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Präziser Sechsachsroboter macht Plasmaschneidanlage hochflexibel

Automatisierung
Präziser Sechsachsroboter macht Plasmaschneidanlage hochflexibel

Das Unternehmen Voortman mit Sitz in den Niederlanden entwickelt Anlagen für die stahlverarbeitende Industrie und hat mit dem Modell V807 eine Roboterzelle geschaffen, die bei der Plasmabearbeitung von Stahlprofilen viel Flexibilität bietet. Herzstück der Anlage ist ein präziser und robuster Sechsachsroboter des Herstellers Stäubli, der die allseitige Bearbeitung der Profile erst ermöglicht.

» Ralf Högel ist Journalist in Stadtbergen

Es gibt eigentlich nichts, was mit der Profilbearbeitungsmaschine V807 nicht möglich wäre. Der Plasma-Schneidroboter kann unter anderem Bohr- und Bolzenlöcher setzen, Schnitte und Kerben erzeugen, Schweißstellen vorbereiten und die Profile zum Beispiel mit Teile- oder Chargennummern markieren. Das alles erledigt die Anlage in einer Aufspannung mit hoher Präzision und Geschwindigkeit an allen vier Seiten des Profils. Die Arbeiten laufen dabei in einem kompakten Raum im Durchlaufverfahren ab.

Bei dieser Kombination vorteilhafter Eigenschaften überrascht es nicht, dass sich die Roboterzelle schon kurz nach der Markteinführung zum Erfolgsmodell entwickelt hat. „Wir haben die Anlage als Ergänzung zu unserer V808 entwickelt, die schon sehr leistungsstark und vielseitig ist“, versichert Produktmanager Valentijn Velten. „Die V807 kommt gut im Markt an, ist flexibel und deckt alle Anwendungen unserer Kunden auf kleinstem Bauraum ab.“

Die Vorteile der Anlage sind auf zwei Faktoren zurückzuführen, nämlich die Wahl des Roboters und das besondere Grundkonzept der Anlage, das in der Tat ungewöhnlich ist: Der Sechsachsroboter vom Typ TX2–90XL des Herstellers Stäubli ist an der Decke der Anlage befestigt und verfährt dort kreisförmig auf einem stabilen Drehkranz, der eine siebte Achse bildet. Auf diese Weise kann der Roboter jeden Punkt des Profils auf jeder Seite erreichen. In die Detailentwicklung haben die Konstrukteure viel Arbeit investiert, denn die Erreichbarkeit aller Bereiche des Profil war entscheidend. Erst dieser Faktor garantiert, dass die Maschine Blechdicken bis 80 mm vielfältig und vielseitig bearbeiten kann.

Bei der Wahl des Roboters gingen die Konstrukteure von Voortman ganz systematisch vor. Sie bestellten Roboter von drei Herstellern und programmierten jeweils identische Aufgaben. Bei diesem Test schnitt der Stäubli TX2–90XL am besten ab. Die komplexeren Bearbeitungsaufgaben erledigte das Modell mit der höchsten Positionier- und Bahngenauigkeit. Möglich ist das durch die steife Roboterkonstruktion, die unter anderem deswegen erreicht wird, weil der Hersteller Kernkomponenten wie Getriebe im eigenen Haus fertigt. Dass Voortman auf den Faktor Präzision großen Wert legt, zeigt sich auch daran, dass in den Anlagen ausschließlich absolut vermessene Roboter zum Einsatz kommen. Was die Entwickler am TX2–90XL ebenfalls überzeugte ist die Möglichkeit, das Modell gut in die Gesamtsteuerung zu integrierten. So kann der Roboter kontinuierlich seine aktuelle Position an die VACAM-Steuerung von Voortman übermitteln. Dadurch lassen sich die Ist- und Sollwerte während der Bearbeitung abgleichen und die Roboterpositionen kann gegebenenfalls korrigiert werden.

Auf der Basis eines innovativen Grundlayouts mit siebter Achse und präzisem Sechsachsroboter haben die Entwickler bei Voortman weitere Lösungen realisiert. Ein Beispiel ist die Programmierung der Bearbeitungsabfolge. Dabei liest die VACAM-Software die CAD-Daten ein und legt die Abfolge und die Roboterbewegungen fest. Das funktioniert ganz ohne manuelle Programmierung. Das Programmpaket definiert auch die Stromstärke und kann über eine Freiraumfunktion sogar im Schneidvorgang vorausblicken und Bereiche im Restmaterial wegschneiden.

Einfach ist auch die Positionserfassung des Profils beim Start der Bearbeitung. Das Profil wird über einen Rollenförderer in die Maschine gefahren und am Anschlag festgeklemmt. Anschließend tastet das Plasmawerkzeug das Profil ab. Der zugehörige Sensor ist in das Schweißwerkzeug integriert. Die Technik funktioniert so genau, dass Maßabweichungen gegenüber der Zeichnung erkannt und selbstständig berücksichtigt werden. Das Messprinzip ist so robust, dass die ungünstigen Umgebungsbedingungen des Plasmaschneidens wie extreme Temperaturen an der Schneidstelle, Rauch und Funken das Ergebnis nicht verfälschen.

In den vergangenen beiden Jahren haben schon viele Stahlbauunternehmen weltweit ihre Bearbeitungsanlage gegen die vielseitigere und zudem kompaktere Version der V807 ausgetauscht. Nun können sie alle Strukturelemente und Profile mit einem Gewicht bis zu 15 t in hoher Geschwindigkeit mit diesem Modell bearbeiten. Dieser Erfolg soll jetzt auch in andere Branchen übertragen werden. So planen die Holländer, neue Märkte jenseits des Stahlbaus zu erschließen. So werden bereits bei der Herstellung von mobilen Maschinen Profile teilweise aus hochfesten Stählen umfassend bearbeitet. Auch hier sind schnelle, präzise Prozesse mit qualitativ hochwertigen Schnittkanten gewünscht.

Kontakt:
Stäubli Tec-Systems GmbH
Theodor-Schmidt-Straße 19/25
95448 Bayreuth
Tel. +49 921 8830
www.staubli.com



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