Präzision in höchster Geschwindigkeit
Qualität bedeutet, sämtliche Anforderungen des Kunden zu erfüllen und ihre Erwartungen sogar zu übertreffen. Vor diesem Hintergrund gilt bei Multivac, einem führenden Hersteller von Verpackungslösungen, der Einsatz jedes einzelnen Mitarbeiters dem Ziel, stets ein Höchstmaß an Leistung und Qualität zu garantieren. Am Produktionsstandort in Lechaschau gilt dies im Besonderen für die Verschweißung von Blechbaugruppen, die dort auf einer Roboter-Portalanlage von Cloos nicht nur mit höchster Präzision sondern auch mit beachtlicher Geschwindigkeit gefertigt werden.
Bei dieser Anlage, die komplett aus Standardkomponenten zusammengestellt wurde, hängt der Cloos-Schweißroboter ROMAT® 350 „über Kopf“ an einer Verfahreinheit.
Bei dieser Anlage, die komplett aus Standardkomponenten zusammengestellt wurde,...
Die 1961 gegründete Multivac Sepp Haggenmüller GmbH & Co. KG konzentriert sich ausschließlich auf die Herstellung hochwertiger Vakuumverpackungsmaschinen und bedient heute Kunden in mehr als 140 Ländern in aller Welt. Das multinationale Unternehmen mit über 3.000 Mitarbeitern ist darauf ausgerichtet, eine breite Auswahl an Möglichkeiten für das Verpacken von Lebensmittel-, Medizin-, Industrie- und Konsumprodukten zu bieten. Mit mehr als 24.500 ausgelieferten industriellen Verpackungsmaschinen und 90.000 Kammermaschinen hat sich Multivac ein einzigartiges Know-how erarbeitet.
„Mit weltweit mehr als 1.200 Tiefziehverpackungsmaschinen pro Jahr und 65 Prozent Marktanteil sind wir Marktführer in diesem Segment. Wir verkaufen mehr Tiefziehverpackungslösungen als alle unsere Mitbewerber zusammen“, demonstriert Ing. Andreas Köppl, Projektmanagement bei Multivac, die Vormachtstellung des Unternehmens in der Branche. „Ob Tiefzieh-Verpackungsmaschinen, Vakuum-Kammermaschinen, Traysealer oder Etikettiersysteme – mit allen unseren Maschinentypen setzen wir Standards in Hygiene, Design, Leistungsfähigkeit und Kundennutzen“, fährt er fort.
Innovative Verpackungslösungen
Im technischen Anwendungszentrum des Stammsitzes in Wolfertschwenden (D) führen Entwickler und Ingenieure von Multivac umfassende Untersuchungen von Verpackungsmaterialien, -technologien und Endprodukten durch, 
Auch in Station 1 kann das Werkstück durch Schwenken und Drehen in eine optimale Lage gebracht werden.
Auch in Station 1 kann das Werkstück durch Schwenken und Drehen in eine optimale...
Für diese neue Maschinengeneration war in Lechaschau am zweitgrößten Fertigungsstandort des Unternehmens mit 300 Mitarbeitern eine Optimierung der Produktion notwendig. Hier war es vorerst Aufgabe der Konstrukteure, die Fertigung der Bauteile kostengünstiger zu gestalten. So ist der Trend zu erkennen, dass klassische Frästeile in Blechteile umfunktioniert - und zu immer größeren Schweißbaugruppen zusammengefügt werden.
Dafür suchte man nach einer neuen Roboterlösung, für die die Größe der Baugruppen kein Problem darstellte und die flexibel, schnell und mit höchster Präzision die Teile schweißen konnte. „Um bei unseren Maschinen die strengen Hygieneanforderungen und absolute Prozesssicherheit einzuhalten, müssen wir selbstverständlich auch bei den Einzelkomponenten der Maschinen höchste Qualität produzieren. Wir wussten, dass das hohe Anforderungen an den Schweißroboter waren“, beschreibt Andreas Köppl.
In einem Evaluierungsverfahren kämpften am Ende noch drei Anbieter um den Erhalt des Auftrages. „Letztendlich hat man sich für eine Portallösung von Cloos entschieden, die uns am meisten überzeugen konnte“, ist Ing. Markus Rachbauer, 
Mit dem neuen Schweißroboter werden sehr unterschiedliche Teile gefertigt, nicht nur Baugruppen des Traysealers, hier beispielsweise Standfüße von Tiefziehmaschinen.
Mit dem neuen Schweißroboter werden sehr unterschiedliche Teile gefertigt,...
Flexibel erweiterbar
Bei der Lösung von Cloos handelt es sich um eine Portalanlage, die momentan mit zwei Schweißstationen ausgestattet ist. „Die Schnittstellen sind so vorbereitet, dass um weitere zwei Stationen erweitert werden kann. Bei der für heuer bzw. 2011 geplanten Erweiterung wird entweder ein zusätzlicher Roboter an der Anlage montiert, oder man verlängert den Verfahrweg des einen Roboters“, ist Rachbauer von der Flexibilität der Anlage überzeugt.
Bei dieser Anlage, die komplett aus Standardkomponenten zusammengestellt wurde, hängt der Cloos-Schweißroboter ROMAT 350 „über Kopf“ an einer Verfahreinheit. „Der robuste Industrieroboter mit großem Arbeitsbereich verfügt trotz schlanker und kompakter Knickarmbauweise über eine außerordentliche Steifigkeit. Diese Eigenschaft und die antriebsstarken Motoren garantieren eine hohe Dynamik, die für das Schweißen 
Bei der Lösung von Cloos handelt es sich um eine Portalanlage mit zwei Schweißstationen, die jedoch um zwei zusätzliche erweiterbar ist. Am linken Bild ist das Pendeltischsystem mit den eingelassenen Führungsschienen zu sehen.
Bei der Lösung von Cloos handelt es sich um eine Portalanlage mit zwei Schweißstationen,...
Spritzerfrei oder schnell
Weiters verfügt die Anlage über das automatische Brennerwechselsystem GWS-80, das zwischen den beiden Schweißverfahren MAG und WIG nach Bedarf wechselt. „Das schnelle Wechseln der verschiedenen Schweißbrenner bedeutet eine wesentliche Steigerung des Nutzungsgrades einer Anlage“, betont Maeting.
„Bauteile unserer Verpackungsmaschinen, die im Sichtbereich sind, müssen auch aufgrund der hohen Anforderungen der Lebensmittelindustrie spritzerfrei sein und eine hohe Nahtqualität aufweisen. Hier können wir dank des Wechselsystems zusätzlich auf das WIG-Verfahren zurückgreifen“, ist Philipp Taxer, Roboteranlagenbediener bei Multivac, von dieser Möglichkeit begeistert.
Lasersensorik – Ein Muss
Die absolute Besonderheit dieser Lösung ist allerdings ein von Cloos selbst entwickelter Lasersensor mit der Bezeichnung SeamExplorer iCSE_LD. „Nach den ersten Untersuchungen haben wir sofort gesehen, dass bei diesen hohen Anforderungen an die Schweißqualität der Einsatz unserer Lasertechnik unbedingt notwendig ist“, erinnert sich Thomas Maeting.
Dieses Lasersensorsystem ist ein berührungsloses optisches Messsystem 
Station 2 ist mit dem Werkstückpositionierer WPEK –G –10.000N mit 2 m Einspannlänge ausgerüstet. Mithilfe dieses Systems kann kontinuierlich die ideale Schweißposition gewährleistet werden, ohne zwischendurch den Schweißvorgang abzubrechen.
Station 2 ist mit dem Werkstückpositionierer WPEK –G –10.000N mit 2 m Einspannlänge...
Nachdem der Roboter an den Anfang der Suchstrecke gefahren ist, wird der Sensor aktiviert. Der Roboter bewegt den Sensor auf der programmierten Suchstrecke. Während dieser Bewegung speichert der am Sensorkopf angebrachte Rechner alle 5 μm den Messwert. Am Ende der Suchstrecke wird der Sensor deaktiviert. Im Anschluss an diesen Messvorgang startet der Roboter den Bearbeitungsprozess oder beginnt mit einem weiteren Suchvorgang.
Der Rechner reiht die während der Suchfahrt gespeicherten Messwerte so aneinander, dass ein zweidimensionales Abbild der gemessenen Werkstückoberfläche entsteht. Ein Vergleich dieses aktuellen Abbilds mit einem während der Programmierphase als Referenz gespeicherten Abbild der Oberfläche zeigt, welche Korrekturen notwendig sind, um ein optimales Bearbeitungsergebnis zu erzielen.
„Bei uns werden aktuell 180 Suchfahrten pro Schweißbaugruppe innerhalb kürzester 
Integriert in das Handgelenk des Roboters, ermöglicht der Lasersensor eine deutliche Zeitersparnis bei Suchfahrten.
Integriert in das Handgelenk des Roboters, ermöglicht der Lasersensor eine...
Alle Programmierungen und Parametrierungen des komplett in die Robotersteuerung integrierten Messsystems erfolgen über das Programmier-Hand-Gerät des Roboters. Zusätzlich verfügt das Lasersystem über ein Videosignal, sodass der Schweißprozess von außerhalb am Bildschirm beobachtet werden kann.
Schweißtechnologie auf höchstem Niveau
Als Schweißstromquellen werden für das MAG-Verfahren die GLC 403 QUINTO, für das WIG-Verfahren die GLW 300 I-H-P-R von Cloos eingesetzt. Die QUINTO zeichnet durch ihre flexible Programmierbarkeit ein sehr universelles Einsatzspektrum aus. Bei der WIG-Schweißstromquelle erhöht ein durchgängig stabiler in allen Bereichen weicher Lichtbogen die Qualität der Schweißnähte. Der softwaregesteuerte Zündablauf startet den Schweißprozess so weich, dass ein Materialauswurf an der Zündstelle nicht stattfindet. Ein integrierter Pulser verbessert die Schweißergebnisse wesentlich, sodass ein exzellentes Nahtaussehen mit gleichmäßiger Schuppung sowie die Vermeidung von Lufteinschlüssen erzielt werden können.
Die Programmierung aller Größen beider Schweißstromquellen kann aufgrund einer Schnittstelle zur CLOOS – Robotersteuerung 
Bei der Entwicklung der ROTROL wurde bei Cloos darauf geachtet, dem Anwender eine robuste und übersichtliche Robotersteuerung zur Verfügung zu stellen, die durch Zuverlässigkeit und Flexibilität überzeugt.
Bei der Entwicklung der ROTROL wurde bei Cloos darauf geachtet, dem Anwender...
Kippen, Drehen und gleichzeitig Schweißen
In Station 2 befindet sich ein freiprogrammierbarer Werkstückpositionierer WPEK –G –7.500N mit 2 m Einspannlänge. Dieser Positionierer ist mit zwei voll synchronisierten Drehachsen ausgestattet und verfügt über eine zusätzliche synchronisierte Höhenverfahreinheit. Die Planscheibe ist vertikal angeordnet und kann 800 mm auf- und abfahren. Das auf der Planscheibe fixierte Werkstück kann so durch Kippen und Drehen in eine für das Schweißen optimale Lage durch den Anwender programmiert werden. „Wir können also drehen und kippen, auf- und abfahren und gleichzeitig schweißen, d.h. es kann mit diesem System kontinuierlich die ideale Schweißposition gewährleistet werden, ohne zwischendurch den Schweißvorgang abzubrechen und wieder neue zu positionieren. Die Positioniergenauigkeit dieses Systems beträgt +/-0,1 mm“, beschreibt Maeting die Vorzüge dieser Lösung.
In Station 1 wird ein Werkstückpositionierer des Typs WPEK-DP-KP -10.000 N verwendet, Teile mit schwer zugänglichen Nähten, geschweißt werden. Dieser Positionierer ist ebenfalls mit zwei Achsen und einem manuell schiebbaren Gegenlager ausgeführt. „Achse 1 des Werkstückpositionierers schwenkt einen 90°-Winkelkörper. Achse 2 ist eine auf dem Ausleger des Winkelkörpers installierte Planscheibe. Das Werkstück kann so durch Schwenken und Drehen in eine optimale Lage gebracht werden“, fügt der Cloos-Geschäftsführer noch hinzu.
Das Synchronisieren der Bewegungen von Roboter und Achsen des Werkstückpositionierers befähigen die Roboteranlage, komplizierte Konturen am Bauteil nachzufahren. „Die Zeit, eine Kontur zu programmieren, verkürzt sich durch diese Funktionen beträchtlich“, so Philipp Taxer.
Pendeltischsystem mit Schienenkonzept
Zusätzlich wurde die Portalanlage mit einem Pendeltischsystem ausgestattet. Bei Bedarf ist es damit möglich, auf Führungsschienen, die in den Boden eingelassen sind, Schweißtische von Demmeler in die Station manuell reinzuschieben. „Dieses System ist aus der zerspanenden Fertigung bekannt und war mit einem Schienenkonzept leicht umsetzbar“, erläutert Markus Rachbauer, dessen Idee es war. „Mithilfe des Lasersensors am Roboter, konnten während des Einbaus der Schienen die Tische exakt vermessen werden, sodass wir auch hier äußerst präzise schweißen können“, ergänzt Taxer.
Das Tischsystem wurde speziell für die Schweißung von kleinen Serienteilen konzipiert. „Die Teile werden zunächst auf einer Alu-Platte mit einem 16er Raster eingespannt. Mithilfe der Parallelverschiebungsfunktion von Cloos können diese Teile ganz einfach geschweißt werden. Es muss nur der erste Serienteil programmiert werden. Während der Roboter die 16 Stück schweißt, kann der Bediener die nächsten schon wieder rüsten“, weist der Anlagenbediener auf den Zeitgewinn durch diese Lösung hin.
Rentabel und präzise schweißen
Mit dem neuen Schweißroboter werden sehr unterschiedliche Teile gefertigt, nicht nur Baugruppen des Traysealers, beispielsweise auch Standfüße von Tiefziehmaschinen oder Komponenten der Kammermaschinen. „Vorher handgeschweißte Teile können nun mit dem Roboter rentabler geschweißt werden. Dies bedeutet auch eine Entlastung unserer Handschweißer“, erwähnt Markus Rachbauer.
„Aufgrund der weit höheren Schweißgeschwindigkeit und des geringeren Verzuges des MAG-Verfahrens im Vergleich zum WIG-Verfahren ist sogar angedacht, die Bauteile nur noch MAG zu schweißen, und die wenigen Spritzer mittels Nachschleifen zu entfernen“, meint Taxer. Mittels MAG-Verfahren erreichen die Lechaschauer mit dem Roboter eine Schweißgeschwindigkeit von 150 bis 180 cm/min „Bei unseren Bauteilen ist die Schweißgeschwindigkeit oberstes Kriterium. Je schneller man schweißen kann, umso weniger Wärmeentwicklung und somit auch weniger Verzug entstehen am Teil“, führt Rachbauer weiter aus.
„Größte Schwierigkeit war es, einen thermischen Prozess so hinzubekommen, dass er unseren sehr hohen Ansprüchen genügt“, erklärt der Bereichsleiter. „Mit unserer Roboterportalanlage von Cloos sind wir in Sachen Präzision, Geschwindigkeit und Flexiblität auf einem sehr guten Weg“, sagt Andreas Köppl abschließend.
Bei dieser Anlage, die komplett aus Standardkomponenten zusammengestellt wurde, hängt der Cloos-Schweißroboter ROMAT® 350 „über Kopf“ an einer Verfahreinheit.
Auch in Station 1 kann das Werkstück durch Schwenken und Drehen in eine optimale Lage gebracht werden.
Mit dem neuen Schweißroboter werden sehr unterschiedliche Teile gefertigt, nicht nur Baugruppen des Traysealers, hier beispielsweise Standfüße von Tiefziehmaschinen.
Bei der Lösung von Cloos handelt es sich um eine Portalanlage mit zwei Schweißstationen, die jedoch um zwei zusätzliche erweiterbar ist. Am linken Bild ist das Pendeltischsystem mit den eingelassenen Führungsschienen zu sehen.
Station 2 ist mit dem Werkstückpositionierer WPEK –G –10.000N mit 2 m Einspannlänge ausgerüstet. Mithilfe dieses Systems kann kontinuierlich die ideale Schweißposition gewährleistet werden, ohne zwischendurch den Schweißvorgang abzubrechen.
Integriert in das Handgelenk des Roboters, ermöglicht der Lasersensor eine deutliche Zeitersparnis bei Suchfahrten.
Bei der Entwicklung der ROTROL wurde bei Cloos darauf geachtet, dem Anwender eine robuste und übersichtliche Robotersteuerung zur Verfügung zu stellen, die durch Zuverlässigkeit und Flexibilität überzeugt.
Special Blechexpo/Schweisstec 2011
Das praxisnahe Messeduo BLECHEXPO und SCHWEISSTEC findet seit dem Jahr 2007 in der neuen Landesmesse Stuttgart statt. Die internationale Fachmesse BLECHEXPO konnte sich innerhalb kürzester Frist in Europa eine führende Position erarbeiten und steht heute in der Weltrangliste der Fachmessen für Blechbearbeitung auf Rang 2.
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