Beim Fügen von Motorrad-Komponenten aus Aluminium setzt BMW auf Roboter- und Schweißtechnik von Cloos. Die Schnelligkeit der Roboteranlage wirkt sich positiv auf Produktivität und Qualität aus.
Motorräder von BMW, Berlin, gehören – nach Aussage von Kennern – zu den sichersten und formschönsten ihrer Klasse. An ihrem Erfolg hat das technische Know-how der Zulieferer wesentlichen Anteil. Eine wichtige Rolle bei der Herstellung der Edel-Bikes spielt der Einsatz moderner Schweißtechnik. Im genannten Produktionssegment arbeitet BMW seit Jahren sowohl mit Schweißgeräten als auch mit Robotersystemen der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH, Haiger.
Meister Zlatko Vukusic, bei BMW zuständig für den Bereich der Rohbau-Schweißerei berichtet stolz: „Noch nie hat bei einer BMW eine Schweißnaht versagt.“ Möglich war dies nur, weil an die schweißtechnische Fertigung stets hohe Anforderungen gestellt wurden, so dass sich eine entsprechende fachliche Kompetenz sowohl für das Schweißen von Stahl als auch von Aluminium herausbildete. Letzteres gehört zu den komplizierteren Verfahren und erfordert viel Können, Geschick und Gefühl für das Material. Dass dies inzwischen auch Roboter beherrschen, eröffnet BMW weitere Rationalisierungspotenziale. Zudem wächst die Sicherheit, dass in der Serienproduktion hohe, stets reproduzierbare Schweißqualität gegeben ist.
Ein Beispiel sind die Längslenker für die spezielle Telelever-Vorderradführung von BMW: „Da es sich hierbei um sichtbare Teile handelt, sind perfekt gesetzte Schweißnähte erforderlich“, erklärt Vukusic. „Das heißt, exakte Durchschweißungen mit anspruchsvoller optischer Qualität.“ Längslenker bestehen aus einem Federbeingelenk und zwei Schalen, die miteinander zu verbinden sind. Die inneren Nähte setzt ein Cloos-Romat-Roboter, der zugleich das Zentrum einer Schweißzelle bildet. Der Rest wird manuell geschweißt.
Längslenker gibt es in Stahl- und Aluminium-Ausführung, doch geht der Trend aus Gründen der Gewichtseinsparung in Richtung Aluminium. Für das manuelle Schweißen, das bei Nähten eingesetzt wird, die vom Roboter nur schwer zu erreichen sind, nutzt BMW vorwiegend 300-A-WIG-Inverter-Schweißgeräte von Cloos. Das WIG-Verfahren ermöglicht präzise Nähte und ein sauberes Umfeld, da es spritzerarm abläuft. Da sich Spritzer auf den sichtbaren Flächen der zu fügenden Aluminium-Guss- und -Schmiedeteile nie ganz spurenfrei entfernen lassen, erfolgt zum Beispiel bei den Aluminium-Rahmen für die BMW R 1100 S nach dem automatischen MIG-Schweißen noch ein manueller WIG-Vorgang, um die beiden verbleibenden Kanten abzurunden. Beim Aluminium-Längslenker für das Cruiser-Modell sind es die äußeren Nähte, die manuell WIG-geschweißt werden.
Robotersoftware sorgt für exakten Prozessverlauf
Um einen gleichmäßigen Schweißprozess sicherzustellen, dürfen jedoch nur Werkstücke mit reiner, also noch nicht korrodierter Oberfläche verarbeitet werden. Eine Aluminiumoxid-Schicht, die eine höhere Schmelztemperatur als das unkorrodierte Aluminium besitzt, würde ein Qualitätsschweißen unmöglich machen. „Wir haben daher“, so Vukusic, „eine Logistik aufgebaut, die bewirkt, dass kein zu verschweißendes Aluminium-Teil länger als vier Tage auf seine Verarbeitung warten muss.“
Die Roboterschweißzelle für die Produktion von Aluminium-Längslenkern und -Rahmen verbindet Kompetenz und Erfahrung von BMW und Cloos. „Für das System aus Haiger spricht vor allem die umfassende Fachkenntnis sowohl in der Schweiß- als auch in der Robotertechnik“, erklärt Vukusic. „Schnittstellenprobleme gibt es nicht.“ Außerdem sei mit der Cloos-Niederlassung Berlin stets ein fachkundiger Service zur Stelle, sollte es einmal Probleme geben. „Bei unserer Drei-Schicht-Fertigung darf es zu keinem längeren Stillstand der Anlagentechnik kommen“, sagt Vukusic.
Das Herz des 10achsigen Roboterschweißsystems, das seit zwei Jahren erfolgreich im Einsatz ist, bildet ein Industrieroboter des Typs Romat 310, der mit einem Impulsschweißgerät des Typs GLC 353 Quinto Profi verbunden ist. Die Robotersoftware sorgt in Verbindung mit der Schweißtechnik für einen exakten Prozessverlauf. Dieser wird durch das Drahtvorschubsystem Duo-Drive unterstützt. Robotergeschweißt wird im MIG-Verfahren, das im Vergleich zur WIG-Technik eine etwa dreifache Geschwindigkeit ermöglicht. „Die rechnergesteuerte Quin-to-Gerätetechnik sorgt hier für ein spritzerarmes Schweißen mit hoher Nahtqualität“, merkt Vukusic an.
Als Peripherieeinheit steht ein um 180° drehbarer Orbit-Werkstück-Positionierer zur Verfügung, der über eine frei programmierbare Dreh-/Kipp- achse verfügt. Auf diese Weise kann das Bauteil problemlos in die jeweils günstigs- te Bearbeitungsposition bewegt und der Schweißbrenner optimal zur Nahtfuge gestellt werden. Eine automatische Brennerreinigung minimiert unerwünschte Nebenzeiten und erhöht die Standzeit des Roboterschweißbrenners. Eine speziell für diese Anlage konzipierte zentrale Rauchabsaugung hält schädliche Schweißdämpfe und Partikelabsonderungen vom Bediener fern.
Die Schnelligkeit der Roboteranlage wirkt sich positiv auf die Produktivität aus. Bei mehrschichtiger Auslas-tung werden die maßgeblichen Motorradteile hochrationell gefertigt. Der schnelle Schweißprozess trägt außerdem zu einer deutlichen Qualitätsverbesserung bei: Da weniger Wärme ins Bauteil eingebracht wird, ist der Verzug geringer. Damit reduziert sich der Aufwand für das anschließende Richten. „Jeder Rahmen verlässt die Schweißerei vollkommen symmetrisch“, betont Vukusic. „So wird sichergestellt, dass die Motorräder einen präzisen Geradeauslauf und ein einwandfreies und sicheres Fahrverhalten besitzen.“ re
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