Automatiserad produktionscell för lasersvetsning av fläkthus i titan

Sammanfattning: För att vara framgångsrik i dagens tillverkningsindustri gäller det att vara konkurrenskraftig och komma med nya tillverkningssätt. Därför satsar Volvo Aero på lasersvetsning och automation. På Aero-Craft i USA grovbearbetas fläkthus i titan. Fläkthusets diameter är cirka tre meter och dess bakre del sätts idag samman från tre delar med hjälp av skruvförband och plasmasvets. Volvo Aero vill lasersvetsa dessa delar istället. En studie har därför påbörjats som skall visa hur en produktionscell för lasersvetsning skulle kunna se ut och fungera. Svetsarna är alla av typen stumsvetsar och det som skall svetsas är tre axiella skarvar, två rundskarvar och fastsvetsning av ett växellådsfäste. Innan svetsning häftsvetsas delarna först ihop och 3D-skanner används för inspektion. Efter att svetsen svalnat kontrolleras rundskarvarna av en digitalröntgen. Allt skall ske i produktionscellen. Resultatet presenterar en produktionscell uppdelad i två rum. Det första rummet är laserskyddat, och där utförs svetsning av axiella skarvar och växellådsfäste. Ett hål laserskärs ut där växellådsfästet skall sitta. Det andra rummet är både röntgen- och laserskyddat och där svetsas rundskarvar. En fogföljare med laserdiod och kamera används under svetsprocessen för att rikta laserstrålen efter skarven. I rum ett finns en processrobot och en hanteringsrobot och i rum två en processrobot. Fixturerna som presenteras i rapporten är endast konceptuella. Antalet fixturer är en till rum ett och två likadana till rum två. Fixtureringen i rum två utgörs av en expanderfixtur med rotgasbackar i aluminium. På Volvo Aero används vanligen expanderfixturer vid svetsning, men de har aldrig gjorts i den storlek som krävs för fläkthuset. Krav som ställs på manipulator är att den skall klara detaljens och fixturens vikt, samt att den skall klara uppsatta svetstoleranser.