Rezumat…………………………………………………………………………………………………………. [629858]

1

Cuprins

Rezumat………………………………………………………………………………………………………. ………………………….. 3
Rezumat Engleza…………………………………………………………………………………………. ………………………… 4
Introducere………………………………………………………………………………………… ………… ………………………… 5
1. MPL -Engineering……………………………………………………………………………………. ………………………… 7
1.1. Realizarea comun ă a obiectivelor ……………………………. …………………………………….. 7
1.2. Calitate …………………………………………………………………………………………………………….. …… 8
1.3. Know -how -ul MPL este avantajul clientului ………………………………………………… 8
1.4. Sisteme CAD / Softuri de construcț ie……………………………………………………………. 9
1.5. Softul Delmia ……………………………………………………………………………… ………………………. 9
2. Provocări î n industria automobilelor ………………………………………………………………………….. 13
2.1. Soluț ii pentru industria automobilistică ……………………………………….. ……………. 13
2.2. Robo ți și software ………………………………………………………………………………………. …… 14
2.3. Componența importantă a con ceptului de succes: Asamblare și testare .. 16
2.4. Kuka Robotics, sediu nou in Timiș oara ……………………………………….. ……………….. 18
3. Mercedes -Benz ș i Daimler AG ……………………………………………………………… ……………………….. 21
3.1. Industria 4.0 la Mercedes -Benz ……………………………………………………………………… 21
3.2. Fabrica inteligentă – lanțul de valori complet conectate la rețea ……………. 22
3.3. Mercedes -Benz urmărește cinci obiective majore cu fabrica inteligentă . 23
4. Proiecte Daimler …………………………………………………………………………………….. ……………………….. 25
4.1. Proiectul BR206/236 – C-Klasse ………………………. ………………………………………….. 25
4.2. Noua clas ă Mercedes C cu afișaj plutitor ……………………………………………………… 27
4.3. Trei kituri de construcție vor deveni una ……………………………………….. ………….. 28
5. Utilizarea roboților industriali în operații de sudare ……………………………………………… 33
5.1. Sudarea în puncte la cald ………………………………………………………………………………… 33

2

5.2. Particularități ale operațiilor de sudare executate cu ajutorul roboț ilor
industriali …………………………………………………………………………………. ……………………….. 35
6. Linia de sudare bară spate – FS41 ……….. ………………………………………………………… ………… 41
6.1. Elemente de referință în construcția unei staț ii………………………………………. . 42
6.2. Dispozitive și tehnologii utilizate în stați a FS41 ………………………………………. . 43
6.3. Semnale digitale de intrare și de ieș ire……………………………………………………….. 48
6.4. Apariția uzării extremităț ilor electrozilor …………………………………………….. …… 49
7. Cercetarea operațiilor î n vederea reducerii timpului de ciclu ……………………………. 51
7.1. Numă rul de puncte de sudur ă și calcularea duratei unui ciclu ……………… 53
8. Reducerea timpului de ciclu al statiei FS41_ST050 -ST060 – Montare bara spate ……… 61
8.1. Modificarea ordinii opera țiilor ……………………………………………………………………… 61
8.2. Eliminarea situațiilor în care roboții se blochează î ntre ei …………………….. 63
8.3. Permiterea roboț ilor de su dare de a p ătrunde mai repede î n zona de
lucru …………………………………………………………………………………………………………….. …….. 64
8.4. Permiterea roboților să sudeze puncte care nu sunt GEO î nainte ca 050RB_1 00
să ajungă în poziția „Acasă ” …………………………………………………………………………… 65
8.5. Optimizarea deschiderii cle știlor la -30 mm ……………………………………………… 66
8.6. Optimizarea timpului atunci când 050RB_100 își schimbă greiferul …… 66
8.7. Beneficii le reducerii timpului de producț ie……………………………………………….. 68
Concluzii ………………………………………………………………………………………… ………………………………………. 69
Bibliografie …………………………………………………………………………………………………………….. ……………… 70
Opis ……………………………………. ……………………………………………………………………………………………………. 72

3

Rezumat
În prima parte a lucră rii de diserta ție am prezentat firma la care lucrez, MPL –
Engineering. Între timp și -a schimbat numele î n Kirchner – Design RO, deoarece firma
a fost cumpărată de Kirchner Konstrukt ionen GMBH din Germania. Această firmă se
ocupă cu proiectare, simulare, program are roboț i industriali. Cele mai mu lte proiecte
sunt câș tigate de la Daimler, softul utiliz at pentru simulare fiind Delmia, iar cel pentru
proiectare Catia respectiv NX.
Daimler este un a dintre cele mai renumite firme din lume pentru calitatea pe care
o oferă, mot toul lor fiind „Cel mai bun sau nimic”. Daimler testeaz ă și implementează de
la an la an tehnologii noi, concepții noi pentru a automatiza întregul proces de producție.
Mașinile se fabrică pe linii automatizate, a cestea fiind asamblate de roboți KUKA.
În lucrare am cercetat timpul u nui ciclu al liniei FS41 stația ST050, montarea
barei din spate. A m avut ca obiectiv reducerea timpului pentru creșterea producț iei. Am
prezentat tehnologiile care se folosesc în proces, tipul de roboți, de clești, punctele în care
se sudează bara spate a mașinii, layoutul fabricii, cum sunt amplasați roboții și restul
elementelor ce aparț in statiei FS41.
Prin urmare, ținâ nd cont de toate fenomenele ce p ot ap ărea pe durata procesului
și respectâ nd standardele, am reușit să reduc t impul cu 6 secunde, ceea ce ar însemna in
24 de ore fabricarea cu 60 de ma șini mai mult decât î nainte.

4

Rezumat engleză
In the first part of my dissertation I presented the company I work for, MPL –
Engineering. In the meantime, it changed its name to Kirchner -Design Ro, because the
company was bought by Kirchner -Konstruktionen GMBH from Germany. This company
deals with the d esign, simulation of processes and robot programming. Most of the
projects are won from the Daimler. The software used for simulation is Delmia and the
one for designing Catia and NX.
Daimler is one of the most famous companies in the world for the qualit y it offers,
their motto being „ The best or nothing”. Daimler test s and implements new technologies
every year, they spend a lot of money for new concepts to automate the entire production.
The cars are manufactured on automated lines, which are built by K uka robots.
In my dissertation I researched the time of a cycle and I aimed to reduce it to
increase the production. I presented the technologies I used in the cell, the type of the
robots, the type of the welding guns, the welding points where should the robots weld to
have a good quality, I also presented the layout of the factory, how the robots are located
and the rest of the elements belonging to the FS41 station.
Therefore, seeing every phenomena and counting every single possibility and
situation w hat can appear during the process, and of course by respecting every standard
of Daimler, I managed to reduce the cycle time by 6 seconds, which would mean that in 24
hours of work, they can build with round about 60 cars more than before.

5

Introducere
În această lucrare se va prezenta li nia de sudare automatizata FS41 statia ST050
în care se folosesc tehn ologii de ultimă generație pentru fabri carea autoturismelor,
precum: operaț ii de sudare în puncte, operații de lipire, sudarea de șuruburi, transportul
piesei din stațiile de stocare până la montarea ei pe maș ina.
Voi cerce ta reducerea timpului de producț ie al unui ciclu, în vederea creșterii
productivității . Producătorii de automobile constată tot mai mult că trebuie să își
redefinească concepțiile, deoarece industria automobilelor este în plină dezvoltare .
Aceștia pot rămâne pe piață numai dacă pot face față progreselor din Industria 4.0 ,
modif icărilor demografice și producției pe bază pe date. Este foarte important s ă poți face
față cereri i și să rămâi competitiv pe piața mondială .
Am ales aceast ă temă, deoarece lucrez î n domeniu l acesta, sunt Programator
Roboți Online/Offline și această stați e a fost construită de mine . Fiecare robot, cleșt e,
masă , stație de stocare a pieselor, suport de clește ș i tot ce apar ține de stație a fost
amplasată de mine în așa fel în cât să nu existe coliziuni în timpul miș cărilor roboților.
Logica semnalelor, a zonelor de anticoliziune, ordinea și împărțirea punctelor de
sudură a fost gâ ndit ă de mine, desigur respectâ nd standardele impuse de Daimler,
respectiv indicaț iile lega te de date tehnice, mă refer aici la timpii pentru deschiderea
greiferelor, a cleștilor de sudare, durata operaț iilor etc.
Obiectivul principal în primă fază a fost ca durata unui ciclu să nu fie mai mult de
97 de secunde, timpul de ciclu stabilit de Daimler. După realizarea primului obiectiv, în
urma cercetărilor am reușit să optimizez proce sul, acesta avâ nd acum un timp de ciclu de
91 de secunde. Cu ajutorul optimiză rilor se pot fabrica cu aproximati v 60 de mașini mai
mult decât î nainte . Am optimizat desc hiderea cleș tilor, am depistat că există posibilitatea
roboț ilor de a intra mai repede în zona de lucru. C u ajutorul zonelor de anticoliziune am
evitat coliziunile dintre roboți și posibilitatea de a se bloca între ei, în timpul î n care
greiferul inchide, acesta per mite roboților să pătrundă în zona de lucru câștigâ nd din nou
timp.
Este foa rte importantă fiecare optimizare, deoarece roboții lucrează 24 de ore din
24, cu excepția weekendului câ nd de s âmă tă seara liniile sunt oprite pâ nă duminică după
masa, aproximat iv 12 ore, pentru mentenanță și verificar ea parametrilor pentru evitarea
unor defecțiuni mai grave.
Toate procesele sunt automatizate î n fabric ile Daimler, operatorul uman avâ nd
doar sarcina de a alimenta staț iile cu piese. D eoarece totul este automatizat și există riscul

6

de accidente la locul de muncă, Daimler ține foarte mult la siguranța operatorului uman,
cât și la siguranț a muncitorilor ce contribuie la derularea unui proiect. Fiecare trebuie să
poarte cască de protecție, mănuși, ochelari, pantofi de protecție, haine cu mâ necă lun gă
pentru evitarea orică rei accidente la locul de muncă .
Această industrie a automobilelor a progresat foarte mult în ultimii ani și se va
dezvolta și mai mult în urmă torii ani prin simula rea proceselor, utilizarea roboț ilor
industriali, automatizarea pro ceselor.
Daimler a fost și va fi î ntotdeauna o firm ă renumit ă pentru calitatea pe care o
oferă clienț ilor.

7

1. MPL – Engineering [𝟕]
Societatea MPL – Engineering GmbH este o întreprindere filială a Societăț ii pe
acțiuni MPL Kompentenz Center AG și a fost înființată î n anul 2005 ca prestatoare centrală
pentru tehnici CAE. Evoluția societății le -a permis deja în 2006 să înființeze și în Satu
Mare, România o alta reprezentanță , Societatea MPL – Engineering S.R.L, ca perspectivă
pentru viit oarele comenzi.
Societatea MPL – Engineering dispune de un num ăr de 30-35 de angajați înalt
calificați și motivaț i, pers onalul este instruit permanent ș i sist ematic cu cele mai noi
cunoștințe. Numai prin calitate ridicată, timpi reduși de reacție, prin re spectarea strictă a
termenelor și printr -o muncă eficientă, mereu conștientizând costurile, a reușit să
satisfacă permanent beneficiarii, asigurându -le astfel ș i pe viitor suc cesul firmei. Strategia
firmei în vederea succesului este să combine optim experi ențele vâ rstnicilor c u energi a și
curajul tinerilor.
1.1. Realizarea comună a obiectivului [7]
Ca un partener indep endent de sistem, pe baza cerințelor, firma stă la dispoziția
clientului pentru alcă tuirea conce ptului, definirea sarcinii sau în pregă tirea un ui caiet de
sarcini, pentru alcă tuirea cerinț elor de profil, studii de concept ș i analize de valoare
pentru sele ctarea unor proceduri adecvate ș i a proceselor ulterioare contribuind astfel la
succesul produsului.
Folosind analiza cu element finit, se optimiz ează toate componentele și produsele
în termeni de rezistență, rigiditate ș i greutate.
Cu ajutorul simulă rilor cinematice se pot examina și îmbunătăț i procesele
mecanice. După deciderea unui concept, î ntr-un timp scurt, pot fi fabricate piese reale
folosi nd tehnica Rapid Prototyping.
Aceste piese pot fi folo site pentru analiza constructivă ș i de design, precum pot
reprezenta și baza pentru producț ia de piese funcț ionale. Imp lementarea cu succes a
ideilor și a soluțiilor valoroase necesită o documentație t ehnică cuprinzătoare. În baza
prescripț iilor specifi ce beneficiarilor, se elaborează elemente componente, resp ectiv
documentații de execuț ie.

8

1.2. Calitate [7]
Cresterea continuă a calității reprezintă un obiectiv central al întreprinderii și
este implementat în mod consecvent în practică .
 Conș tientizarea costurilor la toate nivelele
 Reducerea costurilor fixe prin divizarea muncii
 Motivarea angajaț ilor prin in termediul informațiilor deschise și implicarea lor în
procesul luă rii deciziilor
 Creșterea calității prin calificarea și perfecț ionarea personalului
 Evitarea dependenței față de organizații, clienți și ramuri
 Consolidarea î ncrederii beneficiarilor prin cont inuitatea ș i stabilitatea politicii
firmei .
Dezvoltarea cu succes a grupului de firme este sustinuta de pretentiile ridicate de
performanta ale personalului, care instruit si motiv, se identifica puternic cu
intreprinderea si se ocupa personal de beneficiari.
Pe aceast ă bază este posibil ă reducerea costurilor ș i colaborarea cu benefi ciarii
la toate nivelurile. Creșterea continuă a afacerilor reflectă dinamica și punerea î n aplicare
cu succes a obiectivelor firmei.
1.3. Know -how -ul MPL este avantajul clientului [7]
 Elaborarea si dezvoltarea concepț iei
 Construcț ia
 Calculaț ia
 Simularea roboț ilor
 Proiectarea
 Punerea î n func țiune
 Instruirea
 Documenta ția tehnic ă conform directivelor în vigoare
 Marcajul de conformitate CE

9

1.4. Sisteme CAD / Softuri de construcț ie[7]
Pentru re zolvarea unor sarcini multiple și pretențioase, pe lângă un spectru larg
de cunoștinț e de specialitate sunt necesare ș i cele mai moderne instrumente. Cu ajutorul
instrumentelor CAD, MPL – Engineering sunt mereu actuali și adaptabili la cerinț ele
beneficiarilor.
 CATIA
 SolidWorks
 Siemens NX
 Inventor
 ANSYS
 DELMIA
 Process Simulate
1.5. Softul DELMI A[7]
O parte integrată a platformei Dassault Systems 3DEXPERIENCE este legătura
între lumea virtuală și cea reală.
DELMIA, alimentată de platforma 3DEXPERIENCE, ajută la crearea unei rețele
globale de colaboratori, modele, optimizare și performanță.
Excelența operațională necesită armonie în întreaga rețea de valori. DELMIA
oferă soluții pentru a mobiliza lumea virtuală de modelare și simulare. Oferă o
întreprindere de producție obișnuită, modernă, care facilitează rezolvarea problemelor și
analiza ef icientă a cauzelor rădăcinilor.
Prin conectarea digitală a acestor utilizatori, companiile pot avea un control
asupra întreprinderii lor.

10

Fig. 1.1. Simulare 3D – Delmia [15]
Gama de soluții DELMIA, alimentată de platforma 3DEXPERIENCE®, este
proiectată pentru a maximiza agilitatea și flexibilitatea în planificare. Inginerii din
industria prelucrătoare pot beneficia de soluții și planuri de inginerie industrială DELMIA
în spați ul virtual 3D pentru a ajuta la accelerarea planurilor de lansare a introducerii de
noi produse.
Acestea sunt responsabile pentru fabricarea și realizarea operațională a
sistemelor globale de producție și de control al calității.
Soluțiile pentru planifi care și optimizare oferite de DELMIA oferă utilizatorilor o
planificare cuprinzătoare a lanțului de aprovizionare și a operațiunilor, capacități de
optimizare la toate nivelurile. Realizat de platforma 3DEXPERIENCE®, soluțiile DELMIA
oferă managerilor, pla nificatorilor și dispecerilor o vizibilitate completă și control asupra
oricărui orizont de planificare – de la planificarea strategiei de rețea la distanță până la
planificarea zilnică a forței de muncă și planificarea rutei. Cu DELMIA, vă puteți mări
performanța vânzărilor.

11

Acest soft este utilizat de Daimler pentru simularea proceselor, mișcarea
roboț ilor, optimizarea timpilor de producț ie. Practic cu ajutorul acestui soft, putem să
determină m orice fenomen ce poate apă rea pe parcursul proiectului, minim izând erorile
eventuale, se pot pozi tiona toate elementele unei stații în așa fel î ncât să nu apar ă coliziuni
între robo ți.
Interfața softului seamănă foarte mult c u programul de proiectare CATIA. De fapt
aceste doua softuri sunt compatibile, deoarece produc ătorul este același, Dassault
Systems. Tot ce se proiectează în CATIA , se va importa in Delmia .

Fig.1.2. Exemplu de program in Delmia. [15]

12

13

2. Provocări în industria automobilelor
[1]
KUKA este principalul furnizor mondial de echipamente de producție din
industria automobilelor. Datorită experienței sale îndelungate, sunt maiștri în elaborarea
de procese de producție flexibile și eficiente. Echipa KUKA poate ghida clienții spre soluții
orientate spre viitor, în direcția Industrie 4.0.
Industria automobilelor este foarte dinamică și necesită flexibilitate extremă din
partea producătorilor de automobile. Creșterea concurenței la nivel mondial necesită un
echipament de producție inteligent, combinat cu sisteme l ogistice flexibile. Acestea pot fi
adaptate rapid și, astfel, pot servi și cererii în continuă creștere pentru varietatea de
modele. Pe lângă instalare, are un rol important funcționarea cât mai simplă posibilă a
sistemului.
Producătorii de automobile cons tată tot mai mult că trebuie să își extindă sau
chiar să își redefinească competențele -cheie de la automobil la mobilitate . Aceștia pot
rămâne competitivi numai dacă pot face față progres elor din Industrie 4.0 , modificărilor
demografice și producției pe bază pe date.
2.1.Soluții pentru industria automobilistică
KUKA pune la dispoziție opțiunile de configurare necesare pentru a stăpâni în
mod eficient toate provocările din industria automobilelor: Procesele de fabricație și
logistică personalizate, modulare și automatizate deschid calea către un succes de durată
în industria automobilelor.
Soluții le KUKA înseamnă servicii complete. Conceptele de automatizare sunt
create individual pentru sistemul ales. Datorită expertizei vaste, robotizarea ajută la toate
etapele procesului. KUKA este singurul furnizor unde se regăsește parte de producție,
logistic ă și componente dintr -o singură sursă:
Inginerie:
Experiență vastă în dezvoltarea de soluții de producție eficiente pentru industria
automobilelor.
Testarea și cunoașterea proceselor:
Unitatea TechCenter de 2 500 de metri pătrați oferă spațiu pentru conf igurații de
testare realiste, care furnizează întotdeauna date fiabile despre proiect. Pe baza
cunoașterii complete a domeniului, vor găsi soluția optimă pentru cerere.
Pentru a dezvolta permanent soluțiile de automatizare robotizate, KUKA
colaborează cu t oți cei mai importanți producători. De exemplu, o combinație inovatoare

14

de hardware și software creează o colaborare productivă unică între om și robot , care este
sinonim ă cu locuri de muncă de viitor.
2.2.Roboți și software [1]
Fie că planificați noi instalații, fie că doriți să optimizați sistemele existente, KUKA
are software -ul potrivi t. Sp ectrul variază de la software -ul de sistem extensibil la
aplicațiile robotizate gata de utilizare, comenzile pe bază de software și vizualizare și
simularea 3D.
Astfel, compania susține rețelele inteligente de roboți și interacțiunea sigură între
om și mașină. Oferă întotdeauna o interfață ușor de utilizat și garantează o
compatibilitate de 100 %. Cu software -ul KUKA, roboții și sistemele dumneavoastră sunt
întotdeauna programate pe productivitate. Software -ul sistemului KUKA este inima
întregului control. În acestea toate funcțiile de bază sunt stocate care sunt necesare pentru
implementarea sistemului robot.

Fig. 2 .1. Robot Kuka KRC4, cu un cleste de sudare tip C [6]
Roboții sunt livrați împreună cu un panou de control „KCP” (Kuka Control Panel),
care are un afișaj și un șoare ce 6D integrat, cu care se mișcă manipulatorul. Pentru a
controla manual axele, comutatorul d e activare de pe spatele panoului de comandă
trebuie activat.
Apăsând mai puternic acest buton ajută și la „Emergency Stop”. De asemenea se
regăsește și un buton roșu care servește la „Emergency Stop”. Roboții de ultimă generație,

15

KRC 4.0, au KCP -ul cu touch screen, ușurând astfel navigarea pe acesta, roboții KRC 2.0 au
panou cu butoane.
Un computer robust amplasat în dulapul de comandă comunică cu sistemul robot
printr -o cartelă MFC. Semnalele de control între manipulator și comenzile sunt
transferate utilizând așa -numita conexiune DSE -RDW. Cardul DSE se află în dulapul de
comandă, cardul RDW în soclul robotului. Controalele pentru tipurile vechi KRC1 au
folosit Windows 95 pentru a rula software -ul bazat pe VxWorks. Echipamentul periferic
include un CD -ROM și o unitate de disc. Sunt disponibile, de asemenea, prize Ethernet,
Profibus, Inter bus, Devicenet și ASI.
Controalele pentru tipul KRC2 utilizează sistemul de operare Windows XP.
Sistemele conțin o unitate CD -ROM și porturi USB, conexiune Ethernet și oferă conexiuni
opționale pentru Profibus, Interbus, DeviceNet și Profinet.
La cei ma i noi roboti, KRC4, sistemul de operare este deja Windows 10, KCP -ul
avand un ecran mare cu touch screen cu ajutorul căruia navigarea și controlul robotului
este mult mai ușoară. Avem nevoie doar de un USB stick pentru a încărca programele din
offline.

Fig. 2 .2. Kuka Control Panel (KCP) [8]

16

2.3.Componența importantă a conceptului de succes: Asamblare și
testare [1]
Cu sediul în Bremen, divizia de Asamblare și testare a furnizat încă din 1982
instalații de asamblare și instalații de testare către numeroși clienți și parteneri din
industria automobilelor. Pe mai mult de 18.000 de metri pătrați, se planifică, se
proiect ează și se fabrică echipamente de automatizare computerizate pentru asamblarea
rațională a unor produse de serie, cum ar fi motoarele, chiulasele, axele, frânele și
sistemele de direcție.

Fig. 2 .3. Robot Kuka KRC4 cu 7 axe. [5]

17

De asemenea, experții KUKA din domeniul automobilelor stau întotdeauna la
dispoziția dumneavoastră pentru a vă sfătui, de exemplu, în ceea ce privește planificarea
proceselor, școlarizarea pentru clienți sau serviciile post -vânzare.

Fig. 2 .4. Linie de producție – Construirea părții laterale a mașinii [16]
 Roboții din seria KR QUANTEC sunt ideali pentru numeroasele exigențe din
industria automobilistică. Prin urmare, portofoliul include printre altele robotul de
spălare KR QUANTEC nano F exclusive , roboții preciși din familia KR QUANTEC
extra sau roboții industriali de putere din familia KR QUANTEC ultra .
 Potrivit raportului Harbour, fabrica de p roducție din Toledo, Ohio, unde se folosesc
doar propriile tehnologii, este una dintre cele mai eficiente fabrici de construcție
de caroserii din America de Nord.
 Datorită competențelor celor de la Swisslog , se pot garanta soluții inovatoare de
intralogistică cu livrare „just -in-time” (exact la momentul potrivit). Acest lucru
asigură un proces de producție fără sudură.
 KUKA colaborează la numeroase proiecte de cercetare cu instituții precum Ar ena
2036 sau Institutul Fraunhofer al fabricii de cercetare E3, Universitatea Tehnică
din München și Centrul Aerospațial German. Pe durata proiectelor, s -au
implementat deja mai multe aplicații în software -ul propriu – de exemplu

18

KUKA.UserTech – pentru a a sigura o transmisie optimă a datelor și o programare
ușoară.
 Se lucrează cu clienți din întreaga lume pentru a ajuta elaborarea și promovarea
de modele de afaceri și forme de contract orientate spre viitor, precum modelele
de afaceri și Pay -Per-use (plata per utilizare).
2.4.Kuka Robotics, sediu nou în Timișoara[2]
Automatizările și roboții sunt vedetele proceselor discrete sau de flux de
producție ale momentului. Ele pot fi, nu doar motiv de laudă pentru moment, dar și o
garanție a stabilității și viitorului unei afaceri în industrie.
Încercând să sprijine cât mai bine compani ile românești interesate din ce în ce
mai mult de robotizare, Kuka Robotics a construit și inaugurat la Timișoara, pe data 6
octombrie 2016, sediul diviziei locale a companiei . La deschidere au participat membri
importanți ai conducerii Kuka Europe și Kuka Hungary, dintre care menționăm pe Harald
Steininger – Director Robot & CS Sales East Europe și Daniel Rucandio – Sales Manager
Europa, alături de reprezentanții locali, parte nerii și o parte a clien ților companiei.
Scopul deschiderii noului sediu este ca acesta să asigure o creștere stabilă a
afacerii, o astfel de infrastructură fiind necesară, deoarece Timișoara reprezintă o zonă cu
mare potențial pentru automa tizare, fiind , de asemenea, și foarte bine poziționată, la
răscrucea dinspre Europa de Vest către România, cu un acces bun la autostradă și la un
aeroport cu zboruri directe convenabile, după cum au declarat reprezentanții companiei.
Sediul aparține Kuka Robotics Ungar ia (filială KUKA) și va avea și funcția de
centru de aplicații, de testare și demonstrații. De asemenea, tot aici se vor organiza cursuri
de instruire. În Ungaria există 3 locații (Taksoni, Fuzesgyarmat, Budapesta) unde se
produc controlere KUKA, se modern izează robo ții vechi și se dezvoltă și testează software
pentru roboți.
 Echipamente – În locație se găsesc două celule de instruire, o celulă de testare
AGILUS și robotul iiwa .
 Echipa – În România, Kuka Robotics are 4 anga jați, care au ca zonă de vânzări
România si Bulgaria, atât pentru roboți noi, cât si refolosiți.
 Instruire certificată – Specialiștii KUKA asigură cursuri cu pregătire practică
personalului din întrea ga lume, în decursul căreia se pot asimila cunoștin țele
necesare unui specialist, de l a sursă. Seminariile modulare sunt concepute în
funcție de cerințele practice curente din fiecare caz în parte. Rezultatul obținut îl
reprezintă un personal bine școlarizat și cu înaltă calificare, în companie.

19

Serviciile oferite sunt:
 Asistență tehnică:
KUKA oferă o gamă cuprinzătoare de servicii, incluzând planificarea în
colaborare, pornirea și întreținerea, pentru a -și sprijini beneficiarii să utilizeze întregul
potențial al echipamentelor KUKA. În caz de urgență, asistența tehnică de la KUKA este
disp onibilă 24 ore pe zi.
 Consultanță în domeniul Roboticii:
Echipa de consultanță de la KUKA este alături de clienții săi, începând cu primul
pas pe drumul spre o soluție optimă, de automatizare personalizată, cu servicii care
acoperă activități de la proiect area conceptuală, analiza și simularea aplicației, până la
alegerea practică a robotului și integrarea acestuia. În viitor, se dorește extinderea echipei
și creșterea know -how -ului, precum și creșterea spațiului zonei de instruire și a celei
rezervată depo zitării.

20

21

3. Mercedes -Benz și Daimler AG [9]
"Cel mai bun sau nimic"
Mercedes -Benz este o marcă germană de automobile la nivel mondial și o divizie
a Daimler AG. Marca este cunoscută pentru vehicule de lux, autobuze, autocare și
camioane. Sediul central este în Stuttgart, Baden -Württemberg. Numele a apărut pentru
prima dată în 1926 sub Daimler -Benz.
Mercedes -Benz își are originea în automobilele Daimler -Motoren -Gesellschaft
din 1901 Mercedes și Karl Benz 1886 Benz Patent -Motorwagen, care es te considerat ca
primul automobil pe benzină.
În afara Germaniei, vehiculele Mercedes -Benz sunt, de asemenea, fabricate sau
asamblate în nu mai puțin de 30 de țări din întreaga lume.
De la înființare, Mercedes -Benz și -a menținut reputația pentru calitatea și
durabilitatea sa. Astăzi este unul din cei mai mari producători de autovehicule, producând
peste 20 de modele. Marca a planificat lansarea brandului electric EQ, cu SUV -ul EQC fiind
stabilit pentru producție în anul 2019. În septembrie 2018, Mercedes a prezentat EQC,
prima mașină electrică, la un eveniment desfășurat la Stockholm.
2022 va fi anul în care Daimler a declarat că societatea va investi 11 miliarde de
dolari pentru a se asigura că fiecare Mercedes -Benz are o versiune complet electrică s au
hibrid disponibilă pe piață.
3.1. Industria 4.0 la Mercedes -Benz [9]
Industria automobilelor se confruntă cu schimbări fundamentale. Alături de
electrificarea sistemului de propulsie și de condusul autonom, este mai presus de toate
digitalizarea care conduce acest proces de schimbare. Această combinație fizică și digitală
este adesea menționată ca "Industrie 4.0". Realizarea întregului lanț de valori în timp real
este deja mai mult decât o viziune pentru Mercedes -Benz. Și accentul aici este întotdeauna
pe oameni – clienți și angajați.
Automatizarea producției în zilele noas tre este un punct cheie pentru a rămâne
pe piața mondială. Pentru a face față cererii și pentru a oferi o calitate cât mai bună,
Daimler implementează de la an la an sute sau chiar mii de roboți și echipamente noi
pentru producție.
Toate procesele sunt automatiza te, mașina este transportată pe o masă, care și ea
la rândul ei este programată și transportă mașina de la o linie la alta, operatorul uman
având doar sarcina de a alimenta stațiile cu piese, monitorizarea și urmărirea proceselor
pentru a putea rea cționa la o eventuală defecțiune sau problemă apărută, care să oprească
linia de producție.

22

Fig. 3.1. Linie de producție Daimler [10]
3.2. Fabrica inteligentă – lanțul de valori complet conectate la rețea [9]
"Fabrica inteligentă" este elementul central al digitalizării întregii companii. În
fabrica inteligentă, produsele, mașinile și întregul mediu sunt conectate în rețea și
conectate la internet. Integrarea lumii reale într -o lume digitală funcțională permite
crearea unui așa -zis "gemene digitale", care pe rmite reprezentarea în timp real a
proceselor, a sistemelor și a magazinelor de producție întregi.
Digitalizarea ne permite să facem produsele mai individuale, iar producția mai
eficientă și mai flexibilă. Provocarea este de a planifica pe termen lung, rămânând în
același timp capabil să răspundă rapid dorințelor clienților și fluctuațiilor pieței.

23

3.3.Mercedes -Benz urmărește cinci obiective majore cu fabrica
inteligentă [9]:
 Flexibilitate mai mare: fabrica inteligentă permite producției să răspundă și mai
rapid la fluctuațiile pieței mondiale și să schimbe cererea individuală a clienților.
Producția digitală facilitează, de asemenea, producerea unor produse din ce în ce
mai complexe.
 Eficiență mai mare: utilizarea eficientă a resurselor, cum ar fi energia, clădirile sau
stocurile de materiale, este un factor competitiv decisiv; un lanț de proces complet
digital înseamnă, de asemenea, un control constant al stocurilor: componentele pot
fi identificate în orice moment și oriunde. Unitățile de producți e pot fi controlate
de oriunde.
 Viteză mai mare: procesele flexibile de producție, modificarea simplificată a
instalațiilor de producție existente și instalarea de noi facilități permit procese de
producție mai simple și mai eficiente. Aceasta, la rândul s ău, permite cicluri mai
scurte de inovare, iar inovațiile de produs pot fi transferate în mai multe serii de
modele într -un timp mai scurt (timp -la-piață).
 Mediu de lucru atrăgător: interacțiunea activă între om și mașină, folosind și noi
interfețe de oper are, va schimba mediul de lucru în multe domenii, de ex. în
formare și ergonomie. Luând în considerare schimbările demografice, acest lucru
deschide noi perspective atunci când se creează noi modele de lucru și stil de viață.
 Logistica inteligentă: de la c onfigurarea vehiculului și comandarea de către client
la definirea părților necesare și achiziționarea acestora, apoi la producție și livrare.
Pentru a pune acest lucru în termeni vizionari: "Odată comandat, un vehicul își
caută locul de producție și mașin a de la sine".
 Mercedes -Benz este acum capabil să simuleze digital procesul de producție de la
uzina de presă până la asamblarea finală și, prin urmare, să stăpânească
complexitatea automobilelor moderne și fabricarea acestora: pentru montaj, în jur
de 400 0 de procese individuale sunt examinate pentru fezabilitate tehnică cu mult
înainte de seria producția începe.Etapă pe etapă, conceptul fabrică inteligentă se
realizează în rețeaua mondială de producție a Mercedes -Benz.
Primele două etape au fost deja cla r definite și realizate în mod substanțial:
 Mercedes -Benz are acum standarde globale de componente, o arhitectură
standardizată a sistemelor și o tehnologie standardizată de automatizare, reglare
și control.
 Ori de câte ori se fac investiții, modulele de tehnologie standardizate la nivel global
sunt utilizate în robotică și procese de producție.
Următorii pași pe calea producerii viitorului sunt modulele de echipament
aplicabile la nivel mondial adaptate modulelor de produs și strategii de lucru
standardiz ate. Înainte de sfârșitul deceniului, această viziune specifică a fabricii

24

inteligente se va reuni sub forma unei fabrici de referință concepute în întregime pentru
metodele și procesele descrise mai sus.
Multe procese care au sunat ca science fiction doar cu puțin timp în urmă sunt
deja sau vor fi utilizate în curând în producție:
 Imprimare 3D / fabricarea aditivilor: utilizarea în prototipuri rapide (de exemplu,
matrițe de turnare cu nisip pentru motoare), capace de protecție (de exemplu,
pentru prelucrar ea prin roboți om -robot), unelte (de exemplu elemente de
prindere).
 Dispozitive mobile în producție: Noi metode de calibrare a afișajelor (de la mijlocul
anului 2016), utilizarea tabletelor pentru controlul roboților în interiorul
vehiculelor ("InCarRob") prin Wi -Fi.
 Calea urmată de roboți ușori poate fi generată de "demonstrație", adică muncitorul
conduce roboții și mașina învață calea.
 Date de producție Cloud / disponibilitate globală a datelor de producție: De
exemplu, pentru modele compacte, Rastatt poa te accesa datele de producție de la
toate celelalte instalații din rețeaua de producție la nivel mondial, de ex.
Kecskemét, și ar fi chiar capabil să reprogrameze roboții care funcționează acolo.
Asistența științifică pe drumul către fabrica digitală este asigurată de proiectul
ARENA 2036 (mediul activ de cercetare pentru generația următoare de automobile):
acesta este un campus de cercetare în care Daimler desfășoară cercetări privind viitorul
producției și proiectarea ușoară cu parteneri din domeniul știi nțific comunitate și
industrie. Proiectul va continua până în anul 2036, când automobilul își sărbătorește cea
de-a 150 -a aniversare.

25

4. Proiect e Daimler
Firma MPL – Engineering pres tează servicii de proiectare ș i de simulare pen tru
firma Daimler AG. În proporț ie de 80 % toate proiectele sunt primite de la Daimler. Firma
noastră se ocupă atât cu partea de proiectare cât și cu partea de simulare, după care
instalarea programelor pe roboți , punerea in funcț iune a liniilor de a samblare a
autoturismelor ș i suport tehnic in cazul in care exista o defecțiune.
Cel mai recent proiect este BR206/236 noul model C -Klasse, care va fi fabricat în
nu mai puțin de patru variante.
4.1. Proiectul BR206 /236 – C-Klasse

Fig. 4.1. Mercedes – Benz C -Klasse
Acest proiect este în derulare, în momentul de față este î n fază de constru cție a
stațiilor ș i a liniilor, se fixe ază roboții, gardul de protecț ie, mesele pe care sunt amplasate
piesele, instalaț iile electrice etc. Între timp se pot rula primel e programe pentru testarea
robo ților. Aceștia trebuie reglaț i la param etri standarde pentru a nu suprasolicita oricare
dintre axe de rota ție și pentru buna funcționare . Se ruleaz ă un program care prin

26

„pendulare” va cântări cleș tele sau greiferul ce este montat pe robot, resp ectiv un program
ce va testa frâna fiecărei axe de rotaț ie.
După rularea primelor programe de autoinițializare , se vor rula service
programurile si pe urma programele principale.
Proiectul va cuprinde 4 modele C-Klasse dupa cum urmeaza :
 Sedan
 Break
 Coupe
 Cabrio
Primele modele vor aparea pe piață la sfârșitul anului 2020, î nceputul anului
2021 cu o c onstrucție nouă ș i un design aparte.
Nici o serie nu s -a vândut mai bine decât Mercedes C -Klasse (W205), modelul
trebuie să se așeze pe noua generație (W206) din anul 20 21. Prin urmare, gama este în
creștere în special în segmentul SUV, iar noi modele electrice completează portofoliul. Aici
sunt toate informațiile despre generația a cincea a clasei Mercedes C, pe care am prins
exclusiv ca camuflaj Erlkönig.

Fig. 4.2. Mercedes – Benz C -Klasse Camuflaj [11]
De la sfârșitul anului 2020, noua clasă C se va naște în momente dificile. Trebuie
ca sa dezvolte conceptele lor tehnice privind modulul MRA II ( „R“ din spate“, adică,
platforma cu tractiune pe spate pentru a construi și E- si S-Class).
Dupa o lungă perioadă de timp, în care Apple, Google și Tesla, cu autovehiculele
lor mai mult sau mai puțin autonome, ar putea câștiga din ce în ce mai multă putere.

27

4.2. Noua clasă Mercedes C cu afișaj plutitor

Fig. 4.3. Interior Mercedes – Benz C -Klasse
Același lucru se aplică la capitolul unitate – pe cale complexă: Noul motor pe
benzină cu filtru de particule diesel și generarea OM 654 sunt de a extinde departe în
viitor și se potrivesc pentru norma de poluare Euro 7. Deocamdată , Mercedes nu vrea să
știe despre sfârșitul motorului diesel, deoarece noile centrale electrice au devorat trei
miliarde de euro în dezvoltare.
În plus, cu toate acestea, un hibrid plug -in cu 75 de kilometri gama pur electric
conform WLTP si EQ variante cu propria arhitectură tehnologie sunt pregătite inițial ca
nume de SUV EQC (2019 până la 450 km interval) și mai târziu ca sedan EQ. La toate
modelele, este disponibil un sistem electric de 48 V cu funcție de amplificare.

28

Fig. 4.4. Prima masina full elect rica Mercedes – Benz EQC [12]
Plug -in-ul pentru celulele de combustibil din F -Cell GLC este rezervat pentru o
serie mică. Deoarece tendința este încă puternică față de SUV, Mercedes se întărește și pe
acest front.
După lansarea extrem de succes a GLC, GLC Coupe, Kombi, All -Terrain, E -Class
vine în viitor. Caroserii mari, roți mari, tracțiune integrală și suspensie pneumatică cu
reglare înălțime pentru a deschide noi oportunități și aplicații aici.
4.3. Trei kituri d e construcție vor deveni una [9]
În plus, Mercedes continuă să dezvolte sistemul său modular flexibil. La un
moment dat, clasa C ar trebui să poată conduce un hibrid plug -in chiar și la 150 de mile
pur electrice. Baterie din trunchi și din podeaua mașinii. Dar aveți nevoie de o nouă bază
tehnică. Și pentru că Mercedes are mottoul „Cel mai bun sau nimic“ se angajează să
dezvolte cele trei kituri (AMF, MRA și EVA) pentru a face o singură. Acest lucru ar fi
conceput pentru ambele motoare cu combustie internă și acționări electrice.

29

În orice c az, un arbore cardan nu are nevoie de el, deoarece axele sunt acționate
electric. În plus, volumele rezervoarelor pot fi mai mici, pentru ca plug -in-hibrizi sunt, în
principal, de energie electrică și necesită mai puțin combustibil la bord. Sunt înregistra te
progrese suplimentare în domeniul sistemelor de asistență.
Noul C -Class oferă posibilitatea de intrare complet automatizat și lăsând un
spațiu de parcare, în conformitate cu parcuri pre -echipate auto și un reflector digital care
poate ilumina drumul în funcție de situație. Și este conceput pentru a putea conduce
complet autonom pe secțiuni de autostradă mai lungi (Nivelul 3). În același timp,
Mercedes avansează în rețea sistemele de siguranță activă și pasivă.
Acest lucru înseamnă că tehnologia senzorilo r acum aproape de la sine înțeles
pentru sisteme, cum ar fi de avertizare părăsirea benzii de circulație și schimbarea benzii
asistent și de control al vitezei adaptiv și asistență de frânare urgentă contribuie la
declanșarea airbag -urilor sau chiar amorti zoarele și suspensiile pneumatice în șasiu
pentru a întări rapid, împiedicând coborârea vehiculului într -un accident.

Fig. 4.5. Sudare cu laser [14]
Noile modele C -Klasse vor fi fabricate î n linii automatizate, vor fi construite cu
ajutorul robo ților incepând cu cea mai mică bucată de caroserie, interiorul mașinii,
parbrizul, vopsirea, toate procesele sunt automatizate.

30

Fiecare tehnologie este foarte costisitoare, dar se cheltuiesc cei mai mulț i bani
pentru a testa noi tehnologii și soluț ii noi pentru eficientizarea industria construcț iilor de
masini.
Se folosesc trei tehnologii de sudare :
 Prin puncte: toată caroseria este sudat ă prin puncte
 MIG -MAG: se folosește la întă rirea zonelor mai sensibile pentru o siguranță
mai bună în caz de accident
 Cu laser: este o tehnologie foarte avansat ă, se utilizează în zone unde est e
nevoie de o sudare foarte subț ire, de ex: acoperis, portbagaj.
Se utilizează de altfel și tehnologii de înșurubare, de lipire, ș tanțare, sudarea de
șuruburi etc.
În figura 4.5 este r eprezentată operația de sudare cu laser. Se sudează de regulă
zonele exterioare care trebuie îmbinate și trebuie să fie perfecte ca să nu se observe
sudarea. Se folosesc la acoperișul mașinilor, portbagaj, eventual capota mașinii etc.

Fig. 4.6. Efectuarea unui schimb de cle ște de sudare tip C [16]

31

În stația FS41 este un robot cu 7 axe, a 7-a axa fiind una lini ară de 20000mm.
Acest robot (052RB_ 100) va prelua tabla din stația de stocare și o va a șeza pe masa
050ABS001 de pe care urmează s-o preia robotul 052RB_200. Acesta va pre lua tabla de
pe masa 052ABS001 și va urma procesul de sudarea ș uruburilor, ap licarea lipiciului cu
tehnologie externă ș i transferul piesei c ătre 050RB_100. 052RB_200 respectiv
052RB_100 vor folosi combi greifere, acestea au denumirea aceasta pentru c ă se foloseș te
la toate cele 4 modele.
Robo tul 050RB_100 va folosi pentru fiecare model alt greifer . Acesta av ând GEO
Greifer, deoarece va fixa tabla pe caroserie și va aștepta în poziție sudarea piesei în câ teva
puncte pentru f ixarea corectă a acesteia.
Roboții care sudează au un singur cle ște, sudeaza și î n timp ce greiferul se afl ă pe
caroserie cu bucata care vine sudat ă. Dup ă ce robotul cu grei fer se îndepă rteaz ă, cei 4
robo ți de sudare vor continua s ă sudeze c âte 14-16 puncte.

32

33

5. Utilizarea robo ților industriali în
opera ții de sudare
5.1. Sudare a în puncte la cald [4]
Sudarea este procedeul cel mai răspândit în industria constructoare de mașini,
prin care se obțin îmbinări nedemontabile, pentru executarea operațiilor de sudare fiind
folosit un număr mic de operatori umani.
Sudura în puncte este un procedeu de îmbinare de rezistență, a două sau mai
multe foi de tablă de metal, de regulă oțel, fără să se folosească material de adaos. În zona
de sudat, cu ajutorul a doi electrozi din aliaje de cupru , se aplică o forță de comprimare și
se transmite curent electric , care produce încălzirea pieselor la nivel local. Ca urmare,
materialul dintre electrozi se topește iar după întreruperea curentului de sudură
materialele se solidifică și are loc î mbinarea, realizându -se punctul de sudură.
Calitatea sudurilor executate de operatorul uman depinde, în foarte mare
masur ă, de dexteritatea si con știinciozitatea sudorului, care trebuie s ă execute mi șcările
necesare opera ției de sudare cu mare regularitate și precizie.

Fig. 5.1. Stație de sudare prin puncte cu 4 roboti [16]

34

Pe de altă parte, sudorii lucrează în condiții de mediu total neprielnic; ei sunt
expuși la radiații calorice și luminoase, inhalează fum, lucrează de multe ori in poziții
foarte dificile, pot fi stropiți cu metal topit și trebuie să aibă atenția concentra tă la
maximum în permanență.
Cele prezentate mai sus justifică interesul tot mai crescut al producătorilor de a
trece la automatizarea operației de sudare, aceasta și pentru faptul că operațiile de sudare
executate de operatorul uman sunt foarte scumpe. O peratorul uman nu este la fel de
precis ca și robotul, care de fiecare dată sudează în aceleași coordonate XYZ cu aceeași
putere oferind cea mai bună calitate al fiecărui punct.
În așa fel robotizarea este și perfecționalizarea proceselor din punct de ved ere
calitativ. Nu în ultimul rând roboții pot să ofere producție 24h/24h, producția oprindu -se
doar în timpul efectuării controalelor periodice și de întreținere.

Fig. 5.2. Sudare cu arc (MIG -Welding) [13]
Dacă în cazul producției de serie mare sau masă se cunosc de mai mult timp
sisteme pentru sudarea automată sau semiautomată, în producția de serie mică sau
mijlocie executarea automată a operațiilor de sudare necesită mijloace flexibile, care să

35

permită ad aptarea rapidă la variabilitatea produselor. Acele mijloace sunt roboții
industriali de sudare, instalații specifice de alimentare cu material, dispozitive speciale de
poziționare, scule de lucru specifice. Pot fi automatizate cu ajutorul roboților industr iali
operațiile de sudare în puncte și de sudare continuă cu arc în mediu de gaz protector. În
ambele cazuri, asamblarea prin sudură se realizează din două sau mai multe piese.
Sudarea prin presiune în puncte sau prin rulare asistat ă de robo ți se reg ăsește, în
special, în celulele si liniile flexibile p entru asamblarea caroseriilor de autovehicule,
permi țând trecerea u șoară de la fabricarea unui autovehicul la altul. De altfel, Corpora ția
General Motors a realizat î ncă din anul 1969 o linie robotizată de sudare prin puncte,
deservit ă de 38 de roboț i industriali Unimate, p entru sudarea caroseriei autoturismului
"Vega".
Celulele ș i liniile flexibile p entru sudare cu arc asistate de roboți s -au organizat în
special în î ntreprinderi construc toare de vehicule feroviare, maș ini de ridicat și
transportat uzinal, miniere, șantiere navale, urmărindu -se automatizarea sudă rii unor
subansambluri de tip grindă, traversă , cheson etc.
Robotizarea operațiilor de sudare prezintă urmatoarele avantaje:
 ușurarea muncii sudorilor, prin protej area lor de căldură, gazele/fumul și
radiațiile emanate în timpul sudă rii;
 intensificarea parametrilor procesului de sudare, operatorul uman fiind
îndepă rtat de zona de producere a noxelor;
 suprapunerea timpului de mașină (de "arc") cu cel auxiliar;
 îmbunătățirea calităț ii sudur ilor executate (puncte de sudură poziționate precis,
cusă turi unif orme), reducerea volumului lucră rilor de remaniere.
Ca urmare a celor de mai sus, se poate obț ine o cre ștere a productivităț ii muncii
la inst alațiile de sudare servite de robo ți in medie cu 100%.
5.2. Particularit ăți ale operaț iilor de su dare executate cu ajutorul
roboț ilor industriali [4]
În cursul operațiilor de sudare î n punct e, piesele metalice care urmează să fie
îmbinate nedemontabil se încălzesc local datorită efectului Joule produs de curentul
alternativ de intensitate mare și tensiune scăzută, care se scurge î ntre electrozii cle ștelui
de sudare.

36

Fig. 5 .3. Simulare 3D, punct de sudură [15]
Acești electrozi ating feț ele op use ale pachetului de piese de îmbinat și le
presează , astfel încât să se obțină atingerea acestora în zona în care se va realiza
îmbinarea. Fazele procesului de sudare prin puncte sunt (duratele fazel or sunt indicate î n
Hz, p entru curentul alternativ cu frecven ța 50 Hz):
 presarea inițială a electrozilor, realizâ ndu -se o presiune de contact de 55 -70
bar(7 Hz);
 sudarea (curentul de sudare str ăbate pachetul de piese de îmbinat, 8 Hz);
 men ținerea electrozilor in po zitia de presare, in decursul căreia piesele se răcesc
și zonele topite se solidific ă (1 Hz, durata ce poate fi redus ă prin intensificarea
răcirii cu ap ă a electrozilor);
 deschiderea electrozilo r, revenirea capului de sudare în poziția inițială și ră cirea
electrozilor.

37

Se poate aprecia, deci, c ă durat a de execuț ie a unui punct de sudur ă e de cca. 16 Hz (0,32
s).

Fig. 5 .4. Roz – electrod mobil, Albastru – electrod fix [15]
Scula cu care se execută sudarea prin puncte este un clește cu doi electrozi, dintre
care unul este fix, iar celălalt este mobil, acționat de obicei hidraulic. Electrozii și jugul în
care sunt montați aceștia sunt răciți cu apă care circulă prin canalele executate în
interiorul lor.
Cleștele este alimentat cu energie electrică printr -un cablu de secțiune mare și cu
apă de răcire prin intermediul a două furtunuri. O parte din greutatea cablului și a
furtunurilor, cât și rigiditatea acestora, adaugă dificultăți suplimentare la manipularea
cleștelui de sudare, care poate necesita exercitarea unor forțe de până la 1000 N, ceea ce
explic ă dificultatea poziționării corecte a cleștelui de către operatorul uman.

38

Fig. 5 .5. Clește tip C [16] Fig.5 .6. Clește tip X [16]
Pentru a realiza îmbinarea prin sudare în puncte a două obiecte, cleștele de
sudare trebuie să execute următoarele mișcări: poziționarea extremității unui electrod în
dreptul unui punct de sudare, orientarea axei comune a celor doi electrozi pe o direcție
normală pe suprafața pieselor de îmbinat, mutarea extremității unui electrod în punctul
următor, reorientarea direcției axei comune a electrozilor la nevoie, repetarea de atâtea
ori a acestor mișcări câte puncte de sudare există în grupul respectiv de punc te, eventual
cu ocolirea unor obstacole locale, mutarea extremității unui electrod în dreptul primului
punct dintr -un alt grup de puncte.
Două construcții tipice de clești utilizați la sudarea prin puncte folosind roboti
indu striali sunt prezentate in fig . 5.5. și fig. 5 .6.
În vederea executării mișcă rilor descrise mai sus, electrodul mobil al cle ștelui se
va realiza as tfel încât, pe lâng ă o mișcare de translație cu cursa scurtă, în vederea
executării operației de sudare în puncte, să poată executa și o mișcare de translație cu
cursa lungă , necesară ocolirii obstacole lor locale și efectuă rii unor suduri în puncte
așezate î n fundul unor cavi tăți.

39

Ca urmare a contactelor repetate ale elec trozilor cu piesele care urmează a fi
sudate, extremităț ile lor se uzeaz ă, ceea ce conduce la î nrăutățirea procesului. Din acest
moti v, forma geometrică a acestor extremităț i trebuie corectat ă prin frezare. Robotul știe
exact că după un număr X de puncte de sudare, pentru a nu pierde din calitate, trebuie
corectată forma geometrică a extremităților.
După ce capul electrodului a fost uzat total și nu se mai poate freza, acesta se
schimbă tot printr -un proces automatizat. Există un dispozitiv de stocare a acestor piese,
iar robotul știe după măsurarea distanței dintre electrozi, că trebuie să schimbe capetele
electrozilor.

40

41

6.Linia de sudare bară spate – FS41
Dup ă primirea unui Layout, unde este reprezentat concep ția Daimler, cum și î n
ce fel s ă fie construite liniile, num ărul de roboti ș i de cle ști de sudare, tehnologii, precum
și unde să fie amplasaț i robo ții ș i elementele dintr -o staț ie etc., cei de la proiectar e
proiecteaz ă mesele, stațiile de stocare a pieselor , greiferele, iar cei de la simulare
construiesc și amplaseaz ă absolut totul in sta ție, începâ nd de la robo ți până la canalele
pentru cablajul electric, gardul pentru protecț ie etc.
Se analizeaz ă orice situa ție ce poate să apară în timpul procesului și se respectă
durata ciclului impus ă de Daimler. Fiecare punct de sudură, î nșurubare, contur pentru
lipire, sunt bine definite într-un tabel excel, cu coordonate exacte date de Daimler.

Fig. 6 .1. Greifer pentru modelul Cabrio [15]
Se va prezenta stația ST050 din lini a FS41 ce conț ine 7 roboti, unde se monteaz ă
bara din spate al ma șinii. Î n aceast ă staț ie se utilizeaz ă 4 tehnologii:
 Sudarea prin puncte
 Lipirea

42

 Sudarea de ș uruburi
 Handling : Robot cu greifer care are rolul de a scoate piesa din sta ția de
stocare , aplicarea lipiciului cu o tehnologie extern ă (adic ă pistolul pentru
lipit nu este montat pe robot), sudarea șuruburilor (tot cu tehnologie
extern ă), pozi ționarea și fixarea tablei pe caroserie . (Fig.6.1.)
6.1. Elemente de referin ță în construcț ia unei statii
Se consider ă un punct 0 al ma șinii, un sistem de coordonate XYZ ce se afl ă în
partea din fa ță a ma șinii. Din acest punct se calculeaz ă pozi ția exact ă al fiec ărui punct de
sudur ă ce trebuie respectat în vederea ob ținerii calit ății dorite. Aceste puncte sunt date
într-o list ă excel, unde g ăsim toate informa țiile necesare, at ât tipul de ma șină pe care se
va lucra, cu volan pe st ânga sau pe dreapta, sedan, break, coupe sau cabrio res pectiv cu
acoperi ș sau cu acoperi ș din sticla. În func ție de aceste puncte de sudare ne alegem
cleștele corect pentru sudare. Fiecare cle ște are o fișă unde sunt indica ți datele tehnice ale
acestuia, și în func ție de acesta se alege cle ștele potrivit.

Fig. 6.2. Punctele de sudură reprezentate în fișier excel [15]
Punctele de sudur ă sunt î ntr-o list ă de excel (fig. 6.2.) , unde sunt indica ți cleș tii
necesari pentru sudare, for ța de ap ăsare în momentul sudă rii în kN, piesele ce se sudează ,
grosimea lor, materialul etc. Acestea se export ă în format txt și se importă în simulați e pe
caroserie.

43

Fig. 6 .3. Punctul 0 al masinii [15]
Fieca re element dintr -o stație, dar ș i fiecare punct de sudur ă este poziționat față
de punctul 0 al maș inii. De aceea se ș tie cu exactitate unde trebuie pozi ționa ți robo ții, ca
să ajung ă la fiecare punct la fiecare model de ma șină, mesele pentru elementele de
caroserie ș i res tul tuturor elementelor ce aparț in unei sta ții.
6.2.Dispozitive și tehnologii utilizate în sta ția FS41 ST050
Figura 6 .4. reprezint ă celula unde se sudeaz ă bara din spate a ma șinii pe
caroserie. Aceast ă celul ă este compus ă din sta ția 050 și 052. Am avut nevoie de 7 robo ți,
aceștia folosind tehnologii diferite pe parcursul procesului.

44

Fig. 6 .4. Staț ia FS41 _ST050 – 7 robo ți[15]
Robotul 052RB_100 este montat pe o unitate liniară ce reprezint ă axa 7 pe care
se poate deplasa liniar 21000mm. Acesta are sarcina de a scoate bucata de tabl ă din stația
de stocare (052SLT001) și așezarea acestuia pe masa 050ABS001. Robotul 052RB_200 va
prelua bucata de tabl ă pe care va suda în prim ă fază 6 șuruburi. V a urma aplicarea
lipiciului cu grosime de 5mm (fig.6.5.) , de culoare ro șie cu ajutorul tehnologiei de lipire
extern ă. Pe pistolul care aplic ă lipiciul este montat și o camer ă, cu ajutorul căruia se
verific ă dacă lipiciul a fost aplicat corect. În cazul în care nu a fost aplicat corect, r obotul
va pune bucata de tabl ă deoparte.
Dup ă aplicarea materialului pe pies ă, ace asta va fi transferat ă robotului
050RB_100 în urm ătorul fel : 052RB_200 se va opri în poziția „Handshake” și va aștepta
semnalul de la robotul 050RB_100 ca acesta este gata s ă preia tabla. Î n momentul în care
050RB_100 ajunge în pozi ție, inchide greiferul, prinde tabla și trimite un semnal c ătre
052RB_200, c ă poate s ă deschid ă clampurile și să revin ă în pozi ția „Acas ă”. În momentul
în care 052 RB_200 p ărăseș te zona în care cei doi se pot întâ lni, acesta va trimite un semnal
către 050RB_100 că zona este liberă și poate reveni la poziț ia „Acas ă”.
052RB_200
052RB_100 050RB_100
CC
050RB_400
050RB_600 050RB_300
050RB_500
050ABS001
052SLT001

45

Fig. 6 .5. Opera ția de lipire cu pistol exterior(nu este montat pe robot) [15]
Robotul 050RB_100 folose ște greifere diferite pentru fiecare model . Dup ă
preluarea tablei, acesta o va fixa pe caroserie și va trimite un semnal că tre cei 4 robo ți de
sudare că poate s ă înceap ă opera ția de sudare.
Robo ții 050RB_300 -400 -500 -600 vor fixa piesa prin sudare î n puncte. După ce se
fixează tabla în 4 -5 puncte, robotul 050RB_100 se î ndeparteaz ă, tabla rămâ ne fixă pe
caroserie. Lipici ul nu este suficient ca tabla să rămână exact pe poziția pe care se dorește
a fi montată .

052RB_200

46

Fig. 6.6. Transferul piesei de la 052RB_200 la 050RB_100 pentru a fi fixat ă pe
mașină[15]
Roboț ii care sudeaz ă au un singur cle ște. Vor avea sudare GEO – în timp ce
050RB_100 strânge piesa pe caroserie, iar dup ă ce aceste puncte GEO sunt sudate,
greiferul se deschide și robotul reia poziția inițială .
Roboții cu clești de sudare urmează din nou să sudeze câ te 1 0-12 puncte. În tot
acest timp 050RB_100 are timp să schimbe greiferul în cazul î n care va urma c onstrui rea
unui alt model de mașină , sau dupa caz, poate prelua tabla așteptând urmă toarea
caroserie.
În figura 6.6. se transferă piesa de la robotul 052RB_200 la robotul 050RB_100,
care va fixa piesa pe caroserie.
052RB_200 050RB_100

47

Fig. 6 .7. Operaț ia de sudare prin puncte [15]
Roboț ii 050RB_300 respectiv 050RB_400 vor folosi un cle ște tip C (figura 6.8) cu
o forță de ap ăsare de 4.5kN, iar 050RB_500 și 050RB_600 vor avea un cle ște tip X (figura
6.9) cu aceea și forță de 4.5kN.
Cleștii au un TCP – Tool Control Point, ceea ce este un sistem de coordonate
amplasat pe v ârful fix al cle ștelui. Cu ajutorul acestuia putem controla mi șcările roboț ilor,
putem s ări direct pe punctele de sudur ă și pe punctele de proces .
050RB_300 050RB_100 050RB_500
050RB_400 050RB _600

48

Fig. 6.8. Cle ște de sudare tip C [15]

Fig. 6 .9. Cle ște de sudare tip X [15]
6.3. Semnale digitale de intrare și de ieș ire
Deoarece roboț ii lucreaz ă în acela și timp, pentru evitarea unei coliziuni, trebuie
să folosim semnale de intrare și de ieșire ș i zone de anticoliziune. Semnalele sunt
transmis e de catre un robot la celă lalt atunci când o operaț ie este finalizat ă sau trebuie s ă
ăștept e pentru a finaliza opera ția respectiv ă. În cazul de fa ță 050RB_100 va trimite un
semnal c ătre to ți ceilal ți prin care anun ță că a ajuns în pozi ție, a închis clampurile și poate
urma sudarea. Robo ții de sudare a șteapt ă acest semnal dup ă care vor începe opera ția de
sudare prin puncte, evit ând coliziunile cu ajutorul zonelor anticoliziune.
Atunci c ând un robot intr ă în zona de lucr u al celuilalt robot, acesta va transmite
un semnal c ă a ajuns în zona în care se pot lovi unul de cel ălalt, iar dup ă ce p ărăsește zona ,

49

va transmite din nou un semnal, c ă zona de lucru este liber ă și permite celuilalt robot
accesul. Fiecare robot în parte va trimite un semnal robotului 050RB_100 atunci c ând au
terminat opera ția de sudare. 050RB_100 va deschide greiferul și va p ărăsi zona de lucru
doar atunci c ând a primit semnalul de la fiecare robot. Odat ă ce a ajuns într-o zon ă în care
nu mai exist ă coliziune, va trimite un semnal c ătre cei 4 robo ți ca s ă-și continue procesul
de sudare.

Fig. 6 .10. Zonele de anticoliziune î ntre robo ți[15]
6.4.Apari ția uzării extremităț ilor electrozilor
Ca urmare a contactelor repetate ale electrozilor cu piesele care urmează a fi
sudate, extremitățile lor se uzează, ceea ce conduce la înrăutățirea procesului. Din acest
motiv, forma geometrică a acestor extremități trebuie corectată prin frezare. Robotul știe
exact că după un număr X de puncte de sudare, pentru a nu pie rde din calitate, trebuie
corectată forma geometrică a extremităților.

50

Înainte de fiecare frezare robotul va măsura distanța dintre vârfurile părții
mobile și a părții fixe a cleștelui, se frezează 1 -2mm după care va măsura din nou această
distanță calculând exact valoarea cu care trebuie să compenseze acest adaos de frezare,
cleștele inchizându -se astfel întotdeauna până la punctul de contact dintre electrozi.

Fig. 6 .11. Simulare 3D, frezarea vârfurilor pentru a corecta forma geometrică a
extremităților [15]
Atunci când se ajunge la uzarea totală a extremităților, vârfurile electrozilor se
schimbă tot printr -un proces automatizat. Robotul va știe exact de câte ori s -au frezat
aceste vârfuri pentru că distanța dintre electrozi se va mări dupa fiecare frezare.
În acel moment după incheierea procesului de sudare, robotul va schimba
automat vârfurile electrozilor după care va efectua o primă frezare și va rula aplicația de
reinițializare, măsurând din nou distanța dintre capete.

51

7.Cercetarea operaț iilor în vede rea
reducerii timpului de ciclu
Fiecare tehnologie este foarte costisitoare , dar se investește foarte mult în
vederea testării de noi tehnologii ș i solu ții pentru eficientizarea proceselor de construc ții
de ma șini. Cea mai utilizată tehnologie în construcț ia de maș ini este sudarea prin puncte,
un procedeu de îmbinare de rezistență, a două sau mai multe foi de tablă de metal, de
regulă oțel, fără să se folosească material de adaos.

Fig. 7.1. Punctul 0 al ma șinii[15]
În sta ția FS41 _ST050 unde se sud ează bara spate , se folosesc tehnologii precum :
sudarea prin puncte, lipire și sudare de șuruburi cu tehnologie extern ă. Totodat ă sunt 3
robo ți pe care sunt montate greifere, robo ți care manipuleaz ă piesa.
Aceste puncte de sudură, lipire, respectiv coordonatele pentru șuruburi sunt date
într-o listă excel cu coordonate exacte calculate de la punctul 0 al ma șinii. Î n aceast ă listă

52

găsim toate informa țiile necesare, at ât tipul de ma șină pe c are se va lucra, cu volan pe
stânga sau pe dreapta, sedan, break, coupe sau cabrio respectiv cu acope riș sau cu
acoperiș din sticlă (panoramic).

Fig. 7.2. Poziția punctelor de sudură față de punctul 0 al maș inii[15]
În lista respectivă mai gă sim informa ții legate de cleștii pe care îi utilizăm,
denumirea bucăț ilor de tabl ă ce vin sudate, grosimea lor, e ste indicat și puterea î n kN cu
care trebuie sudat punctul. Aceast ă putere depinde de grosimea tablei și de numă rul
tablelor ce vin sudate.
Cu ajutorul acestor informa ții au fost alese cleștii de sudare (de t ip C sau X) .
Fiecare cle ște are o fi șă unde sun t indic ate datele tehnice ale acestuia. Dou ă aspecte
importante trebuie luate în considerare la alegerea unui cle ște, puterea cu care sudeaz ă,
dacă este sau nu suficient ă pentru punctul respectiv și zona în care se sudeaz ă, dac ă este
sau nu accesibil ă cu cle ștele respectiv și dacă nu există coliziune. Coordonatele punctelor
se export ă în format txt și se import ă in simulatie pe caroserie.

53

După rularea programelor și verificarea semnalelor, se cercetează zonele unde se
pierde timp în vederea optimizări i timpului de ciclu.
7.1.Numărul de puncte de sudură ș i calcularea duratei unui ciclu
Durata unui cicl u la acest proiect nu poate depăși 97 de secunde. Fiecare etapă a
procesului este reprezentată într -o listă excel cu diagramă (Sequence Chart) . Este stabilit
cât timp durează să ajungă mașina în stație, câ t timp poate dura lipirea , sudarea, fixarea
piesei pe mașină, î nchiderea clampurilor , procesul de sudare, deschiderea clampurilor
etc.
Durata unui punct de sudură este estimată la 2,5 secunde, deoare ce se ș tiu timpii
de inchide re și de deschidere a cleș telui respectiv timpul de sudare :
 0.5 secunde – inchiderea cleș telui
 1 secunda – durata sudă rii
 0.2 secunde – deschiderea cle ștelui
 Și aproximativ 0.8 – 1 secundă se calculează pentru drumul parcu rs de robot
la punctul de sudură .
În așa fel putem calcula cu exactitate c âte puncte de sudură este capabil să sudeze
un robot. În cazul nostru, robo ții din spate 050RB_300 respectiv 050RB_400 au în total
câte 11 puncte de sudat din care 4 GEO. Robotul din față , 050RB_500 trebuie s ă sudeze 23
de puncte din care 6 GEO , iar 050RB_600 va suda 22 de puncte din care 4 GEO.

54

Fig. 7. 3. Reprezentarea punctelor de sudură in 3DXML [15]
Punctele de sudur ă din figura 7.3. sunt cele care vor fi sudate în aceast ă stați e.
Cele marcate cu culoare galben ă sunt puncte GEO, ceea ce înseamnă că aceste puncte vor
fi sudate î n prezenta robotului 050RB_100 care se află în punctul de proces cu greiferul și
strâ nge piesa pe caroseri e.
Cu ajutorul greiferului se fixează tabla p ână când roboții cu cleștii de sudare vor
suda ta bla pentru ca acesta să rămână în poziție fixă . Punctele marcat e cu roz sunt
punctele de sudură care nu sunt GEO, ace știa vor fi sudate după pără sirea zonei de lucru
a robotului 050RB_100.
Punctele de sudură au fost împărțite în aș a fel încâ t robo ții să se blocheze c ât mai
puți n între ei, de ac eea 050RB_500 are 6 puncte GEO și 050RB_600 are doar 4. Roboț ii din
spate, 050RB_300 respectiv 050RB_400, de și au acela și număr de puncte, sudează î n
simetrie și nu se blo cheaz ă între ei. Este foarte important acest aspect, deoarece blocarea
robo ților între ei î ngreuneaza respectarea timpului de ciclu stabilit.

55

Fig. 7.4 . Fișier AMW – durata fiecărei operaț ii[15]
Taktzeit -ul (Durata ciclului) este descris î ntr-un fiș ier numit AMW(figura 7.4 .)
unde se dau to ți timpii pe ntru fiecare operaț ie în parte. Pentru intrarea caroseriei sunt
alocate 10 secunde, pentru citirea seriei de caroserie (CHIP READING) sunt alocaț i 2
secunde . În timp ul în care se citeș te seria de caroserie , se va efectua fixarea caroseriei cu
2 pini de centrare ce va dura 1 secunda . După care poate urma fixarea piesei pe caroserie
de c ătre robotul 050RB_100 .
Piesele sunt amplasate cu robocar î n stații de stocare de c ătre operatorul uman .
Robotul cu 7 axe, 0 52RB_100, va pre lua tabla din stația de stocare (figura 7.5.). Acesta va
face două măsură ri, cel e două colțuri ale piesei, î n caz c ă o pies ă nu st ă drept, m ăsurătorile
vor da dou ă valori diferite și robotul se va opri p ână ce operatorul uman verific ă dacă
piesa este sau nu fix ă în sta ția de stocare.
În cazul în care cele 2 m ăsurători nu sunt identice, robotul se va opri trimi țând
un semnal c ă ceva nu este î n regul ă. Ori tabla nu este în pozi ția corect ă, ori tabla care ar
urma nu este cea corectă, deoarece robotul știe că între 2 piese sunt 200 mm, dac ă după
prima pies ă, valoarea mă surării este diferit ă de 200m m înseamnă că a doua pies ă nu este
la locul ei.

56

Fig. 7.5 . Stațiile de stocare a pieselor (Puffere) [15]
Desigur cu aceast ă masurare robotul va ști exact ș i a câta pies ă urmează, ca după
scoaterea ultimei piese să nu porneasca din nou procesul ci să anunțe printr -un semnal
că stația este goală și trebuie alimentată. Cu dou ă ventuze, robotul va trage piesa în greifer,
acesta fiind centr at cu 2 pini ca s ă fie tot timpul exact în aceea ți pozi ție.
După ce a scos piesa din puffer (figura 7.5.), acesta va amplasa piesa pe masa
050ABS001, de unde va fi preluată de c ătre robotul 052RB_200.
Robotul 052RB_200 preia tabla de pe masa 050ABS001, va aplica lipiciul cu pi stol
exterior, va executa operația de sudare a celor 6 ș uruburi tot cu tehnologie extern ă, dup ă
care se va opri în poziț ia de „Handshake”, adic ă poziți a în care 050RB_100 va prelua tabla.

050ABS001

57

Fig. 7. 6. Preluarea piesei de căt re 052RB_100 din stația de stocare [15]
Robotul 050RB_100 va așteaptă dupa trimiterea unui semnal, c ă se afl ă în pozitie
și așteapt ă să fie preluat ă tabl ă. Oda tă ajuns în pozi ția corect ă, 050RB_100 va inchide
clampurile și va trimite un semnal c ătre 052RB_2 00 c ă a prins tabla și acesta poate
deschide calmpurile și poate părăsi zona.
În momentul în care nu se mai pot întâ lni, 052RB_200 va trimite un semnal c ătre
robotul 050RB_100, c ă acesta poate să -și reia poziț ia de „Acas ă” ș i să aștepte caroseria
pentru a fixa piesa.
Fiecare inchidere a unui clamp dureaz ă 2 secunde, ie șirea pinilor pentru
centrarea piesei dureaz ă 1 secund ă, pornirea ventuzelor d urează 1 secund ă. Aceast ă

58

operaț ie de Handshake va dura 12 s ecunde, greiferii vor deschide și vor închide î n mai
multe etape , deoarece unele clampuri nu pot închide î n acela și timp pentru că s -ar lovi
unul de celălalt , 052RB_200 trebuie să -și retrag ă în primul râ nd pinii de centrare, ca
robotul 050RB_100 s ă poat ă centra piesa și să o po ată prelua.
050RB_100 va fixa bucata de tabl ă pe caroserie, acesta va inchide greiferul în doi
timpi . Și greiferul va fi fixat de doi pini și doua clampuri ca să stea fix pe caroserie. Durata
acestei operaț ii cu drumul ro botului spre caroserie și închidere a clampurilor va dura î n
total 8 -10 secunde . La final, 050RB_100 va trimite un semnal c ătre roboții de sudură , că a
fixat tabla pe caroserie și clampurile s -au închis , permițând restul roboților ca să intre în
zona de lucru .

Fig. 7. 6. Semnale de intrare și de ie șire ( Wait – Set ).
Zone de anticoliziune (EnterZone -ClearZone) [15]
Între robo ți exist ă zone de anticoliziune, zone de intrare ș i de ie șire (figura 7. 6.).
Atunci c ând un robot intr ă în zona celuilalt robot trebuie s ă trimit ă un s emnal c a să nu
existe posibilitate ca aceș tia s ă se loveasc ă unul de celă lalt.
Când p ărăseș te zona trebuie s ă trimit ă din nou un semnal , anunțâ nd robotul c ă
zona este liber ă și poate să pătrund ă în zona de lucru . (Enter Zone – Clear Zone)

59

Odat ă robot ul 050RB_100 ajuns acas ă, opera ția ce dureaz ă aproximativ 10
secunde cu deschiderea clampurilor și drumul spre poziția inițială, va trimite un semnal
către robo ții de sudur ă că zona este liber ă și poate urma sudarea celorlalte puncte.
Acest ciclu dureaz ă în jur de 30 -35 de secunde.

Fig. 7. 7. Opera ția de sudare a punctelor care nu sunt GEO .[15]
Cei 4 roboț i vor suda restul punctelor (figura 7.7) și la final vor trimite un semnal
către robotul 050RB_100 c ă au terminat operaț ia de sudare și poate urma urmă toarea
caroserie.
Atunci c ând 050RB_100 prime ște semnalul de la to ți cei 4 robo ți, acesta va trimite
un semnal că tre PLC c ă procesul s -a terminat ș i caroseria poate pleca. Se vor retrage pinii
cu care a fost fixat ă caroseria pe mas ă, mașina se va deplasa în următoarea staț ie.

60

Pentru reducerea timpului de ciclu v oi cerceta timpii de închidere a cleș tilor,
zonele de anticoliziune, semnalele de ie șire ș i de intrare, timpii de deschidere a
clampurilor greiferului , numă rul de puncte de sudur ă, ordinea în care sunt sudate pentru
evitarea bloc ării robo ților între ei etc.

61

8.Red ucerea timpului de ciclu al staț iei
FS41_ST050 -ST060 – Montare bar ă
spate
După cum am amintit, durata unui ciclu poate fi maxim 97 de secunde la acest
proiect . Dup ă prima rulare a programelor în simulare, timpul s -a oprit la 139 de secunde.
Deci am avut sarcina de a optimiza mai mult de 40 de secunde pentru atingerea
obiectivului.
Din primele cercet ări a reie șit faptul c ă ordinea operaț iilor trebuie modificat ă
pentru a reduce timpul semnificativ. Trebuie s ă cercet ăm zonele unde se pierde timp ș i să
optimizăm roboț ii car e își încheie procesul ultima oară .
8.1.Modificarea ordinii opera țiilor

Fig. 8.1.Pozi ția „Handshake” – Preluarea tablei de c ătre 050RB_100 de la robotul
052RB_200 [16]

62

Procesul nu va î ncepe a șa cum a fost g ândită în prim ă fază , adic ă cu preluarea
tablei de că tre 052RB_200 de pe masa 052ABS001 dup ă care urma sudarea celor 6
șuruburi și lipirea cu tehnologia extern ă, timp î n care 050RB_100 practic nu face nimic și
este o pierdere de timp de 25 de secunde.
052RB_200 va aștepta în poziț ie Handshake cu tabl a pe care s -a aplicat lipiciul și
au fost sudate cele 6 șuruburi aș tept ând robotul 050RB_100 s ă preia tabla. (figura 8.1.)
Acesta este cea mai important ă observa ție, deoarece î n timpul în care ma șina
intră în sta ție și este fixat ă, ceea ce dureaza 11s, Robotul 050RB_100 poate prelua tabla
de la robotul 052RB_200 și să reia pozi ția „Acas ă”.

Fig. 8.2.Robo ții din spate lucrează perfect împreun ă astfel evit ând blocarea unuia
de către cel ălalt[16]
Până când robotul 050RB_100 ajunge î n pozi ția „Acas ă”, ma șina ajunge î n sta ție
și este fixat ă, poate urma fixarea piesei bar ă spate pe caroserie și sudarea acestuia cu cei
patru robo ți de sudare.

63

Cu ajut orul acestei optimiz ări am reu șit să reduc timpul de ciclu semnificativ, m ai
exact la 114 secunde. Urma să mai reduc minim 17 secunde ca s ă respect timpul de ciclu
impus de Daimler.
8.2. Eliminarea situațiilor î n car e roboț ii se blocheaz ă între ei

Fig. 8.3.Fixarea piesei bar ă spate pe caroserie ș i efectuarea opera ției de sudare
GEO. 4 Robo ți de sudare lucreaz ă în acela și timp [16]
A doua observa ție a fost blocarea robotului 050RB_400 de c ătre robotul
050RB_200. 050RB_400 av ând 4 pun cte GEO, am fost nevoit să schimb ordinea de sudare
a punctelor , astfel încât 050RB_200 s ă fie cel care a șteapt ă, deoarece punctele de sudare
a acestuia sunt mai apropiate și va termina opera ția mai repede. Nu trebuie s ă parcurg ă
un drum at ât de lung ca și 050RB_400 ș i vor termina procesul aproape în acela și timp,
evitând blocarea între ei.

64

De asemenea ș i cu ajutorul zonelor de anticoliziune am împiedicat robotul
050RB_200 s ă pătrund ă primul și să înceap ă sudarea, astfel 050RB_400 sudează 2 puncte
după care va permite robotului 050RB_200 s ă patrund ă în zona de lucru cu ajutorul unui
Clear -Zone . În așa fel am reu șit să scad timpul ciclului cu încă 5 secunde ajung ând la 109
secunde.(figura 8.3)
8.3. Permiterea robo ților de sudare de a pă trunde mai repede în zona
de lucru

Fig.8.4. Opera ția de sudare GEO. Robotul 050RB_100 permite roboț ilor de sudare
să intre în zona de lucru în timpul în care î nchide clampurile, economisind 4 secunde [16]
A treia idee pentru optimizarea procesului , a fost permiterea roboților de a intra
mai repede î n zona de lucru în următorul fel: 050RB_100 se opreș te în punctul de proces,
adic ă pozitia exact ă unde va fixa tabla și î n timpul în care va închide clampurile va trimite
un semnal prin care permite robo ților s ă pornească spre zona de lucru , aceș tia
apropiindu -se c ât mai aproape de primul punct de sudur ă, dar desigur cu evitarea
coliziunii cu clampurile. Aceș tia vor parcurge drumul de la poziția inițială „Acasă ” până la

65

ultimul punct î n care încă nu exist ă coliziune, aș teptând urmă torul semnal care s ă le
permit ă să înceapă procesul de sudare.
Deoarece greiferul închide în doi timp, fiecare î nchidere fiind de 2 secunde, am
reușit să optimizez încă 4 secunde prin permiterea robo ților de a pă trunde mai repede în
zona de lucru. (figura 8 .4.)
La fel și la sf ârșitul operaț iei de sudare GEO, robo ții de sudare vor trimite un
semnal robotului 050RB_100 înainte de a ajunge în poziț ia „Acas ă”. Aceș tia vor trimite
semnalul în momentul în care au t erminat de sudat ultimul punct și s -au distanțat
suficient de mult î ncât să nu fie coliziune cu clampurile greiferului, deci greiferul poate
deschide în timpul î n care robo ții își parcurg drumul spre pozi ția „Acasă”. Câș tigând din
nou 4 secunde am redus timpul la 101 s. Pentru îndeplinire a obiec tivului principal urma
să mai reduc 4 secunde din timpul de ciclu .
8.4. Permiterea robo ților să sudeze pun cte care nu sunt GEO î nainte ca
050RB_1 00 s ă ajung ă în poziț ia „Acas ă”
Fig.8 .5. Permiterea roboților de a suda puncte care nu sunt GEO în timpul în care
greiferul deschide clampurile [15]

66

A patra observaț ie în vederea reducerii timpului este urmă toarea : roboți i din fa ță
care au cele mai multe puncte ș i își termin ă opera țiile ultima oară , au puncte de sudare
care se pot s uda f ără ca 050RB_100 să-i împie dice ș i să se ciocneasc ă între ei. D eci ace știa
nu trebuie s ă aștepte semnalul robotului 050RB_100 pentru c ă pot suda între timp ce
acesta î ncă deschide clampurile și se duce în pozi ția „Acas ă” . Câștigând din nou 6 secunde,
durata ciclului ajunge la 95 de secunde.
Deși am atins obiectivul principal , acela fiind 97 de secunde, se mai poate
optimiza ș i se p oate reduce timpul și mai mult, dac ă luăm în calcul deschiderea cle știlor și
schimbarea greiferului.
8.5. Optimizarea deschiderii cleș tilor la -30 mm
Fig. 8. 6. Desc hiderea cle ștelui la doar 30 de m m în loc de 128 mm [15]
O alt ă optimizare este deschiderea ș i inchiderea cle știlor î n timpul sud ării(Figura
8.6.) . La punctele apropiate nu a fost nevoie ca cleștele s ă deschid ă la maxim, astfel î n loc
de deschiderea de 128 mm, în mai multe puncte am deschis doar 30 de mm la fiecare
robot unde a fost posibil, în așa fel am c âștigat mai bine de 3 secunde. Astfel durata
întregului proces s -a redus la 92.57 d e secunde.
8.6. Optimizarea timpului atunci c ând 050RB_100 își schimb ă greiferul
Ultima optimizare a fost la robotul 050RB_100, atunci c ând își schimbă greiferul
pentru urm ătorul model. Am reu șit să reduc cu 1.26 secunde timpul de ciclu, deoarece
capacele, ce ser vesc la protejarea conexiunii greiferului cu robo tul, se deschid în timp ce
robotul este î n drum spre schimbarea greiferului.

67

Acesta nu mai trebuie s ă aștepte în poziț ia „Acas ă” ca aceste capace să se
deschid ă, cu ajutorul unui semnal trimis de robot , capacul se va deschide mai repede. În
timpul în care robotul este î n drum spre a schimba greiferul acesta va deschide și dup ă ce
va cupl a greiferul, acesta va inchide î n timp ce robotul va fi în drum spre a -și relua pozi ția
„Acas ă”.

Fig. 8. 7. Optimizare a deschiderii capacului suportului de greifer[15]
Prin urmare am ajuns s ă ating un timp de ciclu foarte bun de 91 de secunde ca re
a fost acceptat de DAIMLER. Î n vederea optimiz ării se mai pot lua în considerare î ncă
câteva aspecte și la fa ța locului, unde de exemplu aceste capace se pot deschide mult mai

68

repede. În simular e sunt alocate 2 secunde, dar î n reali tate acestea pot fi accelerate ș i se
poate reduce timpul ș i mai mult.
8.7. Beneficii le reducerii timpului de producț ie
Datorită faptului că s-a redus tim pul de ciclu, beneficiul cel mai important este c ă
se pot fabrica mai multe ma șini în acela și interval de timp. Un calcul matematic ne va da
răspunsul exact cu c âte maș ini se pot fabrica mai mult acum dec ât înainte. În 24 de ore
sunt 1440 de minute, adic ă 86.400 de secunde. Dac ă linia de produc ție func ționează
24/24 î nseamn ă că la un ciclu de 97 de secunde se pot fabrica 890 de ma șini pe zi.
Datorită reducerii timpului de produc ție cu 6 secunde, ceea ce înseamn ă că se va
fabrica o ma șină la fiecare 91 de secunde, în 24 de ore se vor fabrica aproximativ 949 de
maș ini.
Deci, prin urmare, cu ajutorul optimiz ărilor se pot fabrica cu aproximativ 60 de
mașini mai mult decât î nainte. Dac ă se consider ă valoarea unei ma șini să fie în jur de
50.000 de euro, aceast ă optimizare aduce 3.000.000 de euro c âștig pentru compan ie.

Fig. 8.8. Automatic test alături de echipa Mercedes – Benz, testarea liniei cu caroserie

69

Concluzii
În concluzie industria automobilelor este foarte dinamică și necesită flexibilitate
extremă din partea producătorilor de automobile. Automatizarea producției în industria
automobilelor este un punct cheie pentru a rămâne pe piața mondială. Creșterea
concure nței la nivel mondial necesită un echipament de producție inteligent, combinat cu
sisteme logistice flexibile. Acestea pot fi adaptate rapid și, astfel, pot servi și cererii în
continuă creștere pentru varietatea de modele .
Pentru a face față cererii și p entru a oferi o calitate cât mai bună, Daimler
implementează de la an la an sute sau chiar mii de roboți și echipamente noi pentru
producție. Obiectivul principal fiind a utomatizarea tuturor proceselor, operatorul uman
având doar sarcina de a alimenta staț iile cu piese, monitorizarea și urmărirea proceselor
pentru a putea reacționa la o eventuală defecțiune sau problemă apărută, care să oprească
linia de producție.
Datorit ă preciziei ș i standardelor, Mercedes -Benz și -a menținut reputația pentru
calitatea și durabilitatea sa. Standardele sunt respectate cu mare strictețe, de aici rezultă
calitatea înaltă.
În lucrarea de fa ță am cercetat timpii de producție a stației FS41 ST050 și am
reuș it să optimizez durata unui ciclu cu 6 secunde astfel î ndeplinindu -mi ob iectivul de a
creș te productivitatea. Calitatea, precizia, profesionalismul sunt elementele cheie pentru
a duce l a bun sfârșit un proiect care să fie de succes. Prin urmare, compania germană fiind
mulțumită de fiecare dată de optimizările aduse de firma MP L, acesta apelează cu
încredere de fiecare dată când se dorește creșterea productivității.

"Cel mai bun sau nimic"

70

Bibliografie

[1] https://www.kuka.com/ro -ro/sectoare/industria -automobilelor
[2] https://www.ttonline.ro/revista/roboti/kuka -robotics -sediu -nou-in-timisoara
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/KUKA
[4] https://www.scribd.com/document/235735717 /Utilizarea -Robotilor -Industriali -in-
Operatii -de-Sudare#download
[5]https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.directindustry.com
%2Fprod%2Fkuka -ag%2Fproduct -17587 -1873609.html&psig=AOvVaw1PTcYk –
C27WNbJ_16d87kC&ust=1594369190719000&source=images &cd=vfe&ved=0CAIQjRx
qFwoTCKjAmaTev -oCFQAAAAAdAAAAABAO
[6]https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.kuka.com%2Fro –
ro%2Fproduse -servicii%2Frobotics -systems%2Fkuka -ready2_use%2Fkuka –
ready2_spot&psig=AOvVaw1PTcYk –
C27WNbJ _16d87kC&ust=1594369190719000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRx
qFwoTCKjAmaTev -oCFQAAAAAdAAAAABAU
[7] https://www.mplengineering.com/
[8]https://www.google.ro/search?q=krc4+kcp&tbm=isch&ved=2ahUKEwjS1qS0l8DqAhWBPOwKHW
3rCG0Q2 –
cCegQIABAA&oq=krc4+kcp&gs_lcp=CgNpbWcQA1Drb1jrb2CicmgAcAB4AIABUYgBUZIBATGYAQCgAQ
GqAQtnd3Mtd2l6LWltZw&sclient=img&ei=Hw8HX5LLOYH5sAft1qPoBg&b ih=856&biw=1159#imgrc=
mjX9bs0gIn2JBM
[9] https://www.daimler.com/innovation/production/
[10]https://www.google.ro/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.bmwblog.com%2F2014 %2F07%2F0
3%2Fbmw -group -build -new -plant -nafta -region -production -start –
2019%2F&psig=AOvVaw3DfdVM6R1MHrJI0uM3nM_H&ust=1594384899725000&source=images&cd
=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCJih3eKYwOoCFQAAAAAdAAAAABAY
[11] https://s1.paultan.org/image/2018/06/C118 -Mercedes -Benz -CLA-spyshots -15-
e1530172341847.jpg
[12] https://www.mercedes -benz.ro/passengercars/mercedes -benz -cars/models/eqc/explore.html
[13] https://b log.robotiq.com/hs -fs/hub/13401/file -744839912 -jpg/images/5 -kuka -welding –
robot.jpg?width=440&height=330&name=5 -kuka -welding -robot.jpg

71

[14] https://i.ytimg.com/vi/sbC3Ic -G1KQ/maxresdefault.jpg
[15] MPL -ENGINEERING
[16] Daimler AG, Bremen, Germania

72

OPIS

Nr. crt. Detaliu Număr
1. Pagini 72
2. Figuri 47
3. Tabele 0
4. Ecua ții 0

Nume prenume: Szabolcs Szegedi