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Roboterschweißen auf der Überholspur

Stromquelle wird zum Rechenzentrum für den Lichtbogen
Roboterschweißen auf der Überholspur

Schweißtechnik | Selbst das robotergestützte MAG-Schweißen kann noch Verbesserungen erreichen bei Geschwindigkeit, Nahtqualität und Verfügbarkeit. Fronius bietet dafür die zukunftsgewandte Stromquelle TPS/i Robotics an. Im Auftrag des Anbieters arbeitet Fachjournalist Franz Joachim Roßmann die Vorzüge der Technologie heraus.

Franz Joachim RoßmannFachjournalist in Gauting

Gerade beim robotergestützten Schweißen treten Schwächen der Schweißtechnik schnell zu Tage. Ein instabiler Prozess, unhandliche Technik und kurze Standzeiten der Verschleißteile führen zu hohen Ausschussraten, häufigen und langen Anlagenstillständen sowie umfangreichem Nachbearbeitungsaufwand. Probleme, die nicht nur an den Nerven der Verantwortlichen zehren, sondern den produzierenden Unternehmen regelmäßig viel Geld kosten oder gar ihre Wettbewerbsfähigkeit gefährden.
Aber es gibt Abhilfe. Mit Lösungen wie der TPS/i Robotics von Fronius. Diese Schweißstromquelle profitiert sowohl von den intensiven Arbeiten des Unternehmens an der Entschlüsselung der DNA des Lichtbogens als auch von einer vollständig neuen Gerätearchitektur.
Ein Quantensprung beim MAG-Schweißen ist nur möglich, wenn die Schweißstromquelle ein Maximum an Lichtbogeninformationen in minimaler Zeit verarbeitet. Die TPS/i Robotics wurde daher von Grund auf neu konzipiert. Sie verfügt nicht nur über einen leistungsfähigen Prozessor der aktuellen Generation, sondern auch über einen High-Speed-Bus (SpeedNet), der gegenüber dem Vorgängermodell einen 200 Mal schnelleren Datenaustausch zwischen den relevanten Systemkomponenten erlaubt. Dadurch lassen sich mehr Daten in kürzerer Zeit übertragen und schnellere Regelkreise realisieren. Damit diese ihre Wirkung voll entfalten können, wurden auch alle entscheidenden Systemkomponenten auf ein neues Leistungsniveau angehoben. So ist der für den Drahtvorschub verantwortliche Motor der TPS/i Robotics deutlich dynamischer und hat eine längere Lebensdauer.
Die Schweißspezialisten bei Fronius haben das Leistungspotential der neuen Stromquelle genutzt, um den Kurzlicht- und den Impulslichtbogen weiterzuentwickeln. Das Ergebnis: der zur TPS/i gehörende Puls-Schweißprozess PMC (Pulse Multi Control) und der besonders spritzerarme und stabile Kurzlichtbogen-Schweißprozess LSC (Low Spatter Control). Das Unternehmen hat den Kennlinien zudem die innovativen Funktionen Einbrand- und Lichtbogenlängenstablisator zur Seite gestellt, die gerade beim Roboterschweißen gut greifen.
Der Einbrandstabilisator gleicht Änderungen des freien Drahtelektrodenendes (Stickout) aufgrund von schweißbedingtem Verzug, Fertigungstoleranzen oder Abweichungen von der optimalen Roboterbahn (etwa wegen beschränkter Zugänglichkeit) eigenständig aus.
Der Lichtbogenlängenstabilisator wiederum hält die Lichtbogenlänge bei wechselnder Schmelzbadtemperatur oder Schweißgeschwindigkeit sowie bei Nahtformübergängen (zum Beispiel beim Wechsel von einer Kehlnaht zur Ecknaht) konstant und sorgt so für einen tiefen Einbrand ohne Einbrandkerben. Ist der Stabilisator aktiviert, kann daher mit höherer Geschwindigkeit als bisher geschweißt werden.
Für die Produktion bedeuten diese Neuerungen höhere Prozesssicherheit und Produktivität bei besserer Nahtqualität, wie Anwender der TPS/i Robotics unabhängig voneinander bestätigen. Sie freuen sich nicht nur über wesentlich weniger Nacharbeit, sodass zum Teil entsprechende Schweißarbeitsplätze abgebaut werden konnten, sondern stellen gleichzeitig eine deutlich höhere Anlagenverfügbarkeit fest.
Wesentlichen Anteil an der Reduzierung von Stillstandzeiten haben auch die von Fronius auf das Roboterschweißen zugeschnittenen Peripheriekomponenten. Dazu zählt die magnetische CrashBox. Sie verhindert bei einer Kollision die Beschädigung des Schweißbrenners. Kommt es zu einem unkontrollierten Anprall, löst sich die magnetische Verbindung der CrashBox bei Überschreiten des Auslösemoments.
Auch der Drahtelektrodenwechsel trägt üblicherweise nicht unerheblich zu den Stillstandzeiten bei. Fronius hat deshalb auch das Einlaufen des Drahtes so vereinfacht, dass nun nur noch wenige Handgriffe erforderlich sind. Der Draht muss nur noch bis zur ersten Rolle des Rollenantriebs eingefädelt werden.
Wegen einer präziseren und schonenderen Drahtförderung sowie einem innovativen Kühlsystem hat sich darüber hinaus die Lebensdauer der Verschleißteile gegenüber Vorgängermodellen deutlich erhöht, sodass weniger Produktionsunterbrechungen nötig sind. Bei Erreichen des Standzeitendes geht das Austauschen dank steckbarer Verbindungen und Schnellwechselkupplungen der TPS/i Robotics zudem in wenigen Minuten und ohne Werkzeug von der Hand.
Über den aktuellen Status der Schweißquelle und des Produktionsprozesses können sich Anwender und Wartungspersonal jederzeit via Ethernet und Internet informieren. Die Schweißstromquelle sammelt fortlaufend Informationen über ihren aktuellen Zustand und zu jeder Schweißnaht. Diese detaillierten Daten lassen sich nutzen, um den Prozess zu überwachen, zu analysieren und zu dokumentieren. Mit Hilfe einer zentralen Servereinheit (WeldCube) ist es in naher Zukunft darüber hinaus möglich, die anfallenden Daten mehrerer Schweißstromquellen unternehmensübergreifend zusammenzuführen und zu verwalten.
Fronius hat die neue Schweißstromquelle TPS/i Robotics also speziell auf das robotergestützte Schweißen zugeschnitten. Dank vernetzter und aufeinander abgestimmter Komponenten erlaubt sie es, mit Robotern schneller und mit höherer Reproduzierbarkeit zu schweißen. Zudem lassen sich Stillstandzeiten reduzieren und ein neues Qualitätsniveau erklimmen.
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