Schweißen Roboter automatisieren die Schweißarbeiten in der Fertigung

Redakteur: Brigitte Michel

Durch die sukzessive Automatisierung der Schweißarbeiten mit Systemen von Dinse innerhalb der Fertigung konnte die Hörmann Automotive Penzberg Produktivität und Prozessgenauigkeit messbar steigern. Die mit Dinse-Schweißsystemen ausgestatteten Roboteranlagen ermöglichen ein deutlich schnelleres Arbeiten bei höchster Reproduzierbarkeit.

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Sechsachsige Roboter schweißen auf einem Schwenktisch selbst in schwer zugänglichen Bereichen. Die Schweißpistolen sorgen für optimale Bauteilzugänglichkeit und gleichbleibend hochwertige Schweißergebnisse.
Sechsachsige Roboter schweißen auf einem Schwenktisch selbst in schwer zugänglichen Bereichen. Die Schweißpistolen sorgen für optimale Bauteilzugänglichkeit und gleichbleibend hochwertige Schweißergebnisse.
(Bild: Dinse)

Die mit Schweißsystemen von Dinse ausgestatteten Roboteranlagen bei Hörmann Automotive Penzberg (HAP) ermöglichen ein deutlich schnelleres Arbeiten bei hoher Reproduzierbarkeit. Das Unternehmen hat zwei Standorte in Bayern in denen hochwertige Komponenten und Systeme aus Metall gefertigt werden. Als zertifizierter Entwicklungsbetrieb bietet HAP sowohl die Entwicklung von Bauteilen und Modulen als auch das Optimieren einzelner Systeme.

„Unsere Herausforderung besteht darin, Werkstücke in kürzerer Zeit, zu geringeren Kosten und in noch höherer Qualität zu produzieren. Dafür arbeiten wir mit optimierten Planungs- und Fertigungsprozessen“, erläutert Marco Böttner, Leiter Produktion und Qualität. Das Unternehmen zählt internationale Firmen aus der Nutzfahrzeug-, Automobil-, Bau und Landmaschinenindustrie zu ihren Kunden. Für diese werden Komponenten in nahezu jeder Größe geschweißt. Zum Einsatz kommen dabei MIG/MAG- und WIG-Schweißen sowie MSG-Löten. Täglich werden etwa 2500 verschiedene Produkte in unterschiedlichen Losgrößen gefertigt, 40 % davon sind Schweißteile. In erster Linie verarbeitet man die Baustähle S235 bis S700 sowie Aluminium und Edelstahl.

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Die offene Anlagenarchitektur im Penzberger Werk ermöglicht das Realisieren unterschiedlichster Schweißaufgaben. Für die Kunden können Komponenten in nahezu jeder Größe mit Hand, teil- und vollautomatisch geschweißt werden. Schon früh hat man erkannt, wie der Bedarf an höherer Produktivität und Qualität beim Schweißen effizient gedeckt werden kann.

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“.

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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