Automationsunderlag för stackningsmoment av kärnläggning

Sammanfattning: Efterfrågan av energi ökar på grund av den ökande globaliseringen i världen. För att transmittera och distribuera elektrisk effekt används transformatorer. ABB Power Grids AB är världsledande inom produktion av transmissionskomponenter däribland högspänningstransformatorer. Transformatorer är tidskrävande och komplext att tillverka vilket har lett till att all produktion hos ABB Power Grids idag sker manuellt. En av transformatorns mer framstående komponenter är kärnan som bidrar med en effektivare reglering till mindre förluster. Kärnan konstrueras av tusentals tunna elektroplåtar som staplas omlott på varandra och vävs ihop till en sammanhängande struktur, detta enligt ett kärnläggningsmönster. Plåtarna i sig är otympliga att hantera då de är långa, tunna och vassa. Manuell stackning av elektroplåtar har visat sig ge upphov till en del skador då lyften är många och slitsamma, därtill har plåtarna legat till grund för otäcka skärskador. I och med detta har ett intresse för automation väckts i hopp om att reducera arbetsskador. Vid första anblick kan kärnläggningen anses vara perfekt för automation då arbetsmomentet är enkelt och repetitiva. Incitamentet för automation ökar ytterligare i hänseende till arbetsmiljön. Komplikationerna uppstår när arbetet bryts ner. Under ytan är det en utstuderad process där krav på produkt är höga med strikta toleranser. Därtill har arbetet beskrivits som något man behöver en viss känsla för då arbetet anpassas genom hela processen. Detta försvårar automation betydligt då dagens tillverkningsprocess är svår att fullt ut härma med robotar eller portaler. Därför behövs avgränsningar behöver göras för att hitta avvägning mellan slitsamt arbete och finess. Området för automation begränsas därför till stackningsprocessen. Genom att fokusera på stackningen flyttas de slitsamma och farliga lyften från manuell arbetskraft till automation samtidigt som kontroll, justering och slutmontage behålls manuellt. På så sätt kan produktionen av transformatorkärnor göras lämpad för automation då det allra mest tidskrävande momenten inte behöver utföras av människan. Detta är innebär emellertid inte att automation görs utan svårigheter. Kärnornas storlekar samt den precision som krävs vid läggning sätter höga krav på den automationslösning som ska implementeras. För att en automationslösning ska klara av att stacka alla de typer av kärnor som idag tillverkas på ABB Power Grids kommer stora strukturer behöva upprättas för att utföra arbeten med extrem precision. Detta sätter höga noggrannhetskrav på de automationsmodeller som upprättas. Vidare, produktionsområdet där automation idag avses är väl utstakat och anpassat efter manuellt arbete. Detta innebär att automationsmodeller som idag finns på marknaden behöver omarbetas för att passa in i dagens produktion hos ABB Power Grids. Slutligen måste frågan ställas om modifierade lösningar kan göras noggranna nog eller om större ingrepp på produktionsområden behövs göras. I förstudien presenteras olika automationsmodeller som har utvecklats för att integreras hos ABB Power Grids, dessa är Portalmodeller, Länkarmsmodeller och Inmatningsmodeller. Utformningsförslagen har sedan analyserats och jämförts för att ge ABB PG ett utgångsläge för vidareutveckling av automatisering av stackningsmomentet. Resultatet blev fem automationsmodeller, två använder sig av länkarmsrobotar och tre är portaler. Vidare så har två automatiserade inmatningsmodeller upprättats för att ytterligare reducera den manuella hanteringen av elektroplåtar. ABB Power Grids rekommenderas att inledningsvis gå vidare med Robotmodell 1.