANALÝZY A NAVRŽENÍ ŘEŠENÍ

KE SPLNĚNÍ ZADANÉHO ÚKOLU 38

6.1. VYHODNOCENÍ ANALÝZY A NÁVRH ŘEŠENÍ, OPATŘENÍ 38

6.2. VYHODNOCENÍ NAVRHOVANÉHO ŘEŠENÍ 42

7. NÁVRH A ZPRACOVÁNÍ TECHNICKÉHO ŘEŠENÍ ÚKOLU 47 7.1. MATERIÁLOVÝ (VÝROBNÍ) TOK NOVĚ USPOŘÁDANOU

VÝROBNÍ LIKOU POSTRANICE VNĚJŠÍ 48

(8)

7.2. PŘHLED NUTNÝCH ÚPRAV V ZAŘÍZENÍ 49 8. POUŽITÍ METODY DIGITÁLNÍ ZÁVOD - PROCESS DESIGNER 51

8.1. SEZNÁMENÍ S METODOU PROCESS DESIGNER 51

8.2. MOŽNOSTI PD PŘI NÁVRHU NOVÉHO ZAŘÍZENÍ 51 9. EKONOMICKÉ ZHODNOCENÍ ZREALIZOVANÉHO ÚKOLU 53

9.1. DOPAD DO PRACNOSTI 53

9.2. NÁVRATNOST INVESTICE 53

10. SHRNUTÍ A ZHODNOCENÍ DOSAŽENÝCH VÝSLEDKŮ

A VYVOZENÍ ZÁVĚRŮ 55

11. ZÁVĚR 57

12. POUŽITÁ LITERATURA 58

13. SEZNAM PŘÍLOH 59

(9)

Seznam použitých zkratek a symbolů:

Označení Název veličiny Jednotky

VPF-2 oddělení plánování svařoven [-]

PD proces designer [-]

DF digitální fabrika [-]

IR robot [-]

OP operace, stanice [-]

SSK stacionární svařovací kleště [-]

RSK robotové svařovací kleště [-]

SBG svařovací bod geometrický (odporové svařování) [-]

SBD svařovací bod dovářecí (odporové svařování) [-]

KSR řízení svařovacího procesu [-]

RPS systém zajištující přesné vzájemné ustavení dílů [-]

MP pracovník, který zakládá díly a obsluhuje linku [-]

ZSB sestava / svařenec [-]

KLT regál na malé plastové přepravky s díly [-]

STH stacionární přivářecí (tuckerovací) hlava pro čepy [-]

(10)

1. Úvod

V současném automobilovém průmyslu vládne tvrdý konkurenční boj. Každá automobilka se snaží přicházet na trh se stále modernějšími a levnějšími produkty.

Je kladen stále větší důraz na kvalitu, preciznost, funkčnost, účelnost, design, ale hlavně na stálé snižování nákladů při vývoji a výrobě nových i současně vyráběných modelů. Jen tak se může výrobce automobilů prosadit na dnešním trhu a patřit mezi přední výrobce, kam jistě společnost Škoda Auto a.s. právem patří.

Pracuji ve firmě Škoda Auto a.s. Mladá Boleslav (dále jen Škoda Auto) v oddělení VPF2 – Plánování svařovny. Toto oddělení se zabývá realizací výrobních zařízení pro nové modely a jejich náběhem. Jednou z činností je také modelová péče a navyšování kapacit běžící výroby.

Právě navýšení kapacity u modelu Škoda Yeti bylo momentálně aktuálním tématem pro tým, ve kterém pracuji. Proto jsem uvítal zadání bakalářské práce na téma : Navýšení kapacity výrobního svařovacího zařízení pro výrobu dílu POSTRANICE VNĚJŠÍ ÚPLNÁ pro model Škoda Yeti ve společnosti Škoda Auto a.s..

Cílem bakalářské práce je navrhnout řešení pro navýšení kapacity svařovací linky pro výrobu dílu postranice vnější L/P pro model Škoda Yeti. Seznámení se současným stavem výrobního zařízení, seznámení s produktem a na základě poznatků a pomocí metod pro tuto problematiku vhodných, vytvořit návrh řešení vedoucí k cíli.

Úkolem je provést analýzu výrobního zařízení a navrhnout řešení, které bude možné realizovat na tomto výrobním zařízení s co nejnižšími náklady a co nejnižší pracností.

Závěrem bude navrhované řešení zhodnoceno a bude podloženo časovými analýzami a detailním rozborem. Při tvorbě konceptů bude použito moderních metod používaných v automobilovém průmyslu.

Na počátku byly stanoveny požadavky, aby navýšení kapacity výrobní linky bylo realizovatelné po stránce technické a nedošlo k navýšení pracnosti a zhoršení pracovní ergonomie.

Požadavky, které byly předem stanoveny:

1) jednoduchost konstrukce, 2) nízká pracnost,

3) pracovní ergonomie, nízké náklady.

(11)

2. Historie automobilky Škoda Auto a.s.

V roce 1895 založili pánové Václav Klement a Václav Laurin výrobnu a opravnu jízdních kol a o 15 let později již vedli největší automobilku Rakouska- Uherska.

První automobil Voiturette A (viz. obr. 1) byl stejně jako motocykly prodejním úspěchem a později se stal symbolem českého veteránu. Firmě zajistil již brzy

stabilní postavení na postupně se rozvíjejícím mezinárodním trhu vozidel. Produkce se podstatně rozšířila a záhy překročila rámec rodinného podniku, a tak v roce 1907 uskutečnili jeho zakladatelé přeměnu na akciovou společnost, která přinesla první internacionalizaci. Závod se dále rozrůstal a po roce 1914 se musel také účastnit válečné výroby.

Ve dvacátých letech se projevila potřeba sloučení podniku se silným průmyslovým partnerem, aby se firma mohla udržet na trhu a modernizovat výrobu

(viz. obr. 2), jež tehdy zahrnovala vedle osobních vozidel rovněž různé typy nákladních vozidel, autobusy, letecké motory a zemědělské stroje. V roce 1925 nakonec došlo ke sloučení s podnikem Škoda Plzeň, což zároveň znamenalo konec značky Laurin & Klement. Již v roce 1930 se produkce automobilů v rámci koncernu Škoda opět vydělila jako samostatná Akciová společnost

pro automobilový průmysl (ASAP), které se po odeznění světové hospodářské krize posléze podařilo uspět na mezinárodním automobilovém trhu modelem Škoda Populár (viz. obr. 3).

Období německé okupace představuje podstatný mezník v historii podniku, který se stal součástí hospodářského systému německé

Říše. V této souvislosti byl výrobní program okamžitě omezen a výroba se orientovala především pro potřeby Německa. Po 2. světové válce byla společnost v rámci

Obr. 1 Model Voiturette A [1]

Obr. 2 Model Š422 [1]

Obr. 3 Model Populár [1]

1905-1918/25

1939-1945/48

Obr. 4 Model Škoda Felicie [1]

1925-1938/39

1939-1945/48

(12)

socializace přeměněna na národní podnik s označením AZNP Škoda, jemuž náleželo v souvislosti s politickým vývojem země monopolní postavení ve výrobě vozidel, tehdejší výroba modelu Felicie (viz. obr. 4).

Československé hospodářství poválečné socialistické doby, vycházející z tradičních výrobních postupů a úspěšné minulosti, si přes zásahy plánovaného hospodářství a jiných omezujících opatření podrželo relativně dobrý standard, jenž byl zpochybněn teprve nástupem nových technologií v západním světě na konci šedesátých let. Počátkem sedmdesátých let nastala permanentní stagnace hospodářského systému, která poznamenala také mladoboleslavské automobilové závody, a to i přes jejich vedoucí postavení na východoevropském trhu. Nový průlom zaznamenala výroba teprve se zavedením modelové řady Škoda Favorit v roce 1987.

Po politickém převratu v roce 1989 začala vláda Československé republiky a vedení firmy Škoda v Mladé Boleslavi hledat v nových podmínkách tržního hospodářství silného zahraničního partnera, který by

zajistil svými zkušenostmi a investicemi mezinárodní konkurenceschopnost.

V prosinci 1990 se vláda rozhodla pro spolupráci s německým koncernem Volkswagen. 16. dubna 1991 zahájil svou činnost společný podnik Škoda, automobilová a.s., jenž se stal vedle firem VW, Audi a Seat čtvrtou značkou koncernu. Tehdejší výroba modelu Felicie (viz. obr. 5), [1].

V září 1996 se v nové montážní hale naplno rozeběhla výroba Octavie liftback (viz. obr. 6), zcela nového vozu střední třídy (varianta Combi měla světovou premiéru v roce 1998). V roce 1999

se představil také nástupce Felicie, kompaktní model Škoda Fabia. Zpočátku byla Fabia vybavována motory 1.4 MPI/50 kW, 1.4 16V/74 kW a 1.9 SDI/47 kW, dnes je paleta motorů nesrovnatelně bohatší.

V rozmezí let 1997 - 2000 bylo vyrobeno více než 4000 Felicií Fun, vozů pro volný čas na bázi modelu pick-up.

Přicházely i další karosářské verze modelu Fabia;

1996 1996

Obr. 5 Model Škoda Felicie [1]

Obr. 6 Model Škoda Octavia [1]

1996 1991

(13)

Fabia Combi (viz. obr. 7) měla světovou premiéru v roce 2000 (verze Sedan v roce 2001). V roce 2001 rozšířila Škoda výrobní program o třetí modelovou řadu. V nových výrobních provozech v Kvasinách byla zahájena výroba největšího modelu, luxusní limuzíny Superb.

V roce 2004 se dočkal svého nástupce model Octavia.

Nová Škoda Octavia, vyráběná v provedení liftback a Combi (viz. obr. 8). Koncem roku 2005 se v nabídce objevila i sportovní verze RS.

V roce 2008 se v závodě v Kvasinách rozběhla naplno výroba nového modelu Superb (viz. obr. 9). Tento rok přišla na trh další karosářská verze modelu Octavia.

V roce 2009 se v závodě v Kvasinách rozběhla výroba první SUV v historii automobilky modelu Škoda Yeti.

Společnost Škoda Auto dlouhodobě a programově minimalizuje dopady své činnosti na životní prostředí. Jednou z priorit značky je zachování rovnováhy mezi ekonomickou, ekologickou a sociální sférou, rovnováhy, která je zásadní podmínkou pro trvale udržitelný rozvoj.

Škoda Auto usiluje o vytvoření takového pracovního prostředí, které podporuje motivaci, vysokou výkonnost a kreativitu zaměstnanců při respektování jejich individuality a rozdílných potřeb.

Trvalým cílem společnosti Škoda Auto je nabízet automobily světové úrovně, jejichž výroba představuje minimální zátěž pro životní prostředí.

2004

Obr. 8 Model Octavia [1]

Obr. 7 Model Škoda Fabia [1]

2000

Obr. 9 Model Superb [1]

2008 2000

(14)

3. Seznámení s výrobou ve svařovně

Výroba modelu SK316 Škoda Yeti probíhá v pobočném závodě Škoda Auto Kvasiny. V závodě Kvasiny je svařovna umístěna v hale M1 (viz. obr. 13) kde spolu s modelem Yeti (viz. obr. 10) je vyráběn i model SK461/2 Škoda Superb (nejvyšší třída vyráběná v koncernu ŠKODA AUTO a.s., viz. obr. 11) a model SK257 Škoda Roomster (viz. obr. 12). Ve svařovně vzniká vlastní skelet karoserie, který po namontování panelových dílů (dveře, kapota, 5.dveře a blatníky) dále pokračuje do lakovny a následně na montáž [6].

Svařovna M1 byla postavena v roce 1998. Výroba modelu Yeti probíhá částečně na společném zařízení s modelem Superb, na ploše zhruba 16 000m2 a je rozdělena na výrobní úseky vždy po ucelených celcích karoserie. Vše probíhá na automatizovaných výrobních svařovacích linkách, vybavených nejmodernější technologií používanou v automobilovém průmyslu.

Obr. 10 Škoda Yeti [1] Obr. 11 Škoda Superb [1] Obr. 12 Škoda Roomster [1]

Obr.13 Layout závodu Kvasiny [7]

Hala M1 svařovna pro výrobu modelů Škoda Yeti, Superb a Roomster

Hala M1 svařovna

(15)

3. 1. Popis produktu, základní skladba karoserie

Karoserie svařená vnitřní - skladba 1, obr. 14

-výrobní linky pro podskupiny a hl. skupiny podlahy (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 1) -výrobní linky pro podskupiny a hlavní skupiny postranice vnitřní (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 2)

-výrobní linky svařená karoserie 1 (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 3) [2]

Obr. 14 Karoserie - skladba 1 [7]

Karoserie svařená vnější - skladba 2, obr. 15

-výrobní linky pro podskupiny a hlavní skupiny postranice vnější (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 4)

-výrobní linky svařená karoserie 2 (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 5)

(16)

Karoserie svařená úplná - skladba 3, obr. 16

-výrobní linky svařená karoserie 3 (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 5)

Karoserie okovaná - skladba 4, obr. 17

-výrobní linky pro podskupiny a hlavní skupiny panelových dílů - boční dveře, kapota, 5. dveře, (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 6)

-výrobní linky okované karoserie a finiše (viz. kap. 3.2 obr. 18 pod č. 7)

Obr. 17 Karoserie skladba 4 [7]

(17)

3. 2. Materiálový (výrobní) tok svařovny SK316 Yeti

Na obrázku 18 (viz. příloha 1) je vidět výrobní tok jednotlivých částí karoserie až k vyhotovení finálního produktu svařovny KAROSERIE OKOVANÉ [2]. Na jednotlivých výrobních linkách vznikají postupně ucelené celky, které na sebe navazují a tvoří karoserii vozu (viz. kap. 3.1).

1. Výrobní linky pro podskupiny a hlavní skupiny podlahy.

2. Výrobní linky pro podskupiny a hlavní skupiny postranice vnitřní.

3. Výrobní linky karoserie svařená, skladba 1 (viz. kap. 3.1 obr. 14).

4. Výrobní linky pro podskupiny a hlavní skupiny postranice vnější.

5. Výrobní linky karoserie svařená, skladba 2 a 3 (viz. kap. 3.1 obr. 15 a 16).

6. Výrobní linky pro panelové díly, skladba 4 (viz. kap. 3.1 obr. 17).

7. Výrobní linky karoserie okované a finiše, skladba 4 (viz. kap. 3.1 obr. 17).

Obr. 18 Layout svařovny M1 [7]

(18)

3. 3. Použití spojovací technologie ve svařovně

Metody svařování respektive pájení používané při výrobě karoserií.

Svařování – proces vytvoření nerozebíratelného spojení dvou a více materiálů.

Specifika svařování respektive pájení na karoserii:

Spojování slabých plechů – typicky 0,8 – 3,0mm.

Povrchově upravené materiály – zpravidla žárově nebo galvanicky pozinkované.

Zvětšující se podíl vysokopevnostních, resp. za tepla lisovaných materiálů se specifickými metodami povrchové úpravy – např. Usibor 1500 s ochrannou vrstvou Al-Si, resp. Fe-Al-Si.

Používají se zpravidla přeplátované spoje.

Vzhledem k výše uvedeným specifikám je nutné používat svařovací metody s nízkým vložením tepla do základního materiálu, vysokou stabilitou a opakovatelností procesu.

3. 3. 1. Svařování tavící se elektrodou v ochranné atmosféře (MAG)

Při svařování pozinkovaných materiálů se v současné době používá přídavný materiál řady G3Si1, ochranná atmosféra Corgon18 (82% Argon, 18% CO2). Průměry přídavného materiálu 1 mm, výjimečně 0,8 mm.

MAG svařování – Metoda tavného obloukového svařování, při které je přídavný materiál ve formě drátové elektrody přiváděn pomocí motorového posunu do místa sváru. Mezi přídavným a svařovaným materiálem hoří elektrický oblouk, který taví současně základní (svařovaný) materiál a přídavný materiál. Současně je do místa sváru přiváděn ochranný plyn, který zajišťuje ochranu svarové lázně a roztaveného přídavného materiálu před vzduchem. V případě MAG svařování se používají tzv.

aktivní plyny, tj. plyny, ovlivňující metalurgické procesy ve svarové lázni. Ve výše uvedeném případě je aktivním plynem CO2.

Parametry svařování jsou – svařovací proud, napětí, rychlost podávání přídavného materiálu, rychlost svařování, průtok plynu. Orientační hodnoty jednotlivých parametrů při svařování slabých plechů jsou: svařovací proud (80 - 230A), napětí (17 – 23V), rychlost podávání přídavného materiálu (8 – 15 m.min^-1), rychlost svařování (7 – 15 m.min^-1), průtok plynu (12-15 l.min^-1). Doba trvání sváření

(19)

typického sváru při manuálním i automatickém použití je (3 – 10s). V současné době jsou pro svařovací zdroje využívány synergické systémy.

3. 3. 2. Pájení v ochranné atmosféře (MIG)

Používá se zpravidla na méně namáhaných spojích z důvodu nižší pevnosti spoje. Výhodou je nižší teplo vnesené do základního materiálu a snadnější spojování slabých plechů, resp. nižší citlivost ke spáře mezi spojovanými materiály. Používaný materiál: CuSi3 (CuSi3Mn) pouze Argon, ochranný plyn Argon.

MIG pájení – princip technologie je stejný, jako u MAG svařování – přídavný materiál ve formě drátové holé elektrody. Rozdíl je „pouze“ v materiálu přídavného drátu a ochranného plynu. V tomto případě se využívá inertní ochranný plyn, tj.

neúčastní se metalurgických procesů v tavné lázni a je určen pouze k ochraně před vzduchem. V podstatě se využívají dva základní ochranné plyny – Helium a Argon.

Vzhledem k tomu, že jde o proces pájení, využívají se přídavné materiály s teplotou tavení nižší, než teplota tavení základního materiálu (při pájení nedochází k roztavení základního materiálu, spoj zajišťuje pájka díky difusnímu spojení mezi pájkou a základním materiálem).

Pozn. V současné době v oblasti MIG a MAG svařování nachází stále větší uplatnění proces CMT (Cold Metal Transfer). Tento proces využívá kmitavého pohybu drátu. Při pohybu drátu vpřed dojde ke zkratu mezi roztavenou špičkou drátu a tavnou lázní. V tom okamžiku je drát zatažen zpět. Tím dojde k prakticky bezrostřikovému přenosu přídavného materiálu do sváru. Vzhledem k tomu, že v okamžiku zkratu je procházející proud minimální, nedochází k lokálnímu přehřátí kapky a tím jejímu varu, resp. roztržení párami. Zpětným pohybem dojde také k novému zapálení oblouku. V okamžiku, kdy dosáhne kapka stanovené velikosti, což vyhodnocuje řídící elektronika na základě průběhu proudu a napětí na oblouku, přechází drát opět do dopředného pohybu. Tento cyklus se opakuje s frekvencí až 70Hz. Minimalizací času hoření oblouku dochází také k výraznému omezení množství tepla, vstupujícího do svarové lázně. Proto je tato metoda s výhodou využívána pro pájení slabých plechů. Jak ukazují zkušenosti, při aplikacích CMT v oblasti MIG pájení je, i při spojování pozinkovaných plechů, rozstřik materiálu redukován prakticky na nulu. K malému rozstřiku dochází zpravidla pouze při prvním zapálení

(20)

oblouku. Naproti tomu při MAG svařování pozinkovaných plechů dochází „pouze“ k výrazné redukci rozstřiku, nikoliv k jeho plné eliminaci. Při tomto procesu je již překročena teplota varu Zn a páry tohoto kovu ovlivňují negativně přenos přídavného materiálu, což se v praxi projeví rozstřikem a zvýšeným výskytem pórů. Při MAG svařování povrchově neupravených ocelových plechů je však rozstřik prakticky nulový.

3. 3. 3. Přivařování svorníků

Ve Škoda nazýváno „Tuckerování“ – obloukové přivařování čepů, šroubů, matek popř. drobných konstrukčních dílů. K natavení základního materiálu a čepu dojde pomocí krátkého elektrického oblouku a následným spojením dílů v místě vzniku taveniny. Svařuje se bez ochranné atmosféry. Výhodou této metody je velmi vysoká produktivita práce. U automatických i manuálních metod přivařování se využívá automatické podávání čepů.

Pro přivařování závitových svorníků (výrobce Tucker – např. SWB-124, SWB-134, SWB-531 – celkem více než 20 typů) se využívá metoda řízeného, časově velmi krátkého hoření elektrického oblouku mezi svorníkem a základním materiálem.

Při tom dochází ke vzniku tavné lázně v základním materiálu a natavení přivařované plochy čepu. Po předem definované době hoření oblouku dojde k jeho vypnutí a svorník je lineárním pohybem vtlačen do tavné lázně. Po krátké době ochlazení (krystalizace) je spoj vytvořen. Procesní doby jsou velmi krátké – řádově x102 ms.

Parametry svařování jsou – čas hoření oblouku, délka oblouku a svařovací proud.

Průměr dosedací plochy je 5 – 10mm.

3. 3. 4 Bodové odporové svařování

Je nejzákladnější metoda svařování v automobilovém průmyslu. Dnes se téměř 100% přechází na tzv. středofrekvenční svařování s integrovanou adaptivní regulací procesu pro zajištění kvality svarového spoje.

Odporové svařování je metoda spojování kovových dílů s využitím odporového tepla, vznikajícího průchodem svařovacího proudu svařovaným materiálem. Při této metodě není používán žádný přídavný materiál a spoj je tvořen

(21)

pouze roztaveným základním materiálem. Samotný spoj má na řezu charakteristický tvar čočky. Při svařovacím procesu dojde ke spojení spojovaných materiálů (v automobilovém průmyslu zpravidla plechů) pomocí měděných elektrod, zajišťujících nízkoztrátový přechod elektrického proudu definovanou silou. Tím je stabilizován přechodový odpor mezi spojovanými materiály, který se podílí největší měrou na vzniku taveniny v počáteční fázi svařování. Následně začne procházet svařovací proud, který musí zajistit dostatečné množství tepla pro roztavení základního materiálu (Q=I2Rt – proud, odpor, čas). Procesními parametry jsou – svařovací proud, síla a čas průchodu proudu. Pro řízení svařovacího procesu se používají řídicí systémy, zajišťující svařovací proud konstantní hodnoty (tzv. KSR). V současné době se ve stále větší míře uplatňují systémy s adaptivní regulací, které na základě naměřených hodnot v průběhu svařovacího procesu mění parametry procesu tak, aby byla zajištěna požadovaná kvalita spoje.

3. 3. 5. Bradavkové odporové svařování (výstupkové)

Používá se převážně pro přivařování matek a drobných dílů. Ve stále větší míře se začíná uplatňovat při svařování úzkých stojin (stojina, která neodpovídá šířkou normám pro klasické bodové svařování), kde není požadavek na vysokou pevnost spoje.

Bradavkové svařování využívá odporového tepla stejně, jako v případě bodového odporového svařování. Na jednom ze svařovaných dílů jsou však vytvořeny výstupky, jejichž roztavením vzniká svarový spoj. Tato metoda se používá zpravidla při

spojování materiálů v rozdílnou geometrií (např. přivařování metrické matky na plech), popř. při spojování materiálů s výrazně rozdílnými fyzikálními vlastnostmi (tepelnou vodivostí).Výstupek eliminuje vliv tepelné rovnováhy a na geometrii vytvořeného spoje.

(22)

4. Představení současného výrobního zařízení a daného záměru

Současné výrobní zařízení slouží pro výrobu dílu postranice vnější úplná levá a pravá strana pro model SK316 Yeti. Tato výrobní linka je osazena svařovacími a manipulačními roboty (viz. kap. 4.1 obr. 19 a viz. příloha 2).

Vlastní produkt, jednotlivé plechové díly, které jsou v lince svařovány viz.

kap. 5.1 (obr. 21, 22, 23, 24, 25) zakládají v zakládací stanici dva pracovníci, kteří zároveň obsluhují linku.

Celá linka je plně automatizovaná. Po založení příslušných dílů do zakládací stanice viz. kap. 5.1 (obr. 22 a 24) musí oba pracovníci najednou stisknout startovací tlačítko. Následně dojde k uzavření zakládací zóny a proběhne plně automatizovaný proces svaření a manipulace dílu až po založení dílů na dopravník, který přetransportuje hotový díl k další výrobní lince.

Navýšení výrobní kapacity linky pro výrobu dílu postranice vnější je tedy nutné navrhnout tak, aby nedošlo ke zhoršení pracovní ergonomie a aby byl minimální nárůst pracnosti u pracovníků, kteří provádějí obsluhu linky. Samozřejmě je nutné plánovat navýšení kapacity s co nejnižšími investicemi a brzkou návratností.

4. 1. Představení současného zařízení (popis)

Výrobním zařízením je automatická linka osazená celkem čtyřmi roboty (dále jen IR). Celé zařízení i s popisem pozic (dále jen poz.) je na obr. 19 (viz. příloha 2).

Na začátku linky je zakládací operace OP3000 poz.1, tato OP je otočná o 180°.

Na jedné straně se zakládá a následně vyrábí levý díl na druhé straně pravý díl. Zde pracují dva pracovníci. Jejich pracovní náplní je zakládání dílů do zakládací stanice.

Díly pracovníci odebírají z palet (viz. obr. 19 poz. 16), což probíhá dle přesně stanoveného řádu popsaného pracovním postupem pro danou operaci a operační návodkou, viz. kapitola 5.1.

(23)

Levá strana:

Po založení všech dílů, viz. kap. 5.1 a stisknutí potvrzovacího tlačítka (oběma pracovníky současně) dojde k uzavření zakládací zóny pomocí skeneru, upnutí založených dílů a k otočení celé zakládací stanice o 180° do pracovní polohy ke svařovacím robotům IR1A z OP3010 (viz. obr. 19 poz. 2) a IR1D z OP3020 (viz.

obr. 19 poz. 3). Následně proběhne v geometrickém přípravku OP3000 (viz. obr. 19 poz. 1) pro levou stranu svařování dílu postranice vnější levá č. 5L6 809 051 ,viz. kap.

5.2 a 5.3.

Pravá strana:

Směrem k pracovníkům je po otočení stolu o 180° zakládací přípravek OP3000 (obr. 19 poz. 1) pro pravou stranu postranice vnější. Takže následuje zakládání pravé strany viz. kap. 5.1. Po založení všech dílů a stisknutí potvrzovacího tlačítka (oběma pracovníky současně) dojde k uzavření zakládací zóny pomocí skeneru, upnutí založených dílů a k otočení celé zakládací stanice o 180° do pracovní polohy ke svařovacím robotům IR1A (OP3010, viz. obr. 19 poz. 2) a IR1D (OP3020 viz. obr. 19 poz. 3). Následně proběhne v geometrickém přípravku (OP3000 viz. obr.

19 poz. 1) pro pravou stranu svařování dílu postranice vnější pravá č. 5L6 809 052, viz. kap. 5.2 a 5.3.

Zakládací stanice je zároveň stanicí geometrickou, což znamená, že zároveň slouží k přesnému ustavení založených dílů vůči sobě do správné polohy. Toto zabezpečí tak zvaný RPS systém, což jsou vlastně předem určená místa (plochy otvory), za které se jednotlivé díly středí, upínají a mají svoji přesnou toleranci.

V pracovní poloze provede robot IR1A z OP3010 (viz. obr. 19 poz.2), svaření příslušných svařovacích bodů geometrických, dále jen SBG, následně vymění nástroj za pistoli pro svařování technologii MIG-CMT a provede pájení v oblasti těsnícího kanálu.

Robot IR1D z OP3020 (viz. obr. 19 poz. 3), provede svaření příslušných SBG.

Následně se otevřou upínky, díl je uvolněn, vyjmut ze stanice robotem IR1B z OP3030 (viz. obr. 19 poz. 6), a pod stacionárními svařovacími kleštěmi, dále jen SSK z OP3050 (viz. obr. 19 poz. 5), je dovařen určitý objem svařovacích bodů. Dále je díl odložen do mezioperačního odkládacího přípravku OP3055 (viz. obr. 19 poz. 8), odkud díl uchopí robot IR1D z OP3040 (viz. obr. 19 poz. 7). Ten provede dovaření

(24)

zbývajících svařovacích bodů v OP3075 pod SSK (viz. obr. 19 poz. 9), následně přivaří čepy v OP3065 (viz. obr. 19 poz. 10), umístí razítko směny OP3070 (viz. obr.

19 poz. 11) a díl založí na závěs OP3080 (viz. obr. 19 poz.12).

Na závěs dopravníku (viz. obr. 19 poz.12) se zakládá levá i pravá postranice.

Po založení obou postranic je teprve závěs dopravníku uvolněn a pokračuje k další výrobní lince. Zde jsou obě postranice ze závěsu vyjmuty a prázdný závěs se vrací zpět k nakládací stanici linky postranice vnější.

Celá linka je oplocena bezpečnostním plotem a zakládací zóny jsou chráněné bezpečnostním skenerem.

V případě kontroly pevnosti svařovacích bodů, nebo rozměrové kontroly vyráběných dílů, je možné hotový díl vyjmout. K tomu slouží vyjímací operace, která je umístěná na konci výrobní linky OP3060 (viz. obr. 19 poz. 15). To proběhne po navolení na řídícím panelu linky.

Pokud je třeba provést kontrolu pevnosti svařovacích bodů, probíhá kontrola buď destrukční nebo nedestrukční - s návratem do výroby.

Zkouška nedestrukční s návratem do výroby je prováděna ultrazvukovým přístrojem. Speciálně vyškolení pracovníci kvality provedou tuto kontrolu na vyjmutém dílu. Díl je pouze přemístěn pracovníky výroby do kontrolního boxu, který je umístěn poblíž vyjímací OP3060 (viz. obr. 19 poz. 15).

Zkouška destrukční je prováděna v destrukční kabině pomocí pneumatického sekáče. Pevnost všech bodů je destrukčně odzkoušena.

Četnost jednotlivých pevnostních zkoušek je předepsána interními předpisy.

Z každé zkoušky existuje samozřejmě zkušební protokol, který je archivován a dle něhož je v případě zjištěné závady provedena korekce, případně oprava již vyrobených dílů.

Při rozměrové kontrole je díl přepraven do měrového střediska, kde je provedeno rozměrové měření pomocí 3D měřícího stroje. Výsledkem je měrový protokol, který je také archivován a při zjištění závady je provedena korekce na zařízení. Četnosti měření je předepsána interními předpisy.

(25)

Obr. 19 Zařízení s popisem pozic [7]

1. Zakládací / geometrická stanice OP3000.

2. IR1A s možností výměny nástroje (sv. kleště nebo MIG pistole), OP3010.

3. IR1D je osazen svařovacími kleštěmi, OP3020.

4. 7.osa umožnuje lineární pohyb IR1A, IRAD a IR1B.

5. Stacionární svařovací kleště, slouží pro dováření svařovacích bodů, OP3050.

6. IR1B manipulační robot s chapačem s možností výměny nástroje (chapač pro levou nebo pravou stranu), OP3030.

7. IR1C manipulační robot s chapačem s možností výměny nástroje (chapač pro levou nebo pravou stranu), OP3040.

8. Odkládací stanice, OP3055.

9. Stacionární svařovací kleště, slouží pro dováření svařovacích bodů, OP3075.

10. 2x stacionární hlavice (STH) pro přivaření čepů, OP3065.

11. Stacionární hlavice pro označení vyráběného dílu, OP3070.

12. Dopravníková technika se závěsy, OP3080.

13. Výměnná stanice slouží pro odložení sv. kleští a uchopení pistole MIG - CMT.

pájení, OP3010.

(26)

14. Agregát pro technologii MIG-CMT pájení, OP3010.

15. Vyjímací operace, OP3060.

16. Palety pro zakládané díly.

4. 2. Materiálový (výrobní) tok výrobní linkou

Výrobní linka pro díl postranice vnější je umístěna v jihozápadním rohu jižní přístavby, svařovny haly M1. Je umístěna mezi sloupy X2-X4 a D1-D4. Na obrázku 20 je znázorněn půdorys výrobní linky (viz. příloha 2)

Obr. 20 Půdorys výrobní linky, rastrová síť 1000mm x 1000mm [7]

OP3000 GEO

OP3030 IR1B

OP3060 Vyjímání

Palety s díly pro založení do OP3000 3010

Pracovník MP1 a MP2

OP3080 Závěs dopravník u

OP3075 SSK OP3050

SSK

OP3065 Tucker OP3010

Výměna nástroje

OP3070 Razítko

OP3040 IR1C OP3010

IR1A

OP3020 IR1D

1 2

4

3

(27)

Červeně je znázorněn tok materiálu při výrobě dílu POSTRANICE VNĚJŠÍ ÚPLNÉ č.5L6 809 051/052.

Výrobní tok je následující:

1) V OP3000 založení dílů MP1 a MP2, následně otočení o 180°do pracovní pozice.

2) IR1A z OP3010 a IR1D z OP3020 provádí v OP3000 SBG a MIG-CMT.

3) Z OP3000 je díl vyjmut pomocí IR1B z OP3030, následně je provedeno SBD v OP3050, díl následně odložen pomocí IR1B na odkládací stůl OP3055.

4) Z OP3055 je díl vyjmut pomocí IR1C z OP3040 a je provedeno SBD v OP3075, dále je provedeno přiváření čepů pomocí STH v OP3065 a razítko směny v OP3070, následně je díl pomocí IR1C odložen do OP3080 dopravník nebo OP3060 vyjímání.

4. 3. Seznámení se zadaným úkolem

Zadaným úkolem je navýšení kapacity výrobní svařovací linky pro díl Postranice vnější úplné levé a pravé strany, číslo dílu 5L6 809 051/052 ze současných možných 280 kusů za den na kapacitu 400 kusů za den.

Současné parametry výrobní linky:

- počet kusů vyrobených za den 280

- výrobní takt 234s

- využitelnost 95%

- počet pracovníků na směnu 2

Požadované parametry výrobní linky:

- počet kusů vyrobených za den 400

- výrobní takt 164s

- využitelnost 95%

- počet pracovníků na směnu 2

Jeden ze základních požadavků bylo zachování původního počtu pracovníků, kteří provádějí zakládání dílů do zakládací stanice, tedy nenavyšovat pracnost. Dalším neméně důležitým požadavkem bylo navýšit kapacitu s minimálními investičními náklady do zařízení.

(28)

5. Analýza současného stavu zařízení

5. 1. Pracovní postup OP3000 – zakládání

Na obrázku 21 je znázorněna zakládací operace OP3000, kde pracují dva pracovníci s označením MP1 a MP2, kteří provádějí jednotlivé činnosti zakládání.

Obr. 21 Zakládací operace OP3000, rastrová síť 1000mm x 1000mm [7]

Na obr. 22 je půdorys zakládací operace OP3000, kde je znázorněn tok zakládaného materiálu z jednotlivých palet až do OP3000.

Obr. 22 Tok zakládaného materiálu OP3000 [7]

MP2

MP1 OP30000

Palety s díly pro založení OP3000 místo pro vložení

poz.9+10=ZSB poz.5

(29)

Pracovníci pracují podle následujícího postupu:

Pracovník MP1 provede založení poz. 1 a 2 dle plánu zakládání obr. 24 a toku zakládání obr. 22.

Pracovník MP2 provede pomocí ruční pistole nanesení lepidla AMV153W25KT001 na díl Výztuha č.5L0.809.455/456 dle plánu lepení, obr. 23, následně založí poz. 3, dle plánu zakládání obr. 24 a toku zakládání obr. 22.

Obr. 23 Plán lepení [7]

Pracovník MP1 a MP2 provedou společně založení poz. 4 dle plánu zakládání obr. 24 a toku zakládání obr. 22. Před vyjmutím poz. 4 - postranice vnější z palety je nutné provézt vizuální kontrolu proti přítomnosti prasklin na výlisku [3].

Obr. 24 Zakládací plán [7]

(30)

Následně provede MP1 upnutí 1x ruční upínač.

MP1 a MP2 ustoupí z pracovní zóny zakládací OP3000 (viz. obr. 21) mimo dosah bezpečnostního skeneru a provedou stisknutí potvrzovacího tlačítka cyklu zakládání. Vyklopí se upínací rameno pro založení dalších dílů v zadní oblasti postranice a to ZSB poz. 5 a dále dílů poz. 7 a 8 (viz. obr. 24). Zároveň dojde k otevření upínačů části geo-přípravku OP3000, kde je svařena ZSB poz. 5 (viz obr.

24). Zde byly již v předchozím cyklu založené a svařené díly poz. 9+10 (viz. obr. 24).

MP2 provede vyjmutí ZSB poz. 5 a založí společně s poz. 7, 8 v zadní části postranice (viz. obr. 24 a obr. 22) a provede 2x upnutí ručního upínače.

MP1 provede založení poz. 9, 10 (viz. obr. 24 a obr. 22) a upnutí 1x ruční upínač. Dále MP1 provede založení poz. 6 s již předem naneseným lepidlem (viz.

obr. 23, obr. 24 poz. 6 a obr. 22).

MP1 uchopí nanášecí pistoli a na již založený díl Postranice vnější (obr. 24 poz.4) provede nanesení lepidla AMW153W25KT001 v oblasti pantů pro boční dveře (viz. obr.25).

Obr. 25 Plán lepení [7]

MP1 a MP2 ustoupí z pracovní zóny zakládací stanice mimo dosah bezpečnostního skeneru (viz. obr. 21) a na ovládacím pultu provedou současně stisknutí potvrzovacího tlačítka automatického cyklu sváření.

Otočný přípravek upne pneumatickými upínkami všechny založené díly a otočí se o 180°, zaujme polohu k zahájení svařování pomocí IR1A a IR1D s RSK z OP3010 a OP3020.

(31)

Zároveň po otočení mají pracovníci k dispozici prázdnou část Geo-přípravku OP3000 pro založení dílu na postranici vnější pravou. Celý postup se opakuje, pouze jsou zakládány díly pro pravou stranu.

5. 2. Pracovní postup OP3010 – robotové svařování

Na obrázku 26 je znázorněna automatická operace 3010. V této OP pracuje 1 robot, označený IR1A, je osazený výměnným systémem, který mění nástroje a umožňuje pracovat se svařovacími kleštěmi nebo se svařovací hlavicí pro pájení pomocí technologie MIG– CMT.

IR1A provede svaření založených dílů v geometrickém přípravku podle následujícího postupu.

Obr. 26 Automatická operace 3010, rastrová síť 1000mm x 1000mm [7]

Svařování levé strany:

Po otočení stolu s geometrickými přípravky o 180°, se založenými díly pro levou stranu, zaujme IR1A polohu k zahájení svařování.

Pomocí svařovacích kleští provede svaření svařovacích bodů geometrických dle bodového plánu pro levou stranu, technologií odporového svařování. Bodový plán je zobrazen na obrázku 27.

Výměnná stanice pro sv. kleště a pistoli MIG-CMT OP3010

IR1A OP3000

RSK

(32)

Obr. 27 Bodový plán [7]

Následně najede k výměnné stanici (viz. obr. 26), odloží sv. kleště a uchopí hlavici pro pájení pomocí technologie MIG

–

CMT. Provede pájení spoje v horní oblasti těsnícího kanálu dle svařovacího plánu na obrázku 28.

Obr. 28 Svařovací plán [7]

Svařování pravé strany:

Po otočení stolu s geometrickými přípravky o 180°, se založenými díly pro pravou stranu, zaujme IR1A polohu k zahájení svařování. IR1A pomocí již uvedených svařovacích kleští, provede svaření svařovacích bodů dle bodového plánu pro pravou stranu, technologií odporového svařování. Bodový plán je zobrazen na obrázku 29.

(33)

Následně odloží sv. kleště a uchopí hlavicí pro pájení pomocí technologie MIG – CMT. Provede pájení spoje v horní oblasti těsnícího kanálu dle svařovacího plánu na obrázku 30.

Obr. 30 Svařovací plán [7]

Zároveň s IR1A pracuje z druhé strany geometrického přípravku robot IR1D z OP3020. Oba roboti musí samozřejmě pracovat tak, aby nedošlo ke vzájemné kolizi.

Po zavaření všech svařovacích spojů odjede IR1A do základní pozice.

5. 3. Pracovní postup OP3020 – robotové svařování

Na obrázku 31 je znázorněna automatická operace 3020. V této OP pracuje 1 robot, označený IR1D, který provede svaření založených dílů v geometrickém přípravku podle následujícího postupu.

Obr.31 Automatická operace 3020, rastrová síť 1000mm x 1000mm [7]

OP3020 IR1D

OP3000

RSK

(34)

Svařování levé strany:

Robot IR1D je osazený RSK. Po otočení stolu s geometrickými přípravky o 180°, se založenými díly pro levou stranu, zaujme IR1D polohu k zahájení svařování.

Pomocí svařovacích kleští provede svaření geometrických svařovacích bodů dle bodového plánu na obrázku 32, technologií odporového svařování.

Svařování pravé strany:

Robot IR1D je osazený RSK. Po otočení stolu s geometrickými přípravky o 180°, se založenými díly pro pravou stranu, zaujme IR1D polohu k zahájení svařování. IR1D pomocí již uvedených svařovacích kleští provede svaření svařovacích bodů dle bodového plánu na obr. 33, technologii odporového svařování.

5. 4. Pracovní postup OP3030,3050 a OP3055 – robotové vyjímání, svařování a odkládání dílu

Na obrázku 34 je znázorněna automatická operace 3030, 3050 a 3055.

V OP3030 pracuje 1 robot, označený IR1B, který provede vyjmutí, svaření a

(35)

odložení dílu podle následujícího postupu.

Robot IR1B je osazený mechanickým chapačem. Po proběhnutí automatického svařovacího cyklu, předchozí OP pomocí IR1A a IR1D, provede IR1B vyjmutí dílu z OP3000 pomocí mechanického chapače.

Následně pokračuje IR1B ke SSK z OP3050 obr. 34 a zde provede SBD.

Obr. 34 Operace 3030, 3050 a 3055, rastrová síť 1000mm x 1000mm [7]

Svařování proběhne dle bodového plánu společného pro levou i pravou stranu, technologií odporového svařování. Bodový plán je zobrazen na obrázku 35.

OP3055 odkládací přípravek

OP3050 SSK OP3030

Manipulační robot IR1B s chapačem

OP3000

(36)

Po dokončení všech SBD odloží IR1B díl pomocí chapače do odkládacího přípravku OP3055 dle obr. 34. Zde díl vstupuje do další operace.

5. 5. Pracovní postup OP3040, 3060, 3065, 3070, 3075 a 3080 robotové vyjímání, svařování, odkládání nebo navěšování dílu

Na obrázku 36 je znázorněna automatická operace 3040, 3060, 3065, 3070, 3075 a 3080. V OP3040 pracuje 1 robot, označený IR1C, který provede vyjmutí, svaření a odložení dílu podle následujícího postupu.

Robot IR1C je osazený mechanickým chapačem. Po proběhnutí automatického svařovacího cyklu, předchozí OP pomocí IR1B, provede IR1C vyjmutí dílu z odkládacího přípravku OP3055 pomocí mechanického chapače.

Následně pokračuje IR1C ke SSK z OP3075, zde provede svaření SBD.

Obr. 36 OP3040, 3060, 3065,3070, 3075 a 3080, rastr. síť 1000mm x 1000mm [7]

Svařování proběhne dle bodového plánu společného pro levou i pravou stranu, technologií odporového svařování. Bodový plán je zobrazen na obrázku 37.

OP3080 Dopravník

OP3075 SSK OP3060

Vyjímací operace

OP3055 Odkládání

OP3065 Přivaření čepů

OP3070 Razítko směny

OP3040

Manipulační robot IR1C s chapačem

OP3030

Manipulační robot IR1B s chapačem

(37)

Obr.37 Bodový plán [7]

Po dokončení všech SBD přepraví IR1C díl pomocí chapače k OP3065 automatické přivaření čepů (viz. obr. 36). Svařování proběhne dle svařovacího plánu čepů společného pro levou i pravou stranu (viz. obr. 38).

Obr. 38 Plán přivaření čepů [7]

Dále je díl pomocí chapače IR1C přemístěn pod automatické značení původu dílu OP3070 (viz. obr. 36).

Nakonec provede IR1C zavěšení dílu do závěsu dopravníkové techniky OP3080 (viz. obr. 36). Závěs je společný pro levou i pravou stranu a po naložení odveze díly k dalšímu zpracování na linky svařené karoserie, viz. kapitola 3.2.

Dle potřeby je také možné díl odložit do vyjímací operace OP3060, pro případné zkoušky pevnosti a rozměrovosti. Vyjímání dílu je voleno na obslužném panelu obsluhou linky. Četnost vyjímání a jednotlivých kontrol je přesně dána interními předpisy, viz. kap. 4.1.

(38)

5. 6. Časová analýza

V tabulce 1 je znázorněna současná situace - časový rozbor jednotlivých operací.

Červeně jsou vyznačeny pracovní časy, modře časy čekání jednotlivých operací.

Tab. 1 Časový rozbor jednotlivých operací [7]

Z tabulky časových rozborů pro kapacitu 280ks/den, takt 234s, je patrné následující:

OP3000 zakládání - čistý čas pro založení všech dílů včetně otočení stanice do pracovní pozice pro levou i pravou stranu je 161,6s , to znamená, že čas všech činností při zakládání dílů v této operaci vyhovuje i po navýšení na kapacitu 400ks/den 164s.

Je ale nutné odstranit čas čekání celkem 72,4s, který je způsoben činnostmi v ostatních operacích, konkrétně v OP3010, OP3020 a v OP3030 (viz. příloha 4).

OP3010 IR1A robotové svařování - čistý pracovní čas 202s + čas čekání 29,5s. Nutná optimalizace činností v OP3010 IR1A.

OP3020 IR1D robotové svařování - čistý pracovní čas 142s + čas čekání 89,5s. Nutná optimalizace činností OP3020 IR1D, zkrácení času čekání.

OP3030 IR1B robotová manipulace a sváření - čistý pracovní čas 217,1s + čas čekání 14,4s. Nutná optimalizace činností v OP3030 IR1B.

Činnosti v OP3010, OP3020 a OP3030 se vzájemně částečně ovlivňují, proto je nutné tuto oblast řešit společně.

OP3040 IR1C robotová manipulace a sváření – čistý pracovní čas 221s + čas čekání 10,5s. Nutná optimalizace činnosti v OP3040 IR1C.

Také činnosti v OP3030 a OP3040 se vzájemně částečně ovlivňují, proto i zde je nutné tuto oblast řešit společně.

čas [s]

OP ks start konec start konec start konec start konec start konec celkem

234

3000 PM 2 0 80,8 80,8 117 117 197,8 197,8 234 - - 234

3010 IR1A 1 0 100,5 100,5 117 117 218,5 218,5 231,5 - - 231,5

3020 IR1D 1 0 78 78 124,5 124,5 188,5 188,5 231,5 - - 231,5

3030 IR1B 1 0 94 94 104 104 214,1 214,1 218,5 218,5 231,5 231,5

3040 IR1C 1 0 110,5 - - 110,5 221 221 231,5 231,5

čas [s]

obsazení čas [s] výroby L/P strany dohromady

čekání výr. cyklus výr. cyklus čekání výr. cyklus

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

(39)

6. Zhodnocení výsledků analýzy a návrh řešení ke splnění zadaného úkolu

Na obrázku 39 je půdorys linky (viz. příloha 2), zde jsou znázorněna červeně místa, kde je problém s taktem a je nutné nalézt řešení a zeleně místa, kde není nutný zásah a oblast vyhovuje danému úkolu [4] [5].

Obr. 39 Půdorys linky [7]

6. 1. Vyhodnocení analýzy a návrh řešení, opatření

OP3000 zakládání - není nutný žádný zásah, oblast vyhovuje zadanému úkolu, (viz. příloha 4).

OP3010 IR1A robotové svařování - nutný zásah, aby byl splněn zadaný úkol.

V této OP se provádí bodové svařování a MIG-CMT pájení. Z detailní časové analýzy tab. 2 (červeně orámované hodnoty), vyplývá, že tyto dvě činnosti je nutné rozdělit a provádět samostatně. To ale bude znamenat posílení svařovací kapacity v této oblasti.

Po vyjmutí této činnosti na levé i pravé straně dojde v OP3010 k úspoře 88 s.

Tím se uvolní svařovací kapacita a bude možno provést přesun sv. bodů z OP3020 IR1D. Operace 3010 ovlivňuje ještě vyjímání dílu, které je prováděno robotem IR1B z OP3030 a trvá 29,5s, což je vlastně čas čekání OP3010. Červeně orámováno v tab. 2 (viz. příloha 5).

(40)

Tab. 2 OP310– Časová analýza pro původní stav zařízení [7]

OP3020 IR1D robotové svařování - nutný zásah, aby byl splněn zadaný úkol.

V OP3020 se provádí pouze bodové svařování, operace je značně ovlivňována časem potřebným pro OP3010, čas čekání. Po zkrácení potřebného času v OP3010 bude možné provést následující opatření v OP3020.

Detailní časová analýza tab. 3 (viz. příloha 5) ukazuje, že ke splnění zadaného úkolu v OP3020 je nutné provést korekci taktu.

Jedna z nejběžnějších metod používaná v těchto případech je korekce provedená přesunem svařovacích bodů a jejich nového přerozdělení. Zde se ale jedná o svařovací body geometrické, proto je nutné z důvodu kvality svařovat tyto SBG v geometrické operaci. Nabízí se přesun těchto sv. bodů do odlehčené OP3010 na IR1A, který pravě v geometrické operaci pracuje.

Návrh je redukce 3+2 svařovacích bodů v OP3020, což přinese úsporu 20s (červeně orámované hodnoty), viz tab. 3. Následně je provedeno nové přerozdělení sv.

bodů, viz tab. 4. Tím dojde ke stejnoměrnému vytížení obou operací, jak OP3010, tak

Linka: Postranice vnější úplná Takt: 234 [s]

Popis prac./

robot start krok

0,0 234,0 234 0,0 .

Levá strana OP3010 0,0 0,0 0,0

92 otocit otocny buben (do 180°) IR1A 1 7,5 0,0 7,5 7,5

152 najet/vyjet z pripravku IR1A 1 3,0 7,5 10,5 3,0

182 svarovaci doba GEO bodu robotem (jednoduchy) IR1A 6 5,0 10,5 40,5 30,0

203 vymenit nastroj IR1A 1 15,0 56,5 71,5 15,0

82 upinku otevrit OP3000 1 2,0 56,5 58,5 2,0

131 vyklonit OP3000 1 3,0 58,5 61,5 3,0

130 naklonit OP3000 1 3,0 61,5 64,5 3,0

184 svařovací doba MIG/MAG robotem (10mm/1 sek) IR1A 7 1,0 75,5 82,5 7,0

131 vyklonit OP3000 1 3,0 87,5 90,5 3,0

čas [s]

trvani [s]

čas [s]

činnost ks trvani [s]

0 50 100 150 200

Levá strana OP3030

152 najet/vyjet z pripravku IR1B 1 3,0 104,0 107,0 3,0

158 odebrat velky dil robotem Geo st. 1 10,0 107,0 117,0 10,0

Pravá strana OP3010

92 otocit otocny buben (do 180°) IR1A 1 7,5 117,0 124,5 7,5

131 vyklonit OP3000 1 3,0 176,5 179,5 3,0

130 naklonit OP3000 1 3,0 179,5 182,5 3,0

184 svařovací doba MIG/MAG robotem (10mm/1 sek) IR1A 7 1,0 193,5 200,5 7,0

131 vyklonit OP3000 1 3,0 205,5 208,5 3,0

Celková úspora 88s v OP3010

(41)

OP3020 a následného splnění požadovaného úkolu v této oblasti. Splnění úkolu v této oblasti je detailně popsáno a znázorněno v kapitole 6.2, tab. 6 (viz. příloha 6.1- 6.2).

Tab. 3 OP3020– Časová analýza pro původní stav zařízení [7]

Tab. 4 Přerozdělení svařovacích bodů [7]

OP3030 IR1B robotová manipulace a sváření - nutný zásah, aby byl splněn zadaný úkol.

OP3040 IR1C robotová manipulace a sváření - nutný zásah, aby byl splněn zadaný úkol.

V oblasti OP3030 a 3040 je nutné ke splnění zadaného úkolu provést korekce taktu. I zde je použita nejběžnější metoda používaná v těchto případech, korekce provedená přesunem svařovacích bodů a jejich nového přerozdělení. To ale bude znamenat posílení svařovací kapacity v této oblasti.

Přesun sv. bodů je možný bez problémů provádět pouze v tzv. dovářecích OP, což OP3030 a OP3040 jsou. Zde není nutné klást takový důraz na počet svařovacích bodů prováděný v jednotlivých OP, protože ty již geometrii vyráběného dílu ovlivňují minimálně.

Linka: Postranice vnější úplná Takt: 234 [s]

Popis prac./

robot start krok

0,0 234,0 234 0,0 .

čas [s]

trvani [s]

čas [s]

činnost ks trvani [s]

0 50 100 150 200

152 najet/vyjet z pripravku IR1D 1 3,0 8,0 11,0 3,0

182 svarovaci doba GEO bodu robotem (jednoduchy) IR1D 16 4,0 11,0 75,0 64,0

152 najet/vyjet z pripravku 1 3,0 75,0 78,0 3,0

152 najet/vyjet z pripravku IR1D 1 3,0 124,5 127,5 3,0

182 svarovaci doba GEO bodu robotem (jednoduchy) IR1D 6 4,0 127,5 151,5 24,0

KAPA 400 Kar. nový CMT robot

Robot OP levá pravá levá pravá

IR1A 3010 8 11 10 14

IR1D 3020 16 13 14 10

IR1B 3030 21 21 15 15

IR1E nový 3035 0 0 12 12

IR1C 3040 6 6 0 0

celkem 51 51 51 51

původni počet bodů nový počet bodů