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Vorfahrt für die Technik

Text: Ralf Högel, Yaskawa
Über den Prototypenbau finden neue Entwicklungen Eingang in die Serienproduktion der renommierten Fahrzeughersteller. An dieser Stelle kann eine hochflexible Roboterschweißanlage die Fahrwerksspezialisten beim Ringen um effiziente Prozesse und Fertigungsverfahren unterstützen.

Die Gruppe Cosma hat sich vom Zulieferer für Stanzteile und Schweißbaugruppen zu einem Lieferanten von Rahmen für Kleinlastwagen und SUVs entwickelt. Das Unternehmen konzentriert sich nicht nur auf Produkt- und Prozessentwicklungen, sondern auch auf den Prototypenbau. Verfahren, Fertigungsstrategien und Produkte, die im Auftrag der OEMs entwickelt und im Prototypenbau unter seriennahen Produktionsbedingungen erprobt werden, halten anschließend Einzug in Automobilwerke in aller Welt. Dabei kann Cosma nicht nur mit Qualität, sondern auch mit kurzen Reaktionszeiten punkten.

Eine Zelle für alle Aufgaben

Eben aus diesen Gründen hat sich das Unternehmen zur Investition in eine Motoman-Roboterschweißanlage entschieden. Die Auslegung und Ausstattung dieser Zelle setzt nicht nur technische Maßstäbe, sie zeigt auch, was in Sachen Flexibilität heute möglich ist. In der Anlage kommen zwei Schweißroboter, zwei 500kg-Positionierer sowie ein zweiachsiger Dreh/Kipptisch zum Einsatz – alle Komponenten stammen aus dem Hause Yaskawa. „Ausschlaggebend für das Layout der Schweißanlage war der Wunsch, alle im Chassis- und Fahrwerksbereich denkbaren Aufgabenstellungen abbilden zu können, was uns mit dieser Auslegung gelingt. Zudem ist der Einsatz von zwei Robotern eine weitere Grundvoraussetzung, denn nur durch das simultane Schweißen lassen sich Schweißnaht- und Fügefolgen für die spätere Serienproduktion ermitteln. Dabei geht es insbesondere darum, den Wärmeverzug der Bauteile durch gezielte, parallel ausgeführte Fügevorgänge der beiden Roboter in engen Grenzen zu halten und sicher zu beherrschen“, betont der Cosma-Ingenieur Alexander Bichl.

Siebenachsiger Schweißroboter

Beim Blick auf die Anlage fällt der Einsatz zweier unterschiedlicher Schweißroboter auf. Während es sich beim Motoman HP20/6 um eine Standardmaschine handelt, punktet der zweite Schweißroboter des Typs Motoman VA1400 mit sieben statt der klassischen sechs Achsen und erschließt damit eine neue Dimension. Die Kinematik bringt neue Freiheiten und Möglichkeiten in den Schweißprozess und kann auf engem Raum Positionen anfahren, die bis dato als unerreichbar galten. So arbeitet der VA1400 auch innerhalb von Vorrichtungen und Fahrwerkskomponenten immer in der bestmöglichen Schweißposition. Darüber hinaus zählt die Maschine zu den schnellsten Schweißrobotern am Markt.

Championsleague des Schweißens

Warum der Einsatz moderner und leistungsfähiger Anlagen- und Schweißtechnik bei Cosma faktisch ein Muss ist, bringt Bichl auf den Punkt: „Das Schweißen von Achsträgern für die Automobilindustrie gehört zu den anspruchsvollsten Aufgabenstellungen im Fahrzeugbau. Was wir brauchen, sind reproduzierbare Prozesse, deren sichere Beherrschung eine maximale Bauteilqualität garantiert, die den dynamischen Belastungsprofilen von Fahrwerkskomponenten ein Autoleben lang gerecht wird.“ An die Schweißnähte von PKW-Achsen bestehen sehr hohe Anforderungen, schließlich müssen die Schweißverbindungen über den kompletten Lebenszyklus hinweg zuverlässig halten. Das macht aufwändige dynamische Tests in der Entwicklungsphase der Bauteile ebenso erforderlich wie eine hohe Reproduzierbarkeit jeder einzelnen Schweißnaht in der anschließenden Serienproduktion. Mit der Motoman-Anlage hat die Cosma-Mannschaft gute Erfahrungen gemacht. „Die Roboterzelle bewährt sich selbst beim Schweißen von Materialien mit 800 Megapascal Festigkeit und mehr. Dabei kommt es auf fein dosierbare Prozesse, die exakte Einhaltung aller Schweißparameter sowie eine Bahngenauigkeit der Roboter an. Die Resultate überzeugen auch unter diesen verschärften Bedingungen", so Bichl. „Die Nähte sind von ausgezeichneter Qualität und durch die spritzerarme Ausführung ist keine Nacharbeit erforderlich."

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