Roboter schweißt Stapler-Anbaugeräte

Ob Seitenschieber, Zinkenverstellgeräte, Drehgeräte oder Spannarme – ein wesentliches Grundbauteil von fast allen Kaup-Anbaugeräten für Stapler ist das C-Führungsprofil, das eine Bewegung ermöglicht und an dem letztendlich das gesamte Anbaugerät einschließlich der Last hängt.

„Um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden, fiel Anfang 2009 die Entscheidung, eine alte MAG-Schweißzelle – ebenfalls von Reis – zu ersetzen", berichtet Produktionsleiter Ernesto Martin. „ Natürlich sollte die Geschwindigkeit gesteigert werden, wobei die Rüstzeiten eine entscheidende Rolle spielen."

Das Führungsprofil, dessen Länge zwischen 600 und 2400 Millimeter variiert, wird symmetrisch aus zwei auf Maß gefrästen Einzelteilen geschweißt, wobei die Schweißnaht auf der Außenseite des „C" liegt. Da die Materialstärken abhängig sind von der Tonnage – also der späteren Belastung – galt es nicht zuletzt, Anlage und Vorrichtungen so zu entwickeln, dass mit minimalen Rüstzeiten alle Führungsprofile und Tonnagen standardisiert auf nur einer Vorrichtung geschweißt werden können.

Diese machte für die zu realisierenden Produktlängen eine intelligente Verteilung der Klemmbrücken auf der Vorrichtung notwendig. Wegen der hohen Stückgewichte kam außerdem der Ergonomie beim Einlegen, Spannen und Entnehmen eine besondere Bedeutung zu. Daher sollte die Vorrichtung nun auch ergonomische Einlegehilfen und Auswurfzylinder erhalten, um den Mitarbeitern die Arbeit zu erleichtern.

Der nun integrierte Auswurf des Profils über hydraulische Auswurfzylinder macht Arbeiten mit dem Hammer überflüssig. Es wird lediglich der mit einem Elektromagneten ausgerüstete Kran darüber gefahren, mit seiner Hilfe das Werkstück entnommen und zum Abkühlen auf eine Palette gelegt, bevor das nächste Führungsprofil eingesetzt wird.

„Darüber hinaus galt es, einen weiteren Arbeitsgang zu integrieren: das Verschweißen an den inneren Enden durch WIG mit Kaltdrahtzuführung", ergänzt Martin. Daher wendet die Vorrichtung nach beendetem Schweißen der Außennaht das Werkstück und der Roboter wechselt den Tandemschweißbrenner gegen den WIG-Brenner. Ausgerüstet mit einer langen, schmalen WIG-Düse ist er nun in der Lage, in dem engen Innenraum des C die Enden nochmals zu verschweißen. Dieser Prozessschritt erfolgte zuvor noch händisch.

Die Anlage ist als Hybridkinematik des Typs RVL20-16 konzipiert. Sie verfügt über eine lichte Weite von 8000 mm, so dass ein 2-Stationenbetrieb möglich ist und Rüstzeitverluste minimiert werden. Daran ist ein 6-Achsen-Roboter mit integrierter Transferachse montiert. Dieser holt sich nach Bedarf automatisch den benötigten Schweißbrenner aus einer Wechselstation, die oben auf dem Portal mitfährt. Ähnlich wie bei der alten Anlage erfolgt das MAG-Schweißen mit einem Tandemschweißbrenner der Firma Cloos.

Die Schweißgeschwindigkeit beträgt maximal 700 mm pro Minute. „ Die Schweißfolge und die zugehörigen Parameter haben wir gemeinsam mit Reis auf Basis unserer Erfahrungen entwickelt", sagt Martin. „Sie wurde in der Robotersteuerung hinterlegt, so dass der Bediener der Anlage lediglich Länge und Tonnage des Werkstücks eingeben muss. Die Schweißfolge wird dann automatisch bereitgestellt." Ob 600 oder 2400 mm Länge, die Arbeit für den Bediener bleibt gleich. So konnte der Zeitaufwand für die Rüstzeiten – inklusive Programmierung eines Werkstücks am Roboter – um 2/3 reduziert werden.

Um Kollisionen zwischen Schweißbrenner und Klemmbrücken zu verhindern, wurde der Roboter mit einer Sensorik zur Bauteilüberwachung ausgerüstet. Darüber hinaus bietet die Lösung eine Online-Überwachung des Schweißvorgangs am Leitrechner. Innerhalb der Software Provis lässt sich der Fortgang der Bearbeitung in einer virtuellen Darstellung der Schweißzelle verfolgen.

Außerdem kann diese Software auch eingesetzt werden, um den tatsächlichen Schweißvorgang zu simulieren. Martin: „Mit Hilfe der permanenten Prozessüberwachung und entsprechenden Analysen der Laufzeiten dient uns die Software auch zur vorbeugenden Instandhaltung auf Basis bekannter Verschleißzyklen an den Werkzeugen."

Reis Group Holding GmbH & Co. KG www.reisrobotics.de