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Gipfelstürmer

: igm


Roboter-Schweißanlagen beschleunigen Seilbahnproduktion. Gassner Stahlbau in Bürs und der Seilbahnbauer Doppelmayr in Wolfurt stellen hohe Ansprüche an ihre Arbeitsprozesse. In beiden Unternehmen überzeugen Roboteranlagen von igm durch Leistung, Qualität, Flexibilität und Bedienerfreundlichkeit. Gassner ist eine 51-Prozent-Tochtergesellschaft von Doppelmayr und fertigt fast ausschließlich für dessen Bedarf.

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Zwei Portalanlagen arbeiten mit je zwei Schweißrobotern. Sie verfügen über 3-Achs-Schlittensysteme und schweißen lange Werkstücke, die zwischen den Spindel- und Reitstock einer Drehachse aufgespannt sind. Roboter und Manipulatoren bzw. Drehachsen arbeiten synchron zusammen

Zwei Portalanlagen arbeiten mit je zwei Schweißrobotern. Sie verfügen über...

Bei der schon vor Jahren installierten Schweißroboteranlage „Jacqueline“ handelt es sich um eine transportierbare Roboterzelle in einem Container. Sie verfügt über einen Wechseltisch und wird vor allem für Seilbahnsessel und andere Serienteile eingesetzt. Die zu schweißenden Einzelteile werden ohne vorherige Heftung so exakt in Vorrichtungen eingespannt, dass der Sechsachs-Roboter ohne Suchfahrten sofort schweißen kann. Die 2005 in Betrieb genommene Portalroboter-Anlage „Herkules“ schweißt große und lange Teile. Mit ihrem 18 m langen Portalbereich bedient sie zwei mit L-Manipulatoren ausgerüstete Arbeitsstationen. In der einen schweißt der Sechsachs-Schweißroboter während der Bediener das soeben fertig gestellte Werkstück aus der anderen entnimmt und das nächste Werkstück auf die Vorrichtung spannt. Die hohe Auslastung des Roboters machte es bereits nach kurzer Zeit erforderlich, auf dem Längsträger der Anlage einen zweiten Roboter desselben Typs zu installieren („Zeus“).

Herkules und Zeus

Die Manipulatoren wenden die Werkstücke so, dass fast immer in Wannenlage oder zumindest horizontal geschweißt werden kann. Mit ihren sechs Achsen erreichen die Roboter auch schwer zugängliche Bereiche, sie können z. B. auch in das Innere der Kastenkonstruktionen von Schiliftstützen eintauchen. Da die Schweißmedien durch die Hohlwelle der Handachse geführt werden, kann diese bis zu zwei Umdrehungen durchführen und auch in engen Werkstückbereichen arbeiten. Beim Programmieren lassen sich Synergien nutzen. Beide Schweißroboter werden sowohl Offline als auch per Teach-in programmiert.

Die geschweißten Produkte für den Seilbahn- und Schiliftbau bestehen fast ausschließlich aus Baustählen und werden mit dem
MAG-Verfahren und hauptsächlich mit versenkten Kehlnähten geschweißt. Die Wanddicken der Werkstücke liegen zwischen sechs und zwölf Millimetern. Im Jahr 2005 verschweißte allein die Anlage Herkules acht Tonnen Massivdraht mit dem Durchmesser 1,2 Millimeter. Für dieses Jahr lässt die Hochrechnung einen Schweißdrahtverbrauch von total 16 Tonnen erwarten. Bei den kleineren, in der Containeranlage geschweißten Teilen, erspart sich das Unternehmen gegenüber der Handschweißung zwei Drittel des Zeitaufwandes. Bei den beiden größeren Roboteranlagen ist die Zeitersparnis geringer, dafür jedoch kann der Bediener andere qualifizierte Arbeiten durchführen während der Roboter schweißt.

Konstruktive und wirtschaftliche Freiräume

Der Seilbahnhersteller Doppelmayr hat schon seit 1999 Erfahrung mit Schweißrobotern von igm. Heute arbeiten seine sechs Schweißroboteranlagen und eine kombinierte Bohrwerks- und Fasenschneidanlage nahezu rund um die Uhr. Vier der Anlagen arbeiten mit Einzelrobotern unterschiedlicher Größen, die beiden anderen Anlagen schweißen mit je zwei Robotern.

Personentransportsysteme dieses Unternehmens sind weltweit in über 70 Staaten im Einsatz: in Tourismusgebieten, in Städten, Flughäfen, Einkaufszentren, Erlebnisparks, Messen etc. Die buchstäblich stabile statische Basis dieser Systeme entsteht in seinen Stahlbaubetrieben, zum Beispiel im Werk „Hohe Brücke“ in Wolfurt. Hier verarbeiten 200 Mitarbeiter täglich 50 bis 70 Tonnen Stahl. Bleche und Profile werden samt Durchbrüchen und Bohrungen mit hoher Präzision geschnitten und für die Schweißnahtvorbereitung gefast. Auf mehreren Schweißroboteranlagen entstehen aus diesen Blechen unter anderem Kastenkonstruktionen von Seilbahnstationen, Seilscheiben, Aufhängekonsolen oder andere hoch beanspruchte Bauteile. Die Schweißautomatisierung mit Robotern löste den Trend aus, Profilkonstruktionen durch geschweißte Blechkonstruktionen zu ersetzen. Einerseits verursachten die weltweit unterschiedlichen Toleranzen der angelieferten
Profile immer wieder Probleme beim Roboterschweißen, andrerseits erweiterte der Einsatz von Blechen die Möglichkeiten zur freieren konstruktiven Gestaltung. Außerdem sind diese Grundwerkstoffe global wesentlich leichter in geforderter Qualität verfügbar als Profile.

60 Tonnen und mehr

Im Jahr 2005 verschweißten die igm-Roboter im Werk Hohe Brücke 60 Tonnen Schweißdrähte, in diesem Jahr wird sich dieser Verbrauch voraussichtlich auf fast 80 Tonnen steigern. Hauptsächlich werden Baustähle der Typenbezeichnung S355 (früher St 52) im MAG-Verfahren verschweißt, und zwar sowohl mit Fülldrähten als auch mit Massivdrähten verschiedener Durchmesser. Mit den meist mehrachsigen Manipulatoren werden die Werkstücke in optimale Schweißposition gebracht, damit kann mit den Robotern vorwiegend in Wannenlage geschweißt werden, was größere Raupen erlaubt, weniger Lagen erfordert und somit die Schweißzeit reduziert. Ebenso verbessert sich das Einbrandverhalten und die Kerbwirkung wird deutlich reduziert. Bei größeren Teilen werden so Lichtbogen-Einschaltzeiten bis zu 70 Prozent erreicht.

Alle Roboter-Schweißanlagen sind Doppelstationen, bei denen in einer Station geschweißt wird, während das fertig geschweißte Werkstück aus der anderen entnommen und ein neues Werkstück auf den Manipulator aufgespannt wird. Zwei Portalanlagen arbeiten mit je zwei Schweißrobotern. Sie verfügen über 3-Achs-Schlittensysteme und schweißen lange Werkstücke, die jeweils zwischen den Spindel- und Reitstock einer Drehachse aufgespannt werden. Beim Schweißen arbeiten Roboter und Manipulatoren bzw. Drehachsen synchron zusammen. Manipulatoren und Drehachsen drehen und wenden das Werkstücken immer so, dass ohne Umspannen auf allen Seiten in Wannenlage oder zumindest horizontal geschweißt werden kann. Die mit einem Roboter arbeitenden Schweißstationen sind mit 3-Achs-Manipulatoren ausgerüstet. Auf einer dieser Roboteranlagen werden die fünf Einzelsegmente von Seilscheiben mit bis zu 7,3 m Durchmesser geschweißt. Alle Schweißroboter sind für das Gasdüsensuchen, Lichtbogennahtsuchen und teilweise für das Nahtscannen per 3D-Laserkamera
ausgerüstet.

Einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität der Roboteranlagen hat die Offline-Programmierung. Das eingesetzte System „Offline-Teachen“ bietet durch die Verwendung des Originals igm Programmierhandgeräts einen besonderen Komfort und lässt einen geschulten Roboterprogrammierer praktisch ohne weiteres Training sofort die Anlage in der Simulation bedienen. Die unproduktiven Stillstandszeiten während der Teach-in Programmierung können zu einem hohen Prozentsatz entfallen – nur mehr ein Drittel der Zeit wird an der Anlage für Testläufe und Detailoptimierungen benötigt. Wesentliche Vorteile ergeben sich auch schon in der Konstruktionsphase von neuen Komponenten, denn durch die Simulation der Roboteranlagen können die Bauteile bereits im Konstruktionsbüro auf bestmögliche Zugänglichkeit durch den Roboterarm überprüft und entsprechend angepasst werden. Zum Beispiel lassen sich die Dimensionen von Durchbrüchen und Öffnungen in Kastenkonstruktionen schon in der Planung am PC Zeit und Aufwand sparend überprüfen und wenn erforderlich modifizieren. Die einzuhaltenden Schweißvorschriften mit den geforderten Positionen können hierbei gleich mitberücksichtigt werden. Ebenso wird die Gestaltung der Aufspannvorrichtungen bereits im Büro hinsichtlich des automatisierten Schweißens optimiert.

Durchsatzsteigerung durch automatisierte Schweißprozesse

Mit den Schweißroboteranlagen ließ sich der Durchsatz bei Roboterschweißteilen bei gleichen Platzverhältnissen mehr als verdoppeln, erklärt Karl-Heinz Zündel, Betriebsleiter im Werk Hohe Brücke von Doppelmayr. Damit ermöglichen sie die Fertigung auch bei europäischen Lohnverhältnissen. Das Unternehmen entschied sich für igm als Partner, weil dessen Angebot von Kleinrobotern bis zu größten Anlagen reicht. Außerdem enthält sein Peripherieprogramm ein breites Spektrum von Möglichkeiten für die Anpassung an alle Produktionsbedingungen. Zündel betont auch die konstruktive Zusammenarbeit mit den Projektverantwortlichen der igm Robotersysteme AG, die sich auch bei unvorhersehbaren Zwischenfällen als faire Partner bewiesen.


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