Engineering Runde Schweißnaht setzen – dank mobilem Schweißroboter

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Die belgische Firma DIN Tools entwickelt einen mobilen Roboter, der kreisrunde Schweißnähte unterbrechungsfrei setzt. Das kann kein Schweißer besser und wurde erst mithilfe von Leichtbau-Linearführungen, -Rundtischlagern und einer entsprechenden Energiekette möglich.

• Das belgische Unternehmen DIN Tools hat einen Schweißroboter gebaut, der eine kreisrunde Schweißnaht unterbrechungsfrei setzen kann. Dabei dreht er sich um 360° und arbeitet fehlerlos.

• Die Energie und der Schweißdraht werden über die Energiekette Triflex R von Igus zugeführt, die zusätzlich versteift ist.

• Um den Schweißkopf genau zu positionieren, kommen Linearmodule und Rundtischlager von Igus zum Einsatz. Die selbstschmierenden Lager aus Hochleistungskunststoff fallen auch in Schweißumgebungen nicht aus.

Ein Schweißbogen erleuchtet die Werkhalle von DIN Tools, einem Unternehmen mit Sitz im belgischen Heist-op-den-Berg bei Antwerpen, das sich auf die Entwicklung von Schweißautomatisierung und Robotern spezialisiert hat. Rund zwei Minuten leuchtet die Flamme, dann erlischt sie. Mitarbeiter nehmen ihre Schweißbrillen ab, gehen in die Knie und begutachten das Resultat von allen Seiten. Sie nicken sich zufrieden zu: Dem Prototypen eines neuen Roboters ist es gelungen, einen runden Stutzen von rund 4 cm Durchmesser mit einem eisernen Fundament zu verbinden – über eine kreisrunde unterbrechungsfreie Schweißnaht.

Per Hand ist dieses Kunststück nahezu unmöglich. Der Schweißer muss die Naht mindestens ein Mal unterbrechen, um sich neu zu positionieren – eine Unterbrechung, die einen Abzug in puncto Qualität und Sicherheit bedeuten würde. Das weiß auch der Kunde, der den Schweißroboter in Auftrag gegeben hat: Smulders, ein Tochterunternehmen des französischen Bauunternehmens Eiffage, das von 1887 bis 1889 den Eiffelturm in Paris baute. Smulders produziert Stahlkonstruktionen für Offshore-Windkraftanlagen, unter anderem die Übergangsstücke zwischen Fundament und Windkraftturm. Bestandteil dieser Stahlkonstruktionen sind mit dem Fundament verschweißte Stutzen, über die sich beispielsweise Leitern befestigen lassen.

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Roboter werden zu Schweißprofis

Optisch erinnert der Schweißroboter an einen Presslufthammer. An seinem Ende lässt sich eine rund 5 cm lange Madenschraube einspannen. Setzt der Mitarbeiter die Schraube auf das Gewinde des Stutzens, dreht sich der Roboter fest und nimmt den Stutzen auf. Im nächsten Schritt positioniert der Arbeiter den Roboter und startet den Schweißvorgang. Nun beginnt das Wolfram-Inertgas-Schweißen. Dabei entsteht ein elektrischer Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer Elektrode aus Wolfram. Der Lichtbogen schmilzt den Grundwerkstoff und einen Zusatzwerkstoff – in diesem Fall einen Draht, der sich Stück für Stück durch eine Leitung schiebt, deren Öffnung direkt neben dem Lichtbogen liegt. Inertgas verdrängt die Luft aus dem Bearbeitungsbereich und hindert den Sauerstoff daran, mit dem Metall zu reagieren. Der Roboter macht eine 360°-Drehung mit einer zusätzlichen Überlappung von 6° und verschweißt den Stutzen mit dem Fundament.

Rund 2400 Stutzen pro Tag will Smulders auf diese Weise verschweißen, und das in kontinuierlicher Qualität. Hier sieht Bart Lourdaux, Inhaber von DIN Tools, einen der größten Vorteile seines Schweißroboters. „Um diese Art von Schweißnaht zu realisieren, sind Unternehmen auf geübte Schweißer angewiesen. Sie müssen mit einer Hand die Schweißflamme kontrollieren, mit der anderen Draht zuführen und mit dem Körper eine gleichmäßige drehende Bewegung vollziehen. Selbst routinierte Mitarbeiter werden irgendwann müde, sodass das Fehlerrisiko steigt“, erklärt Lourdaux, der DIN Tools in den letzten 20 Jahren zu einem international operierenden Automatisierungspartner für Schweißlösungen entwickelt hat. „Der Roboter hingegen führt die Schweißnähte hundertfach am Tag in gleichbleibender Qualität aus. Selbst Aushilfskräfte können ihn nach kurzer Einarbeitungszeit bedienen. Das ist ein Vorteil in Zeiten des Fachkräftemangels und ermöglicht eine viel flexiblere Personalplanung.“

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