Schweißen

Roboter automatisieren die Schweißarbeiten in der Fertigung

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Schweißgeschwindigkeit erhöhen mit Roboteranlagen

Insbesondere im MIG/MAG Bereich automatisiert HAP schrittweise seit über 30 Jahren. Der erste Roboter wurde 1979 beschafft. Damals arbeiteten noch rund 100 Handschweißer in der Fertigung. Mittlerweile verfügt HAP über 20 hochmoderne Schweißroboterzellen mit insgesamt 27 Robotern. Diese sind mit Einzel- und Mehrfachrobotern sowie mit Dreh-/Schwenk-Positionierern bestückt. Bedingt durch den Ausbau des automatisieren Schweißens hat sich die Anzahl der Handschweißer auf 30 reduziert.

„Wenige Bauteile werden immer noch manuell geschweißt. Dies liegt vor allem an kleinen Losgrößen, die ein Roboterschweißen nicht rechtfertigen. Sämtliche anderen Prozesse wurden automatisiert“, erklärt Marco Böttner. „Die Qualitätsanforderungen der Kunden sowie immer strenger werdende EU-Normen haben uns dazu veranlasst, Stück für Stück auf Automatisierung umzustellen“.

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Natürlich gab es erst Zweifel und Skepsis, denn die anfänglichen Kosten sind enorm. Bevor auf automatisiertes Schweißen umgestellt wird, ist der Prozess genauestens zu untersuchen. Eine ROI (Return on Investment) Betrachtung / Rentabilitätsprüfung bringt ans Licht, ab wann sich das Automatisieren lohnt. Dies ist zu einem großen Teil abhängig vom Bauteil, der Losgröße und der Qualitätsanforderung des Kunden. In den meisten Fällen sprechen aber die absolute Wiederholgenauigkeit, die Prozesssicherheit und die erhöhte Schweißgeschwindigkeit für den Einsatz von Robotern.

Ist die Entscheidung für das Umstellen auf einen automatisierten Schweißprozess getroffen, ist die Vorrichtungsbereitstellung werkstückspezifisch zu konstruieren. Um die Produktivität zu steigern, schweißt man verstärkt in Zellen mit Dreh-/Wendepositionierern. Die Peripherie ist dabei sehr aufwändig, und der Vorrichtungsbau für Werkstücke und Programmierarbeiten für den Roboter sind komplex. Aber eine solche Anlage bewältigt das vier- bis fünffache eines Handschweißers, bei geringerem Nacharbeiten.

Einige Schweißzellen haben schwenkbare H-Wender: Dank dieses Rotationsprinzips kann man auf der einen Seite die geschweißten Werkstücke entnehmen, die Qualität der Schweißung überprüfen und die Halterungen neu bestücken, während auf der anderen Seite der Wendevorrichtung geschweißt wird. Dies bedeutet einen enormen Zeitgewinn. Um zeiteffizient zu arbeiten, wird der Prozessablauf genauestens untersucht und so angelegt, dass die Taktzeiten (Schweißzeiten und Nebentätigkeit) gleich lang sind.

In den Anlagen mit Mehrfachrobotern arbeiten bis zu drei Schweißroboter gleichzeitig an den Bauteilen. Auch Verfahrenswechsel sind beim automatisierten Schweißen kein Problem. In mehreren Einzelroboter-Schweißzellen werden bei HAP alternierend das MIG- und MAG-Verfahren angewandt. An einer Werkzeugwechselstation lässt sich in kürzester Zeit die Schweißpistole des Roboters tauschen.

Automatisiert schweißen bedeutet flexibler arbeiten

Das Umstellen vom Handschweißen auf überwiegend automatisiertes Schweißen hatte aber auch Konsequenzen für die Belegschaft. „Mit intensiver Schulung der Mitarbeiter, sowohl intern als auch extern durch die Maschinenhersteller, haben wir unsere Fachkräfte für die qualifizierte Bedienung der Anlagen fit gemacht. Das Personal kann nun flexibler eingesetzt werden als vorher“, betont Marco Böttner. Und weil die Maschine die physisch schwere Arbeit erledigt, ist die Gefährdung durch Lichtbogenstrahlung und Schweißrauch reduziert.

Das A und O für präzise und beschleunigte Fertigungsprozesse sind neben akkurat getakteten Roboteranlagen hochwertige, zuverlässige Schweißpistolen mit hoher Standzeit. HAP vertraut hier seit nahezu zehn Jahren auf Systeme von Dinse. Das Umstellen auf einen einzigen Systempartner und die damit einhergehende Standardisierung der Anlagen reduzierten deutlich die Lagerhaltung und das Bevorraten von Verschleißteilen. Bei HAP kommt eine METTZ 600 mit einem festen Halter, einer Abschaltdose SAS 100 und die Standard-Schweißpistole METZ 594, belastbar mit bis zu 400 A bei 100 % ED zum Einsatz.

Ein weiterer Grund, weshalb die Entscheidung auf den Schweißgerätehersteller fiel, war der umfassende Service. „Dinse verfügt über kompetente Berater, die uns bei der Umstellung auf Roboteranlagen beraten haben und über einen Service-Partner direkt vor Ort, der bei Engpässen sofort zur Stelle ist“, freut sich Böttner. „Unser Ziel sind 10 % Produktivitätssteigerung pro Jahr. Mit dem Umstellen auf Schweißroboter konnten wir unsere Fertigungsprozesse deutlich beschleunigen und erzielen exakte und reproduzierbare Schweißergebnisse.“ (bm)

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