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Der Allesschweißer

Text: Text & Fotos: Ralf Högel für Yaskawa
Roboterschweißen ist wahrlich nichts Neues in der Fertigung von Holzbearbeitungsmaschinen. Neu aber ist eine vollautomatische Schweißanlage, die in Sachen Leistung und Flexibilität punkten soll.

Mit seinem Programm an stationären Holzbearbeitungsmaschinen hat die Firma Scheppach sowohl ambitionierte Heimwerker als auch professionelle Anwender im Visier. Ihr eigener Maschinenpark umfasst Laser-Stanz-Maschinen, eine Pulverbeschichtungsanlage, diverse CNC-Maschinen und eine neue Roboterschweißzelle. „Unser Produktspektrum wäre ohne Schweißroboter, die wir bereits seit über 20 Jahren im Einsatz haben, nicht wirtschaftlich herzustellen“, sagt Jürgen Niederwieser, Teamleiter Blechbearbeitung bei Scheppach. „Mit der neuen Schweißzelle wollten wir wieder auf den neuesten Stand hinsichtlich Qualität, Flexibilität und Programmiermöglichkeiten kommen.“

Flexibilität in der Anlage

Die Schweißanlage muss mit jedem Bauteil der kompletten Scheppach-Produktpalette zurechtkommen. Die Spanne reicht von Bauteilen in DINA4-Größe und einem geringen Gewicht bis hin zu 150kg-Komponenten mit einer Höhe von 2m; die Materialstärken schwanken von 1,0 bis über 15mm. Die einzige Gemeinsamkeit: Alle Teile sind aus Baustahl und werden im MAG-Verfahren geschweißt.Bei der Konzeption der neuen Schweißanlage spielte Yaskawa eine wichtige Rolle. Ein Motoman-Schweißroboter MA1900, hängend montiert an einer Portalfahrbahn, mit einem Verfahrweg von 3m , bringt Flexibilität in die Anlage. Der schlanke Sechsachser mit einer Reichweite bis 1904mm kann über seine Verfahrachse jede Schweißposition anfahren. Mit moderner Drahtzuführtechnik und integrierter Kabelführung sorgt der Präzisionsschweißer für eine hohe Qualität und Verfügbarkeit. Für weitere Flexibilität in der Zelle sorgt der präzise Zwei-Stationen-Positionierer der RWV2-Serie mit einem Abstand zwischen den Planscheiben von 3m und einer Tragfähigkeit von 1000kg pro Tischseite. Diese Ausführung erlaubt es, Anlage in einen Schweiß- und einen Bestückungsbereich aufzuteilen. Der Servo-Positionierer verfügt über eine horizontale Drehachse für den Stationswechsel und jeweils eine endlos drehende Rotationsachse auf jeder Tischseite, mit der sich die Bauteile in Schweißlage bringen lassen. Die Steuerung der gesamten Anlage obliegt der Yaskawa-Steuerung DX100, die bis zu 72 Achsen vollsynchron koordinieren kann. „Die Programmierung der neuen Anlage war für uns ein Zeitsprung in eine neue Welt“, kommentiert Niederwieser. Nach der Schulung bei Yaskawa habe sich gezeigt, dass man mit der DX100 schnell und einfach eigene Programme erstellen kann. „Selbst wenn es bei komplizierten Programmierungen anfänglich hakte, standen uns Servicetechniker telefonisch zur Seite. Mittlerweile ist die Programmierung Routine“, so Niederwieser.

Nur der Roboter schweißt

Die Bedienung der Anlage beschränkt sich auf das reine Einlegen der Teile, deren Schweißprogramme in der Anlagensteuerung hinterlegt sind. Geschweißt wird ausschließlich vom Roboter, was die Arbeit der Werker wesentlich angenehmer gestaltet. Ohne Schutzkleidung tragen zu müssen, können sie sich vollkommen auf die Bestückung auf der Sauberseite der Anlage konzentrieren. Ein manuelles Heften der Teile ist dabei nicht erforderlich. Welche der Aufgaben, Bestücken oder Schweißen, taktzeitkritisch ist, hängt von dem jeweiligen Teilespektrum ab. Ziel ist es, den Schweißroboter bestmöglich auszulasten und dessen Nebenzeiten zu minimieren.Wie man die Möglichkeiten der Anlage kreativ nutzen kann, unterstreicht die Schweißfolge bei einem komplett neuen Produkt: Die Wippe für eine Doppelbrennholzsäge von Scheppach. „Hier teilen wir das voluminöse Bauteil in unterschiedliche Baugruppen auf und schweißen in einem Durchgang zwei Vor- und eine Hauptschweißgruppe“, erklärt Niederwieser. Damit würde die Komplexität der Komponente reduziert und das Spannen erheblich vereinfacht Dieses Vorgehen erlaube es dem Roboter, alle relevanten Positionen in der richtigen Lage anzufahren, ohne mit Spannelementen in Konflikt zu geraten. “Manchmal gehen wir soweit, dass wir sogar unterschiedliche Bauteile für unterschiedliche Endprodukte auf der Anlage zusammenfassen“, so der Teamleiter.

Schwere Teile - kein Problem

Auch das Bestücken der Anlage mit besonders schweren Teilen, mit einem Gewicht von bis zu 150 kg bringt den Schweißroboter bei seiner Präzisionsarbeit auf der anderen Seite nicht aus dem Konzept. Durch die äußerst stabile Ausführung des Positionierers treten auch bei solchen Kraftakten keine Vibrationen auf, so dass eine konstant hohe Schweißnahtqualität erreicht wird. Ein Aspekt, der dem Schweißfachmann Niederwieser besonders am Herzen liegt: „Selbstverständlich hat die Qualität der Schweißnähte bei unserer Produkten oberste Priorität, ist sie doch für die sichere Funktion maßgeblich verantwortlich. Außerdem sind die meisten Schweißnähte auch nach der Pulverbeschichtung der Endprodukte im Sichtbereich, so dass sie auch vom Käufer als Qualitätsmerkmal wahrgenommen werden.“ Seit der Inbetriebnahme im Juli 2011 läuft die Schweißzelle im Zweischichtbetrieb ohne Ausfall.

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