att. Carsten Melchiors Brøndby, den 8. marts 2011 Projekt Svejserobot til skibsbygning - afsluttende rapport

Transkript

1 Den Danske Maritime Fond Amaliegade København K att. Carsten Melchiors Brøndby, den 8. marts 2011 Projekt Svejserobot til skibsbygning - afsluttende rapport I det følgende fremlægges de overordnede konklusioner på projekt vedrørende udvikling af en selvkørende svejserobot til skibsbygning, støttet af Den Danske Maritime Fond. Målet var at muliggøre en radikal forbedring af svejseproduktiviteten ved fremstilling af skibe. Projektet er udført af FORCE Technology med Odense Staalskibsvært A/S tilknyttet som ekstern samarbejdspartner. For FORCE Technology Steen Ussing Afdelingschef Svejseteknisk Innovation Projekt Svejserobot Side 1

2 1. Formål Projektet havde til formål at udvikle og afprøve et fleksibelt udstyr til automatisering af svejsearbejde på Odense Stålskiftværft, der i dag udføres manuelt. Herved skulle det gøres muligt at øge en svejsers produktivitet med en faktor 2 til 3 ved sammenføjning af lange kant-og stumpsømme i værftets haller, hvor mindre sektioner bygges, samt i dokken. 2. Baggrund Lønomkostninger er i dag en væsentlig konkurrenceparameter ved skibsbygning. Således er det i den vestlige verden afgørende for bevarelse af skibsbygning, at netop omkostninger til løn holdes nede. Dette kan selvfølgelig ske på forskellig vis, men en oplagt mulighed er, at øge graden af automatisering ved de løntunge fremstillingsprocesser, hvoraf svejsning er en væsentlig proces. Desværre udføres store dele af det udførte svejsearbejde på et skibsværft i dag manuelt, da anvendelse af eksisterende udstyr ofte fravælges af følgende årsager: Svejseprocesserne er generelt meget følsomme overfor variationer i svejsefugernes geometri Eksisterende udstyr til mekanisering og automatisering er meget simple og meget lidt fleksible og oftest indebærer de uforholdsmæssigt lange opstillingstider Adkomstforholdende til svejsestederne er vanskelige Lodrette og vandrette samlinger i dokken indebærer et stort besparelsespotentiale i forbindelse med svejseautomatisering Projekt Svejserobot Side 2

3 Typiske samlinger i hal, før og efter svejsning 3. Teknisk idé og opnåede resultater Med udgangspunkt i ovenstående overvejelser er der i projektet udviklet, fremstillet og afprøvet et robust og effektivt svejseudstyr, der er let at medbringe, hurtigt at opstille og som er tolerant overfor variationer i svejsefugegeometri. Dette system er skitseret nedenfor, hvor en svejsetraktor ved egen kraft kan køre rundt på en skibsside overvåget og styret af en operatør, som eventuelt kan stå i kurven på en mobil lift. Welding carriage Remote control/system monitor Mobile lift Container carrier Supply of power, air, and shielding gas Dry dock Base station: - Welding power source - Control unit - Welding wire Principskitse over udstyrets funktionalitet Udstyret består af en kombineret svejsemanipulator og traktor, udstyret med lasersensor og et modelbaseret system til online justering af Projekt Svejserobot Side 3

4 svejseparametre tilpasset den aktuelle fugegeometri. De væsentligste egenskaber ved udstyret har vist sig at være: - Traktoren kører uden skinner, idet et lasersensorsystem sørger for at svejsningen placeres korrekt i svejsefugen. Dette har vist sig at nedsætte tidsforbruget til opstilling af udstyret i forhold til traditionelle svejsetraktorer på tandstangsskinner. - Svejsetraktoren er tolerantt overfor variationer i fugegeometri, idet svejseparametre løbende tilpasses den faktisk skannede fugegeometri ved hjælp af indbyggede modeller, hvis kompleksitet afhænger af svejseopgaven. Dette muliggører automatisering af en stor del af de svejsninger der i dag ikke kan automatiseres. - Da traktoren er udstyret med særdeles kraftige magnethjul kan traktoren teoretisk set svejse i alle stillinger. Dette betyder, at der med dette udstyr er et potentiale for at stillingssvejsning på lønsom vis kan automatiseres. CAD tegning af svejsetraktoren (beta-version) er udstyret efterfølgende testet hos OSS. Indledningsvis blev udstyrett prøvekørt i OSS s Efter udvikling af udstyret hos Force Technology svejselaboratorium, og senere har udstyret været en tur ude i den virkelige verden i dette tilfælde en af dokkene hos OSS. Projekt Svejserobot Side 4

5 Test af svejsetraktoren i OSS s svejselaboratorium Test af svejsetraktoren på sektionsstød i byggedok på OSS Projekt Svejserobot Side 5

6 Svejseoperatørens håndterminal til kontrol af svejserobotten Oplæg til kommerciel version af svejserobotten 4. Konklusion Det lykkedes at udvikle en prototype på en selvpositio onerende og selvkørende svejserobot, som blandt andet er baseret på optisk sensorteknologi og kunstig intelligens i form af blandt andet neurale netværk. Det er eftervist, at det med en sådan selvkørende robot er muligt at øge effektiviteten signifikant i dokområderne på skibsværfter. Ved projektets afslutning ændredes prioriteterne imidlertid på Odense Stålskibsværft, så man ikke ville lægge fleree ressourcer i sådanne fremadrettedee investeringer. Det blev uden held forsøgt at fremskaffe finansiering til en egentlig markedsmodning af svejserobotten. Projekt Svejserobot Side 6