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Vom Stapler-Chassis bis zum Hydraulikzylinder

: igm


Bereits seit 15 Jahren hat Jungheinrich Schweißroboter von igm. Mittlerweile arbeiten vierzehn Roboter im dreischichtigen Produktionsablauf. Das Unternehmen stellt Gegengewichts-Hubstapler sowie Lager- und Logistik-Systemgeräte her und verbucht durch den Einsatz von igm-Schweißrobotern gleich mehrfachen Nutzen. Die Roboter steigern die Produktivität und sorgen für gesicherte, durchgehend erstklassige Qualität.

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In der Doppelroboteranlage werden bis zu sechs Meter lange Hubgerüst-Komponenten geschweißt. Sie sind während des Schweißens auf einer Wendevorrichtung mit verschiebbarem Reitstock aufgespannt.

In der Doppelroboteranlage werden bis zu sechs Meter lange Hubgerüst-Komponenten...

Jedes Jahr verlassen ca. 5.000 Diesel getriebene und 8.000 elektrisch betriebene Gegengewichtsstapler sowie etwa 1.400 Lager- und Systemgeräte das Werk der Jungheinrich Moosburg GmbH. Das Unternehmen gehört zu den weltweit größten Anbietern im Bereich Flurfördergeräte, sowie Lager- und Materialflusstechnik. Hohe Leistung und Bediensicherheit werden bei diesen Produkten unter einen Hut gebracht. Bei Fördergeräten beispielsweise sind sowohl Geschwindigkeit als auch Lenkeinschlag so geregelt, dass das Umkippen während der Fahrt vermieden wird. Bei Lager- und Systemgeräten sind je nach Hubhöhe und Last zusätzlich sogar Bremskraft und Geschwindigkeit geregelt. In den Produktionslinien des Werkes schweißen Sechsachs-Roboteranlagen von igm eine Vielzahl von tragenden Baugruppen.

Pro Jahr werden an die 100 Tonnen Fülldrähte mit dem MAG-Verfahren verschweißt. Die zu schweißenden Bauteile bestehen aus hochfesten Baustahlblechen SJ 355 (ST 52) mit Dicken bis zu 70 mm. Die Schweiß-Taktzeiten liegen je nach Bauteil zwischen zehn Minuten und drei Stunden und es werden 50 bis 70 Prozent Lichtbogenzeit erreicht. Strom, Schweißdraht und Schutzgase werden bei allen Schweißrobotern durch die erste Achse und durch die Hohlwelle des äußersten Gelenks geführt, weshalb der Brenner, ohne Absetzen, zwei volle Umdrehungen durchführen kann. Mit seiner Schwanenhalsform erreicht er auch schwer zugängliche Bereiche.

Unterschiedliche Konfiguration je nach Baugruppen

Je nach zu schweißenden Baugruppen sind die einzelnen Roboteranlagen unterschiedlich konfiguriert. Die Schweißroboter für Komponenten wie Fahrzeugrahmen, Anbaugeräte,
Unterbau, Seitenschieber, Initialhub oder Schwenkschubgerätegruppe arbeiten von einem Drehgalgen aus, der auf einem Hubwerk montiert ist. Über ein Längsfahrwerk bedienen die Roboter zwei Wechselkabinen. In einer wird geschweißt, während der Bediener das fertige Werkstück aus der anderen entnimmt und mit dem nächsten Werkstück beschickt. Die L-Manipulatoren oder Drehvorrichtungen, auf denen die Bauteile aufgespannt sind, werden simultan mit den Achsen des Roboters angesteuert, so dass fast immer in Wannenlage geschweißt wird.

Die bis zu sechs Meter langen Hubgerüst-Komponenten werden auf einer Doppelroboteranlage geschweißt. Die beiden Roboter dieses Systems bewegen sich auf Querfahrwerken, die sich ihrerseits auf einem einseitigen Längsfahrwerk bewegen. Die zu schweißenden Hubgerüste sind auf einer Einachs-Wendevorrichtung mit verschiebbarem Reitstock aufgespannt. Die Programmierung der unterschiedlich langen Hubgerüste wird durch das Smart-Step-Programmiersystem von igm vereinfacht, in dem sich Unterprogramme sehr leicht verschieben lassen.


Ein weiterer Roboter, der fertig bearbeitete Kopfteile an Hydraulikzylindern schweißt, arbeitet von einer Standsäule aus. Die Werkstücke sind in einer Drehvorrichtung eingespannt. Es werden zehn verschiedene Rohrdurchmesser zwischen 50 und 100 mm, mit insgesamt 26 verschiedenen Zylinderboden-Ausführungen, verschweißt. Die Schweißung der zweilagigen V-Nähte geschieht in einem Zug während zweier Umdrehungen des Rohres. Das a-Maß der Schweißnaht entspricht den 5 und 7,5 mm Rohr-Wandstärken. Bereits programmierte Schweißprozesse erlauben die rasche Umstellung auf verschiedene Bauteilvarianten.

Exakte Schweißung auch bei thermischen Verzug

Die Roboter werden sowohl per Teach-in als auch offline programmiert. Außer jenem Roboter, der die Hydraulikzylinder schweißt, sind die Schweißroboter für das Gasdüsensuchen und Lichtbogennahtsuchen ausgerüstet.
Je nach Nahtaufbau wählt der Programmierer den einzusetzenden Sensor. Beim Gasdüsensuchen ermittelt der Brenner zunächst die exakte Lage der Schweißnaht durch Anfahren der programmierten Anfangs- und Endpunkte. Beim Lichtbogennahtsuchen wird der Brenner durch die Spannungsschwankungen während des Pendelns entlang der Schweißnaht geführt. Mit dieser Brennerführung ist es möglich, die Nähte auch bei thermischem Verzug exakt zu schweißen.

Es kommen fast nur Kehlnähte vor. Bei der Konstruktion der Baukomponenten wird unter anderem darauf geachtet, dass bei Hohlräumen eine entsprechende Öffnung das Eintauchen des Schweißbrenners erlaubt. Weiters wird darauf geachtet, dass schweißende Teile nur auf einer Seite stoßend angeschlagen sind, damit sich thermischer Verzug ausgleichen kann. Außerdem wird konstruktiv dafür gesorgt, dass nach dem Schweißen möglichst keine spanende Bearbeitung mehr erforderlich ist. Um das genaue Passen zu gewährleisten, werden Aufnahmeteile deshalb erst zum Schluss angeschweißt. Die Tanks für Treibstoff und Hydrauliköl sind im Chassis integriert – hier ist Dichtschweißung erforderlich.

Produktionskosten gesenkt, Qualität gesteigert

Durch den Robotereinsatz konnten die Produktionskosten gesenkt und die Qualität gesteigert werden. Die Ausbringung ist drei Mal höher als bei der Handschweißung. Die Roboter bringen eine wesentliche Entlastung des Personals, das während des Schweißprozesses andere Aufgaben ausführen kann.

Zu den Hauptgründen für die Investition in die Schweißroboter gehören für Jungheinrich hohe Produktivität und durchgängig nachvollziehbare Qualität der Schweißungen. Letztere ist auch für die nachfolgenden Montageschritte ein stark Kosten sparender Faktor, da kaum mehr Nacharbeiten erforderlich sind. Als weitere wichtige Basis für den erfolgreichen Robotereinsatz ist auch die Zusammenarbeit mit
einem kompetenten Partner wie igm, betont Alexander Baldauf, Leiter Werkdienste bei Jungheinrich in Moosburg. Sie beginnt schon bei der Projektausarbeitung und erstreckt sich durch alle Phasen, von der Ideenentwicklung über die Beschaffung bis zur Installation, Programmierung, Inbetriebnahme und Praxiseinsatz.


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