Mit der V807 hat Voortman eine echte Alleskönner-Anlage für die Plasmabearbeitung von Stahlprofilen entwickelt. Ein ebenso präziser wie robuster Stäubli Sechsachsroboter, deckenmontiert an einem Drehkranz als siebter Achse, schafft die zentrale Voraussetzung für allseitige und hochgenaue Bearbeitung der Profile mit einer Stärke
bis 80 mm.
Wenn es einen Vielseitigkeitswettbewerb für Profilbearbeitungsmaschinen geben würde, hätte die V807 von Voortman beste Chancen auf den Sieg. Der Plasma-Schneidroboter kann – unter anderem – Bohr- und Bolzenlöcher setzen, Schnitte und Kerben erzeugen, Schweißstellen vorbereiten und die Profile z.B. mit Teile- oder Chargennummern markieren.
Bohrlöcher setzen, Kreise und Langlöcher ausschneiden, Fasenschnitte, Stege und komplexe Konturen erzeugen, Schweißnähte vorbereiten und Kennzeichnungen vornehmen. Das alles erledigt die Anlage in einer Aufspannung, an allen vier Seiten des Profils, mit hoher Präzision und Geschwindigkeit – und auf kompaktem Raum im Durchlaufverfahren.
Bei dieser Kombination vorteilhafter Eigenschaften überrascht es nicht, dass sich die V807 Roboterzelle schon kurz nach ihrer Markteinführung zum Erfolgsmodell entwickelt hat. Produktmanager Valentijn Velten: „Wir haben diese Anlage als Ergänzung zu unserer V808 entwickelt, die schon sehr leistungsstark und vielseitig ist. Aber die V807 kommt hervorragend im Markt an. Sie ist hoch flexibel und deckt alle Anwendungen unserer Kunden perfekt ab – und das auf kleinstem Bauraum.
Deckenmontierter Roboter, Drehkranz als siebte Achse
Bild: Voortman
Die Vorteile, die Voortman den Kunden mit der neuen Anlage bietet, sind vor allem auf zwei Faktoren zurückzuführen: die Auswahl des Roboters und das besondere Grundkonzept der Anlage. Das ist in der Tat ungewöhnlich: Der Stäubli Sechsachsroboter vom Typ TX2-90XL ist an der Decke der Anlage befestigt und verfährt dort kreisförmig auf einem stabilen Drehkranz, der eine siebte Achse bildet. Valentijn Velten: „So kann der Roboter jeden Punkt des Profils auf jeder Seite erreichen“.
In die Detailentwicklung dieses Konzeptes haben die Konstrukteure viel Arbeit investiert: „Die Erreichbarkeit wirklich aller Bereiche des Profils ist entscheidend.“ Erst dieser Faktor macht die V807 zur „Do-it-all“-Maschine, die nach dem Grundsatz der „One stop production“ Blechdicken bis 80 mm vielfältig und im wahrsten Sinne des Wortes vielseitig bearbeiten kann.
Vergleichstest der Roboter
Eben das erledigt die Zelle mit hoher Präzision und Bearbeitungsqualität, und hier kommt der zweite Faktor – die Auswahl des Roboters – ins Spiel. Valentijn Velten: „Viele Stahlverarbeiter weltweit setzen unsere Plasmaschneidroboter ein. Ein Hauptgrund dafür ist, dass sie mit der V807 die Vielseitigkeit bei der Konstruktion von Stahlkonstruktionen berücksichtigen können. Egal, ob Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen verwendet werden, die V807 unterstützt beide Methoden mit der erforderlichen hohen Verarbeitungsqualität. Damit steigert die Anlage die Kapazität und Effizienz der Anwender.“
Bei der Roboterauswahl gingen die Voortman-Konstrukteure gingen ganz systematisch vor: Sie orderten Roboter von drei Herstellern und programmierten jeweils identische Aufgaben. Das Ergebnis: Der Stäubli TX2-90XL schnitt im wahrsten Sinne des Wortes am besten ab und, was noch wichtiger ist, die komplexeren Bearbeitungsaufgaben erledigte er mit der höchsten Positionier- und Bahngenauigkeit.
Hohe Präzision, beste Integration in Anlagensteuerung
Ermöglicht wird das durch die sehr steife Roboterkonstruktion, die unter anderem daraus resultiert, dass Stäubli Kernkomponenten wie die Getriebe im eigenen Haus fertigt. Dass Voortman auf den Faktor Präzision größten Wert legt, zeigt sich auch daran, dass in den Anlagen ausschließlich absolut vermessene TX2-90XL zum Einsatz kommen. Bei diesen Ausführungen treibt Stäubli die Präzision auf die Spitze.
Was die Entwickler am TX2-90XL ebenfalls überzeugte, ist die sehr gute Integration in die Gesamtsteuerung. Sie hat zum Beispiel zur Folge, dass der Roboter kontinuierlich seine aktuelle Position an die Voortman-eigene VACAM Steuerung übermittelt. So können während der Bearbeitung Ist- und Sollwerte abgeglichen und die Roboterpositionen entsprechend korrigiert werden.
Bild: Voortman
Klug gelöst: einfache Programmierung, robuste Sensorik
Auf dieser Grundlage – innovatives Grundlayout mit siebter Achse und hochpräzisem Sechsachsroboter – haben die Voortman-Entwickler zahlreiche weitere kluge Lösungen realisiert. Ein Beispiel ist die Programmierung der Bearbeitungsabfolge. Valentijn Velten: „Unsere VACAM Software liest die CAD-Daten ein und legt die Abfolge und die Roboterbewegungen fest. Das geht ganz einfach und ohne manuelle Programmierung.“ Die Software definiert auch selbsttätig die Stromstärke und kann über eine Freiraumfunktion sogar im Schneidvorgang vorausblicken und Bereiche im Restmaterial wegschneiden.
Ebenso einfach ist die Positionserfassung des Profils beim Start der Bearbeitung. Das Profil wird über einen Rollenförderer in die Maschine gefahren und am Anschlag festgeklemmt. Dann tastet das Plasmawerkzeug das Profil ab. Als Sensor dient eine Ohmsche Zelle, die ins Schweißwerkzeug integriert ist. Valentijn Velten: „Das funktioniert so genau, dass Maßabweichungen gegenüber der Zeichnung erkannt und selbsttätig berücksichtigt werden.“ Und: Das Messprinzip ist so robust, dass ihm die ungünstigen Umgebungsbedingungen des Plasmaschneidens – extreme Temperaturen an der Schneidstelle, Rauch und Funken – nichts anhaben können.
Bild: Voortman
Ziel: Neue Märkte erschließen
In den vergangenen beiden Jahren haben schon viele Stahlbauunternehmen weltweit ihre Bearbeitungsanlage gegen eine neue und nicht nur vielseitigere, sondern auch deutlich kompaktere V807 ausgetauscht. Das Ergebnis: Sie können alle Strukturelemente mit dieser einen „One-stop-Maschine“ bearbeiten und Profile mit bis zu 15 Tonnen Gewicht bearbeiten – mit unschlagbar hoher Geschwindigkeit.
Dieser Erfolg soll jetzt auch in andere Branchen übertragen werden: Voortman plant die Erschließung neuer Märkte jenseits des Stahlbaus. Bei der Herstellung von mobilen Arbeitsmaschinen zum Beispiel werden ebenfalls Profile – teilweise aus hochfesten Stählen – umfassend bearbeitet. Und auch hier sind schnelle, präzise Prozesse mit sehr hoher Qualität der Schnittkanten gewünscht. Das kann die V807 selbst dann leisten, wenn Blechstärken mit mehr als 80 mm zu bearbeiten sind. Dann wird das Plasma-Schneidwerkzeug einfach gegen einen Autogen-Schneidkopf getauscht.
