Robotbasert produksjon av bruelementer i stål

Kleven Verft AS (hereinafter called «Kleven») operates today one of the most advanced production facilities oriented towards the production of huge steel structures for ships by means of robot- and laser welding. In this project Kleven will explore if this competence and equipment can be applied successfully also for the building of steel modules for bridges. In order to obtain effectiveness in the automated processes it is important that the constructions are adapted to the production processes. This adaptation is a priority within Kleven in connection with the building of structures for vessel hulls. Kleven do also observe that today there is a lack of such studies in connection with the construction of steel bridges. It is therefore an important part of this project to acuire new knowledge about how to adjust today´s automated production processes to the construction of bridge elements of steel. These studies have to develop simultaneously with the planning and simulation of the production processes and the production schedule. In the construction of bridge elements there are more often demand for full burn out of the steel braces compared to the construction of vessel hulls. Welding by means of Lase Hybrid Method can possibly revolutionize time consumption and welding quality for such welding. Welding procedures have to be developed in this project. Optimized procedures towards construction are of vital importance for quality and flow through the production cells. The project is a cooperation between Kleven Verft AS on production and ÅF Reinertsen AS on design and construction of bridge elements. As a project case a bridge section from ÅF Reinertsen AS has been imported to the Kleven design and production system and adjusted for optimal production at Kleven. In parallel the layout of the Kleven production line for steel structures has been redesigned and simulated to better meet the requirements from the production of steel bridge modules. The project concludes that production of steel modules for bridges is economically possible in Norway, given that modern processes and automation is applied.

Kleven har i dag en av de mest avanserte fabrikkene (i verden) for produksjon av store stål-konstruksjoner med robot og laser-sveis. For å oppnå god effektivitet i automatiserte prosesser er det viktig at konstruksjonen er tilpasset produksjonsprosessene, dette arbeider vi aktivt med for skipskonstruksjoner. Vi observerer også at slike studier langt på vei er fraværende når man konstruerer bruer. Ny kunnskap om hvordan brukonstruksjoner kan tilpasses automatisert produksjon er derfor en viktig del av dette prosjektet. Disse studiene må gå hånd i hånd med planlegging og simulering av selve produksjonsprosessene og produksjonsforløpet. For å kartlegge hvordan en kan designe og produsere brudekkeelementer mest mulig effektivt trenger en mer kunnskap om punktene nedenfor: ? Hvordan planlegge og skape god takt og kapasitetsutnytting på produksjonsutstyr og anlegg. ? Kan eksisterende produksjonslinjer benyttes, hva må evt endres/modifiseres for å kunne bygge brudekke. ? Hvordan bør dagens brukonstruksjoner endres for å få effektiv automatisert produksjon, samt å verifisere at disse konstruksjonene kan godkjennes. ? Hvilke verktøy og metoder bør benyttes for å få en digital informasjonsflyt mellom design og produksjon. ? Hvordan få effektiv styring og programmering av de automatiske prosessene. I tillegg til simuleringer ønsker vi å gjennomføre utvalgte tester i produksjonscellene for å finne ut hvordan de simulerte konklusjonene virker i praksis. I brukonstruksjoner har en oftere krav til full gjennombrenning av platestivere enn hva som er tilfellet med skipskonstruksjoner. Sveising med bruk av Laser Hybridmetode vil kunne revolusjonere tidsbruk og sveisekvalitet for slik sveising. Det vil måtte utvikles sveiseprosedyrer for denne sveisinga i prosjektet. Det har stor betydning for kvalitet og flow gjennom produksjonscelle at prosedyrer er optimalisert mot konstruksjon.