Effektivisering av punktsvetsningssystemet för att få ned elektrodförbrukning och stopptider i produktionen, Volvo Cars, Torslanda

Sammanfattning: Vid framställning av karosser till personbilar är punktsvetsning en central och viktig del i tillverkningsprocessen. På industriell skala används avancerade robotar med kopparelektroder för att utföra dessa svetsoperationer. Några av de främsta anledningarna till att koppar används är för att det leder värme och elektricitet väl.Elektroderna måste med jämna mellanrum bytas ut vilket leder till en elektrodförbrukning. På Volvo Cars Torslanda, där arbetet utfördes, är varierande elektrodförbrukning och stopptider kopplat till punktsvetsningen några av de problem som man ställs inför dagligen. Syftet med arbetet är att göra en mer noggrann kartläggning av problemen som uppstår samt undersöka på vilket sätt kan man effektivisera svetsningsprocessen så att man får ner antal elektrodbyten och stopptider.Kvalitativa och kvantitativa intervjuer utfördes i karossfabriken med fabrikspersonal och vid sidan om en omfattande litteraturstudie inom ämnesområdet. För att kunna svara på de två forskningsfrågor som lades fram kopplat till syftet utfördes dessutom stickprovsmätningar på fyra olika robotar i fabriken. Målet är att ta reda på genomsnittlig elektrodförbrukning och stopptider per dygn och robot för produktionstakterna icke-fulltakt och fulltakt. På Chalmers laboratorium i Johanneberg gjordes även en jämförelse mellan två olika elektrodtyper som används i produktionen i form av en hårdhetsmätning för att jämföra med uppmätt förslitning.Övervakning av elektrodförslitning sker genom tre olika nivåer (grön, gul och röd nivå) och manuella elektrodbyten utförs utifrån dessa. Grön nivå motsvaras av en förslitning i höjdled på elektroden mellan 0-3.5 mm, gul nivå har gränserna 3.5-5 mm och en förslitning som är högre än detta motsvaras av röd nivå. Formering är en rengöringsmetod som utförs frekvent där material mekaniskt skärs bort från elektroderna, vilket är ett sätt att säkerställa att tillräckligt stor svetsdiameter erhålls. Elektrodbyten och formeringar är moment som leder till stopptid vid produktionslinorna.Viktiga resultat som framgick från studien var att elektrodförbrukningen och stopptiderna är högre vid fulltakt än vid icke-fulltakt, vilket har sin naturliga förklaring i fler antal tillverkade fordon. Med full takt menas då produktionen går på maximal kapacitet, där man tillverkar det antal karosser som man på förhand satt upp som mål. Vid icke-fulltakt når man inte målet och då produceras färre karosser än målet. Genom att byta elektroder vid röd nivå istället för gul nivå eller vid de senare stadierna av gul nivå kan elektrodförbrukningen årligen minskas med cirka 10-20%. Den totala stopptiden per dygn som varierar mellan 40-60 minuter beroende på produktionstakt visade sig till största del utgöras av utförda formeringar; med slutsatsen att det är en rejäl kostandsslukare. Studien avslutas med några förbättrings- och implementeringsförslag för att få ned elektrodförbrukning och stopptider. Bland annat berörs vid vilken nivå man ska byta ut elektroderna och hur ändringar på gränsen för gul nivå hos mätsystemet kan göras för att erhålla lägre elektrodförbrukning. Förslag på hur den totala formeringstiden kan minimeras diskuteras även, med resonemang kring vad ändrade formeringsintervall och omkonstruktion på formerarutrustningen kan leda till.