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Vollautomatisches Schweißen von kleinen Losgrößen

Automatisierung
Vollautomatisches Schweißen mit hoher Flexibilität

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Der Werkstattausrüster Maha hat am Stammsitz in Haldenwang eine Roboterschweißanlage in Betrieb genommen, die in Sachen Flexibilität Maßstäbe setzt. Nach einem Einsatzjahr sind bereits Programme für über 150 Schweißbaugruppen hinterlegt. Tendenz weiter steigend.

Maha zählt zu den Marktführern in der Werkstatt- und Kraftfahrzeugprüfausrüstung und beschäftigt derzeit rund 1200 Mitarbeiter weltweit. Mit 150 Vertretungen und 17 eigenen Niederlassungen ist das Unternehmen international präsent. Am heimischen Standort Haldenwang produzieren rund 750 Beschäftigte die komplette Bandbreite an Werkstattausrüstung von Prüfständen über Fahrzeug-Hebebühnen bis hin zu diversen Prüfgeräten für Pkw, Nutzfahrzeuge, Motorräder und Spezialfahrzeuge. Werkstätten und Prüforganisationen in aller Welt schätzen die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Produkte.

Die Qualität kommt nicht von ungefähr und stellt hohe Ansprüche an die Produktion. „Auf unserer Roboteranlage müssen wir Schweißbaugruppen in kleinen Losgrößen und in reproduzierbarer Qualität schweißen“, erklärt Erich Schmölz, Abteilungsleiter Roboterschweißen bei Maha. „Bei unseren Hebebühnen etwa, die wir im LKW-Bereich mit einer maximalen Traglast von 60 t anbieten, hängen Menschenleben von der korrekten Ausführung der Schweißnähte ab.“ Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Schweißergebnisse, die je nach Relevanz verschiedenen Qualitätsprüfungen unterzogen werden.

Den Spagat zwischen Qualität und maximaler Flexibilität gelingt Maha mit einer wegweisenden Roboterschweißanlage, die die Experten von Yaskawa in enger Abstimmung mit dem Anwender schlüsselfertig projektiert, realisiert und in Haldenwang in Betrieb genommen haben. „Die Zelle besteht überwiegend aus Standardkomponenten“, so Roland Hermann, Salesmanager bei Yaskawa. Für die hohe Flexibilität der Lösung sorgen allerdings der sechsachsige Schweißroboter Motoman MA2010 mit seiner Steuerung DX200 sowie der Servopositionierer R2C mit seinen zwei Stationen für simultanes Schweißen und hauptzeitparalleles Bestücken.

Beim ersten Blick auf Zelle fällt auf, dass der Positionierer um etwa 15 ° geneigt ist. Dadurch kann der Anwender die Teile auf der Beladeseite einfach und ergonomisch einlegen und spannen. Auch der Wechsel der Vorrichtungen, also die Aufnahmen für die verschiedenen Teilevarianten, wird durch diesen konstruktiven Kniff erleichtert. Das lässt die Umrüstzeiten auf fünf bis zehn Minuten schrumpfen.

Dreht der Positionierer um 180 ° in den Arbeitsbereich, führt die Neigung dort zu einer erhöhten Arbeitsposition für den Schweißroboter. Der stählerne Werker ist deshalb auf einen Sockel montiert. Der Vorteil dieser Position ist die gute Zugänglichkeit für den Roboter. Die fünf Achsen des Positionierers und die sechs Achsen des Roboters werden von der Steuerung perfekt synchronisiert, sodass immer eine gute Schweißposition in Wannenlage entsteht.

Was Schmölz an der Anlage besonders schätzt ist die Möglichkeit der Offline-Programmierung: „Über die CAD-Daten können wir jede Schweißbaugruppe hauptzeitparallel offline programmieren“, freut sich der Schweißfachmann. „Außerdem lassen sich die Schweißzeiten exakt berechnen, die Fügefolgen im Sinne des geringsten Verzugs festlegen und Kollisionen vermeiden.“ Unterm Strich lasse sich die Produktivität dank der Offline-Programmierung gerade bei den Einsatzbedingungen mit vielen Kleinteilen signifikant steigern.

Oftmals werden auf der Anlage zwei unterschiedliche Baugruppen im Wechsel geschweißt. Da sich der Positionierer in zwei Stationen bringen lässt, ist das kein Problem. Entscheidend ist, dass die Einlegezeiten kürzer sind als die Schweißzeiten, denn Stillstandszeiten des Roboters sind bei Maha überhaupt nicht gefragt. Deshalb hat man sich auch für das Modell MA2010 entschieden. Der Sechsachser ist praktisch unverwüstlich und verrichtet seinen Job auch im Schichtbetrieb rund um die Uhr immer mit der erforderlichen Bahngenauigkeit. Die Maschine liefert nach eigenen Angaben prozesssichere Schweißergebnisse Teil für Teil ohne jede Abweichung von den vorgegebenen Toleranzen. Dabei geht die Maschine dynamisch ans Werk und sorgt so für einen maximalen Output. Bei 10 kg Traglast beträgt die Reichweite noch beachtliche 2010 mm.

Natürlich haben sich die Verantwortlichen bei Maha vor der Investition in die Anlage auch bei anderen Herstellern umgesehen, sind dann aber doch wieder bei Yaskawa gelandet. Ein Grund dafür ist sicher auch, dass im Werk in Haldenwang Motoman-Schweißroboter im Einsatz sind, die dort bereits seit Ende der neunziger Jahre zuverlässig ihren Dienst tun. Das schafft Vertrauen.

Aber neben der Zuverlässigkeit sprachen noch weitere Gründe für Yaskawa. Die Wichtigsten darunter bringt Erich Schmölz auf den Punkt: „Yaskawa kann Schweißanlagen exakt nach Kundenwunsch schlüsselfertig konzipieren und mit eigenen Standardkomponenten realisieren.“ Von diesem Know-how profitieren Schmölz und sein Team ebenso wie vom vorbildlichen Service. Die reibungslose Integration der Schweißanlage in die Produktion und der bislang störungsfreie Betrieb gelten bei Maha schon als normal.

Auch die Bediener der Anlage sind von der Performance begeistert. Sie schätzen vor allem die gute Zugänglichkeit des großzügigen Einlegebereichs der Anlage, der über Bodenscanner, Lichtschranken und Schutzgitter abgesichert ist. Hier ist Platz genug, um Teile mit dem Hubwagen oder dem Gabelstapler bereitstellen zu können. Auch die einfache Bedienung der Anlage erleichtert die tägliche Arbeit. Dazu gehört nicht zuletzt ein erweiterter Blendschutz am Positionierer, durch den sich ein komplett geschlossener Schweißbereich ergibt. Und eine leistungsstarke Schweißrauch-Absauganlage sorgt dafür, dass die Hallenluft unbelastet bleibt.

Unterm Strich hat die Anlage im Praxisalltag die hohen Erwartungen des Anwenders erfüllt. Die Produktivität der Anlage befindet sich trotz eines immensen Teilespektrums auf einem hohen Niveau. Deswegen sei die Planung für eine zweite, baugleiche Anlage bereits fortgeschritten. (us)

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