CNC-maskin og cobot - den optimale løsningen
Da Aker Solutions vant anbudet for utbygging av et av verdens største hav-vind-prosjekt valgte ledelsen å investere i nye maskiner med automasjon, for å maskinere deler internt i stedet for å sette ut produksjonen. Løsningen ble å investere i en Victor S26 CNC-maskin, med robot fra Universal Robots og fleksibelt matebord fra LTS Maskin.
Det var ikke selvsagt for Aker Solutions at verftet på Stord (tidligere Kværner Stord) skulle maskinere bolter til Equinors store havvind-prosjekt. Hywind Tampen skal bygges ut for å levere ren energi til olje- og gassinstallasjonene på Snorre og Gullfaksfeltene i Nordsjøen. Etter planen vil feltet komme i drift i løpet av 2022.
Styrebeslutning
I første fase av utbyggingen leverer Aker Solutions, i samarbeid med Siemens, 11 store vindmøller som skal yte 88MW. Til understellene til disse vindmøllene trengs det store mengder armering. Det stormer ofte og mye i Nordsjøen så armeringen må dimensjoneres til å kunne tåle orkaner.
I prosjekteringsfasen, etter at Aker Solutions var tildelt kontrakten, var et av mange spørsmål om bolter til innfesting av armering skulle produseres internt eller kjøpes inn.
– For Aker Solutions var dette en stor beslutning fordi det innebar at avdelingen her på Stord måtte kjøpe inn nye maskiner for å kunne maskinere delene selv. LTS Maskin var en av leverandørene vi kontaktet. Da de forslo en kombinasjon av CNC-maskin med materobot, vekket det straks interessen hos de tekniske innkjøperne ved Aker Solutions på Stord. Men investeringen måtte til sist godkjennes av styret fordi det innebar å etablere avansert maskinering internt, forklarer prosjektsjef Stig Magne Tveito.
Før beslutningen skulle tas av styret i Aker Solutions var det gjort kostnadsberegninger basert på å investere i CNC-maskin og robot. Kost-nytte, basert på tilbudet fra LTS Maskin, viste at det ville være god butikk å maskinere de store seriene med bolter for armering av understellene til vindturbinene «innomhus». Men fra beslutningen om å innlemme Industri 4.0 ved maskineringsavdelingen til verftet på Stord var det knapp tid før leveransen måtte være på plass for å unngå forsinkelse i dette prestisjefulle vindkraftprosjektet.
Tidspress for rask levering
– LTS Maskin lovet levering i løpet av åtte uker, med målsetning om at CNC-maskin og robot skulle være i produksjon innen kort tid. Så her var det klart fra starten at vi som leverandør måtte yte vårt aller beste, sier Leif Tore Solberg, daglig leder i LTS Maskin AS.
En av grunnene til tidspresset var at det var så viktig for Aker Solutions å komme raskt i gang med maskineringen av bolter i Victor S26-maskinen, i kombinasjon med UR16e-robot. Første del av understellet til 11 store vindmøller skulle bygges på Stord og målet var å være ferdig med fase-1 av byggingen i løpet av forsommeren.
– Vi hadde planlagt fire uker for installasjon av roboten og styring av CNC-maskinen, men vi mistet to uker på grunn av logistikk-krøll, riktignok en uke på grunn av «force majeure». Fordi tiden var knapp, jobbet vi hardt for å installere utstyret for styring av Victor S26-maskinen via styringspanelet til UR-roboten. Den tekniske løsningen med å bruke roboten til å styre CNC-maskinen er avansert. Tidspresset ble derfor krevende, innrømmer Leif Tore Solberg.
«Leveransen på skinner»
Det har vært tett dialog mellom Aker Solutions og LTS Maskin underveis i prosessen. Stig Magne Tveito fremhever at for ham som prosjektleder var denne investeringen viktig. Han forteller at uten den gode dialogen med LTSM ville det vært vanskelig å komme i mål i takt med behovene for bygging av understellene til Hywind Tampen-prosjektet.
– Det har vært en god dialog med LTS hele veien. Og det var særlig nyttig for meg å besøke LTS Maskin på Osterøy og se med egne øyne maskineringsavdelingen deres. Da fikk jeg bekreftet det som var sagt, at LTS Maskin har kompetanse ikke bare på levering av maskin, men også maskinering. Vi trengte å raskt komme i gang med å maskinere deler. Derfor valgte vi en leverandør som kunne levere maskiner og utstyr, men også bistå oss med å programmere robot og CNC-maskin etter installasjonen, sier Stig Magne Tveito. Og han legger smilende til:
– Alt i alt vil jeg si at denne leveransen har gått på skinner.
Dét var, ifølge Solberg, ingen selvfølge. Én utfordring oppstod bare noen uker før levering av maskineringspakken. Griperen, som LTSM først hadde designet og utviklet for mating av emner, måtte endres. Målet var å lage én griper til roboten som kunne være fleksibel nok til å håndtere bolter som varierer i størrelse fra 40 til 75 mm i diameter. Emnene har også ulik vekt, noe som måtte tas med i beregningen av hvor roboten skulle plasseres ved siden av CNC-maskinen for best mulig kontroll. En annen utfordring i sluttfasen var å installere el-utstyret som kunne sikre kommunikasjonen mellom CNC-maskinen og roboten, for at hele maskineringsprosessen skulle kunne styres av UR-roboten.
– Det var en stor lettelse å få maskinen på plass og at vi fikk maskineringen raskt i gang. Jeg var sikker på at det var riktig maskin og rett løsning, men det er mange ting som kan gå galt underveis, særlig når det er tidspress. Aker Solutions har vært en kunde som har krevd og forventet mye av oss. Det er derfor kjekt å vite at kunden er fornøyd, utdyper Solberg.
«Rett maskin til rett arbeid»
Daglig leder for LTS Maskin har lenge har vært opptatt av automasjon og robotisering. Han er blant annet medlem i det nasjonale rådet for utvikling av videregående opplæring for CNC-maskinering og robotisering.
– Denne modellen til Victor er en skikkelig arbeidshest. Den har en svært solid og gjennomarbeidet konstruksjon, kombinert med smarte løsninger og innovativ teknologi. Fra vi kjøpte vår først CNC-maskin i 1985 har jeg vurdert mange CNC-maskiner, og Victor S26 fremstår som en meget solid maskin. Et av mine slagord er «Bruk rett maskin til rett arbeid». Derfor anbefalte vi denne maskinen til Aker Solutions, i kombinasjon med den kraftigste roboten til danske Universal Robots.
– UR16e er bygget og utviklet for å ivareta sikkerhet, kombinert med meget god teknologi. Dermed er den midt i blinken for maskineringen som Aker Solutions trengte. Roboten er lett å programmere og har en meget god repetisjonsnøyaktighet. UR sine kollaborative roboter er som skapt for de fleste pakke- og håndteringsoppgaver, og jobben denne nå utfører på Aker Solution bekrefter dette, mener Solberg, og legger til:
– Løsningen er driftsstabil, fleksibel og trygg. For 10 år siden introduserte vi slagordet: «Norge er 100 prosent modent for robotisering!» Det er enda mere riktig nå, i 2021, slår Solberg fast.
Bolter til armering
Maskineringen som nå pågår ved verftet på Stord gjelder gjenging innvendig i bolter av ulik dimensjon, både med tanke diameter og lengde på emnene. De minste boltene er på Ø40 mm og lende på 112 mm, mens de største er på Ø70mm og lengde på 445 mm. At forskjellen på vekt og størrelse er såpass stor førte til at LTS Maskin utviklet en ny og fleksibel griper. Den største bolten veier over 13 kg før maskinering. Derfor ble Universal Robots UR16e valgt for å håndtere mating inn og ut av CNC-maskinen.
– Boltene vi maskinerer brukes til festeanordning for leidere, anker og armering av ulike slag. De største emnene brukes til store fundament-fester og for armering i betongunderstellene til de store vindmøllene som skal flyte til havs og produsere strøm til oljeplattformer, forklarer Mathias Dreyer. Han er industrimekaniker og har jobbet for Kværner Stord, nå Aker Solutions, siden 2019.
Hva har vært mest utfordrende når det gjelder å komme i gang med CNC-maskineringen?
– I starten var det utfordrende, for det var så mye nytt å sette seg inn i, både med roboten og CNC-maskinen. Det tok litt tid å lære å velge riktig verktøy og det var mange praktiske problemer å løse for å få optimal bruk av CNC-maskinen i par med UR-roboten, sier han.
Hvordan er det å maskinere bolter med CNC-maskin kontra det å maskinere dem i manuell dreiebenk og i bore-/fresemaskin?
– Det er my enklere og går dobbelt så raskt nå sammenlignet med da vi gjorde jobben manuelt. Og løsningen med CNC-maskin og robot er god og driftssikker, mener Mathias.
Hall i hall
Boltene bores og gjenges deretter innvendig. De største emnene må roboten snu, for å maskinere fra begge ender. Løsningene er kommet i stand gjennom god dialog mellom operatørene hos Aker Solutions på Stord og CNC-operatøren fra LTSM som var med og programmerte CNC-maskinen etter installasjonen i den nye verkstedhallen. Maskineringen har nå pågått i over et halvt år, uten noen problemer eller stans, med unntak av å skifte skjær og bor.
Et av innspillene fra LTS Maskin tidlig i prosessen var at det var nødvendig at CNC-maskinen og roboten skulle installeres i et temperert lokale, med om lag 20 grader. Solberg har jobbet med CNC-maskinering siden 1980-tallet og er nøye på at ved CNC-maskinering, er det viktig med riktig temperatur. Aker Solutions bygget derfor et eget verksted for vedlikehold og intern produksjon, inne i en av de store verkstedhallene på Stord.
– Det var en av grunnene til at vi var så opptatt av leveringstiden, smiler Tveito, og legger til:
– Med levering til rett tid kunne vi løfte maskinen på plass med den store traverskranen i verkstedhallen før taket i det nye lokalet ble bygget. Dette forenklet installeringen og gjorde at vi raskt kunne komme i gang med CNC-maskinering av bolter.
Stort potensiale i havvindkraft
Ifølge kilder ved The National Renewable Energy Labratory, som eies av det amerikanske energidepartementet (U.S. Departement of Energy, NREL.gov), er markedet for havvind sterkt voksende. Innen 2030 vil det skapes opp mot 80.000 nye arbeidsplasser inn vindprosjekter offshore. Og langs Norges langstrakte kyst er det mye vind å høste. Aker Solutions har her posisjonert seg som nytenkende aktør. I slutten av mai vant de anbudet på et nytt, stort havvindprosjekt.
Maskinerer internt
– Vindkraft til havs er et satsingsområde for Aker Solutions. Prosjektet i samarbeid med Equinor er spesielt viktig fordi vi i stor grad benytter intern kompetanse. Målet er å gjøre jobben så kostnadseffektiv som mulig, samtidig som vi utvikler norsk kompetanse innen havvind for å gjøre dette til en lønnsom måte å produsere energi på, utdyper Stig Magne Tveito.
– Ved å investere i Victor S26 CNC-dreiebenk fra Taiwan, i kombinasjon med UR-robot fra Danmark, kombinert med vår kompetanse innen CNC-maskinering, har vi bidratt til at Aker Solutions får høy kompetanse på et område som er viktig for den norske industrien i fremtiden, kommenter Leif Tore Solberg, og legger til:
– En del CNC-produksjon i Norge skjer på for avanserte maskiner. Regnestykket ser ofte slik ut: Maskinen er mer avansert enn nødvendig = dyre maskiner = høyere produksjonskostnad = ikke konkurransedyktig = mister arbeid.
– Det var ikke en selvfølge at vi skulle satse på automasjon og robotisering internt i Aker Solutions. Nå hadde vi gjort en god jobb i forkant, med kostnadskalkyle og kost-nytte-beregninger. Min mening er at det er riktig av Aker Solutions å satse på maskinering internt i bedriften fremfor å sette ut oppdrag til underleverandører. Særlig med tanke på at det er store serier vi maskinerer, så er det god butikk å stå for produksjonen selv, mener Stig Magne Tveito.
For Mer informasjon se: www.akersolutions.com og www.ltsmaskin.no