Obloukové svařovací roboty na Slovensku 2013 Martin Janota 1 Abstrakt Úvodem něco o historii aplikace robotů ve svařování na Slovensku. Výsledky průzkumu SZS zachycují stav zhruba v létech 2005 2006. Celkové počty, struktura nasazování podle svařovacích technologií, a podle aplikace jednotlivé nebo skupinové. Další vývoj ve statistikách IFR. Tyto statistiky zahrnují naše země od r. 2004, sledují ale pouze přírůstky. Vývoj počtu robotů a struktura aplikací podle svařovacích technologií ve statistikách po roku 2006. Kvantitativní skok vývoj v letech 2009 2010. Díky novým programům v automobilkách skokový nárůst robotů v bodovém svařování, pomalejší ale zato neustálý nárůst v obloukovém svařování. Ostatní aplikace, jako svařování laserem nebo řezání, se vyskytují pouze v zanedbatelných počtech. Úvod Počátky provozního nasazení robotů na obloukové svařování na Slovensku jsou těsně svázány s podnikem PPS Detva, který byl jedním z průkopníků aplikací této technologie i v rámci celé tehdejší republiky. Po zkouškách, které probíhaly již v roce 1979 byla v Detvě tři první robotizovaná pracoviště obloukového svařování v Československu nasazena do sériové výroby v dubnu 1980 [1]. Jednalo se o pracoviště A30A firmy ESAB s roboty IRb6 firmy ASEA s polohovadly MHS 160 a 500, obr. 1. V roce 1981 bylo jedno z těchto pracovišť upraveno na řezání kyslíkem. Obr. 1. Řezací pracoviště s robotem ASEA IRb6 v PPS Detva v roce 1981. 1 Ing. Martin Janota, DrSc., konzultant, Bratislava, janota_martin@yahoo.com
V roce 1983 bylo realizováno první pracoviště s prototypem robota PR 32 E z VÚKOV Prešov, v roce 1985 přímo v Detvě započala výroba robotů OJ 10 vyvinutých ve Zvoleně, které byly na Detvě v několika exemplářích použity i ve výrobě, obr. 2. Obr. 2. Pracoviště s robotem OJ 10 v závodě ZTS Detva. V té době samozřejmě běžely další realizace, i na základě i jiných typů robotů v různých závodech po celé republice. Vzhledem k tehdejší struktuře našeho průmyslu s vysokým podílem těžkého strojírenství a zbrojní výroby bylo mezi nimi i několik pracovišť na svařování značně rozměrných a těžkých svarků, obr. 3. Obr. 3. Pracoviště na svařování výložníků s robotem IGM. Dá se ale myslím konstatovat, a neplatí to pouze o Slovensku, že kromě řady robotů KUKA v Mladé Boleslavi (v převážné většině realizujících bodové svařování), šlo v té době o celkové počty pouze v řádu kusů, v poměrně pestrém sortimentu typů, včetně domácí výroby (PR 32 E, OJ 10, APR 20, APR 40...).
Vývoj v létech 1989-2005 V období po roce 1989 začaly počty aplikací na Slovensku postupně narůstat, zpočátku váhavě, tempo se zvýšilo s příchodem automobilek a jejich dodavatelů. Stav v roce 2007 se pokusil shrnout autor této práce v průzkumu pro Slovenskou svářečskou společnost (SZS) [2]. Na této časové úrovni se podařilo identifikovat již celkem 1007 svařovacích robotů (využívajících různé technologie svařování a řezání), nasazených ve výrobě, připravených do výroby (závod KIA), resp. udržovaných v rezervě. Míra spolehlivosti těchto údajů, hlavně v poslední kategorii, byla pochopitelně poměrně nízká. Tab. 1. Struktura užívatelů podle počtu nasazených robotů a aplikovaných technologií. Užívatelé Odpor Oblouk Ostatní technologie*) Spolu (100%) Velcí (nad 50) 731 (85,9%) 101 (11,9%) 19 (2,2%) 851 Střední (11-50) 48 (49%) 50 (51%) - 98 Malí (do 10) - 58 (100%) - 58 Spolu 779 (77,2%) 211 (20,9%) 19 (1,9%) 1007 *) Laser, řezání Zjistili jsme aplikace robotů na svařování v celkem 37 firmách, nejvíce 17 uživatelů používalo v té době jen jeden robot, bez výjimky na obloukové svařování, a to platilo i pro další uživatele s počtem do 10 robotů. U těchto uživatelů se jednalo většinou o sektor zemních a stavebních strojů, vagonů, v menší míře ocelových konstrukcí a všeobecně strojních dílů. Mezi střední uživatele s počtem 10 až 50 aplikací se většinou řadili dodavatelé automobilového průmyslu. Přitom bylo zajímavé, že poměr obou hlavních technologií byl u nich vzácně vyrovnaný. U velikých uživatelů, tří automobilek (KIA v Žilině v té době výrobu pouze připravovala), pochopitelně daleko převažovalo bodové svařování. Vývoj od roku 2006 Z časových důvodů nebyla možnost pokoušet se o tvorbu přehledu formou individuálních dotazů tak jako v r. 2005 06. Měli jsme ale k dispozici statistiky IFR (Mezinárodní robotická federace) [3], které sledují vývoj v počtu a aplikacích průmyslových robotů v celosvětovém měřítku. Tyto statistiky jsou též obsáhle a bez výraznějších změn citovány v práci [3], jedné z mála relevantních zdrojů, které se nám podařilo objevit. Statistiky IFR pro některé země včetně naší jsou do r. 2004 založeny pouze na různých odhadech a jsou tudíž zatíženy značnými chybami. Od r. 2004 ale uvádějí přesně přírůstky, jelikož jsou založeny na hlášení výrobců o dodávkách do jednotlivých zemí. Tato hlášení jsou navíc strukturována podle technologií a oblasti aplikace. Údaje o celkových počtech robotů v dané zemi ve statistice IFR jsou ale zatíženy chybou původních odhadů před r. 2004.
Pro Slovensko jsou celkové počty všech robotů, jak je uvádí statistika IFR pro jednotlivá léta, uvedeny v tab. 2. I když přírůstky těchto počtů jsou zřejmě reálné, výchozí údaj 483 pro rok 2004 zřejmě takový není. Podle našeho průzkumu v r. 2005 bylo pouze svařovacích robotů 1.007. Toto číslo bylo zjištěno pracným individuelním dotazováním po firmách a přitom je možné, že některé malé firmy používající jeden dva kusy nebyly objeveny. Pro názor stačí uvést, že pouze počty svařovacích robotů ve třech automobilkách, zjištěné přímým dotazem byly dohromady 581 a o rok později podle oficiálních publikovaných údajú stouply na 1.176. Tab. 2. Celkové počty robotů na Slovensku, včetně svařovacích, podle statistiky IFR [3]. Rok 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Celkový počet 483 576 596 677 860 1.086 1.870 2.210 Nárůst počtu robotů v dalších létech a struktura aplikací podle statistiky [3] jsou ale asi správné. Tento vývoj u svařovacích robotů po roku 2006 uvádí tab. 3. Tabulka ukazuje i strukturu aplikací podle jednotlivých svařovacích technologií. Tab. 3. Dodávky svařovacích robotů na Slovensko v jednotlivých létech [3]. Roky 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Svařování celkem Obloukové svařování Bodové svařování Svařování laserem 2011/2010 (%) 16 42 95 146 396 143-64 9 25 30 10 11 30 173 7 13 65 136 384 113-71 - 4 - - 1 - - Řezání - - - - - - - Tabulka ukazuje zajímavý vývoj. Po velikém růstu způsobeném rozsáhlými investicemi ve VW v dřívějších létech a příchodem automobilek PSA a KIA nastalo v r. 2006 jakési uklidnění, aby v roce 2009 přišla další vlna růstu, která trvala až do roku 2011. Tento kvantitativní skok způsobily další investice výrobců automobilů, spojené s přestavbou výrobního sortimentu směrem k menším vozům (např. typ VW Up). V loňském roce nárůst opět poklesl, osobní odhady pracovníků výrobců robotů se shodují na číslech 40 45 kusů nových svařovacích robotů (prakticky všechny asi v obloukovém svařování) v roce 2012. Diskuze Vývoj v nasazování nových svařovacích robotů přinesl díky novým programům v automobilkách na Slovensku v létech 2008-2011 výrazný nárůst počtu robotů aplikovaných
v bodovém svařování, pomalejší ale neustálý nárůst aplikací v obloukovém svařování. Počty ostatních aplikací lasery, řezání atd. jsou zanedbatelné. Je přitom zajímavé, že jestli v roce 2005 tvořily obloukové svařovací roboty zhruba 21% všech svařovacích robotů (tab. 1), tento poměr se, jak ukazuje tab. 4, prakticky téměř zachoval. Rozdíly řádu 1% nejsou výrazné. Tab. 4. Počty a struktura svařovacích robotů na Slovensku v roce 2011 (z tab. 1 a 2) a v roce 2012 odhad podle údajů výrobců Rok Oblouk Odpor Ostatní Kusů (%) Kusů (%) Kusů (%) Celkem kusů 2011 372 17,84 1.689 81,0 24 1,15 2.085 2012 (odhad) 412 19,37 1.689 79,40 26 1,22 2.127 To je poněkud v rozporu se situací ve světě, kde je podle [5] a jak ukazuje obr. 4 poměr počtu nasazených obloukových a odporových svařovacích robotů daleko vyrovnanější Obr. 4. Podíl jednotlivých svařovacích technologií na celkovém počtu 308.470 svařovacích robotů, nasazených ve světě v roce 2010 [5]. Uvedený poměrně nízký podíl svařovacích robotů, používajících technologie obloukového svařování, ilustruje zásadní a vysoce převládající důležitost automobilového průmyslu pro ekonomiku Slovenska, přinejmenším pro její průmyslový sektor. Z jiných analýz [6] je nám totiž znám převládající rozsah odporového bodového svařování v automobilovém průmyslu, který se snad s novými konstrukcemi a nástupem nových spojovacích technologií postupně zmenšuje, ale v současnosti nadále trvá. V zásadě je pro budoucnost možno předpokládat, že pokud se bude současné nasycení ekonomiky Slovenska automobilovým průmyslem postupně upravovat ve prospěch lépe diverzifikované struktury, podíl obloukových svařovacích robotů se bude postupně zvyšovat.
Jistým náznakem pro tento názor svědčí odhad přírůstku robotů v roce 2012, kdy už se počet odporových instalací nezvyšoval. Tato situace skýtá jistý příslib pro výrobce nejen robotů ale i technologického zařízení pro obloukové svařovací roboty [7] do budoucna na tomto malém ale poměrně intenzivním trhu. Literatura [1] Mojžiš, V. - Výboh, J.: Robotizácia zváracích procesov v PPS Detva. In: XXXV. medzinárodná konferencia a diskusné fórum ZVÁRANIE 2007, 7.-9. 11. 2007 Tatranská Lomnica [2] Janota, M.: Používanie zváracích robotov v priemysle na Slovensku. In: Zváranie 2005, Tatranská Lomnica 2005, s.119-123. [3] Industrial robots 2012. International Federation of Robotics (IFR), Statistical Department, 2012. http://www.worldrobotics.org [4] Karabegović, I. - Karabegović, E. Husak, E.: Comparative analysis of the industrial robot application in Europe and Asia. International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS 11, 2011, č. 1, s. 264 268. [5] Karabegović, I. Karabegović, E. - Pašić, S. - Safet Isić, S.: Worldwide Trend of the Industrial Robot Applications in the Welding Processes. International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS 12, 2012, č. 1, s. 69 74. [6] Janota, M. Neumann, H.: Share of spot welding and other welding methods in automotive production. Welding in the World 52, 2008, č.3/4, s.12 16. [7] Lazik,R. Gajówka, L.: ESAB a robotizácia oblúkového zvárania. In: 17. Seminár ESAB, Trnava duben 2013, s.31 37.