Roboterschweißzelle für Mess- und Regelgeräte
Hohe Bauteilvielfalt
Das österreichische Unternehmen Anton Paar fertigt Messgeräte für vielerlei Branchen. Da zunehmender Fachkräftemangel und permanent steigende Stückzahlen intelligente Produktionslösungen erfordern, investierte das Unternehmen in eine Roboterschweißzelle von Fronius. Mit der Zelle ist es möglich, einen kompletten Schweißauftrag in einem Zug abzuwickeln, auch wenn eine Charge mehrere unterschiedliche Objekte umfasst.
Bild: Fronius International GmbHBisher wurden sämtliche Komponenten der in Graz produzierten Mess- und Regelgeräte von Anton Paar händisch geschweißt. Der Grund: Kleine Losgrößen zwischen 1 und 400 Stück ließen Roboterschweißanlagen unwirtschaftlich erscheinen. Ständige Umsatzzuwächse, der steigende Fachkräftemangel auf dem inländischen Arbeitsmarkt sowie neu entwickelte Roboterlösungen - die mittlerweile automatisiertes Schweißen auch bei kleinen Losgrößen wirtschaftlich machen - veranlassten das Unternehmen, in eine Roboterschweißanlage zu investieren.
Bild: Fronius International GmbHSchweißautonomie und Vielfalt bei Bauteilen
Von Anfang an setzten die Mitarbeitenden von Anton Paar auf Anlagenautonomie: Einmal gerüstet, sollte das Schweißsystem einen kompletten Auftrag vom Anfang bis zum Ende in einem Zug abwickeln können - z.B. das Schweißen einer Charge unterschiedlicher Objekte, wie Schwingergehäuse, Hauptträger oder Gegenkühlungen. Das sollte völlig selbstständig und ohne Eingreifen von Schweißfachkräften möglich sein.
Unterschiedliche Bauteile in Form, Gewicht und Größe, verschiedene Greif-, Positionierungs- und Ablagemöglichkeiten, die Option, bei einer Komponente zwei verschiedene Schweißverfahren (WIG und MIG/MAG) zum Einsatz zu bringen, sowie der bei zylindrischen Körpern notwendige Einsatz von Formiergas zum Schutz der Bauteile gegen Anlauffarben - all das machte die Konstruktion der Anlage zu einer besonderen Herausforderung.
Daniel Moik, Department Manager Joining Technologies bei Anton Paar, erklärt: "Fronius International erfüllte unsere Vorstellungen von einer nachhaltigen Partnerschaft. In enger Zusammenarbeit mit unseren Technikern entwickelte das Team der Welding Automation eine Roboterschweißzelle, die unseren Anforderungen in allen Punkten gerecht wird."
Offline-Programmier-Tool
Neue Schweißnähte werden bei Anton Paar offline programmiert, nicht wie häufig üblich unmittelbar an der Anlage. Anstatt laufende Schweißarbeiten zu stoppen, wird weitergeschweißt und auf diese Weise die Produktivität gesteigert. Um das zu ermöglichen, importieren die Schweißtechnikerinnen und -techniker die CAD-Daten der zu schweißenden Messgerätekomponenten in das Tool Fronius Pathfinder. Anschließend werden verschiedene Fügeszenarien getestet, Schweißfolgen definiert und im Zuge von Simulationen angepasst.
Sind Bahnkorrekturen notwendig, können die betroffenen Teach-Punkte per Drag&Drop verschoben werden. Soll eine Anfahrt zum Bauteil geändert werden, drücken die Fachkräfte kurzerhand Reset. In der Folge fährt der virtuelle Roboter zum Start einer neuen Anfahrt in die Home-Position. Im Realbetrieb müsste man den Roboter zeitaufwendig freifahren, mittels Robotersteuerung in die Home-Position bewegen und den Teach-Vorgang neu starten.
Sobald ein Schweißprogramm im Pathfinder fertiggestellt ist, wird es vom Postprozessor in den spezifischen Code des Fanuc-Schweißroboters übersetzt. Jetzt kann es per Datentransfer - z.B. mit einer LAN-Verbindung - in die Schweißanlage übertragen werden.
Steuerung der Anlage
Abgesehen von der Schweißtechnik, den Steuerungen, der Tool-Center-Point-Vermessung, der Brennerreinigungsstation und der Einhausung besteht die Roboterschweißanlage aus sieben Kernmodulen, die softwaregesteuert kollaborieren: einem Handling-Roboter, einem Schweißroboter, einem Dreh/Kipp-Positionierer mit Formiergaseinheit, einem Palettenlager mit zwei Regalen, einem Greiferbahnhof, einem Brennerwechselsystem und einer Palettenablage im Inneren der Anlage.
Zunächst werden Paletten und Bauteile gemeinsam in der Systemsteuerung HMI-T21 RS angelegt. Diese erhält von der zuständigen Schweißfachkraft vier wichtige Infos: (1) den Paletten-Typ, (2) die Art, (3) die Anzahl und (4) die Position der Bauteile auf der Palette - z.B., wie viele Hauptträger oder Schwingergehäuse sich an welcher Stelle auf welcher Palette befinden. Handelt es sich um eine Offset-Palette, wird die Bauteilposition aus den sogenannten Offset-Abständen der Bauteile zueinander berechnet, wobei das erste Bauteil die Master-Position einnimmt.
Es besteht die Möglichkeit, nicht nur ein einzelnes Schweißprogramm einzusetzen, sondern eine ganze Arbeitskette zu erstellen. So ist es z.B. möglich, für eine Palette zuerst ein WIG-Programm anzulegen, dem in der aktuellen Kette ein MAG-Programm (z.B. CMT) folgt. In diesem Fall würde die Roboterschweißanlage beide Programme nacheinander abarbeiten und dabei den Schweißprozess automatisch wechseln.
Das österreichische Unternehmen Anton Paar fertigt Messgeräte für vielerlei Branchen. Da zunehmender Fachkräftemangel und permanent steigende Stückzahlen intelligente Produktionslösungen erfordern, investierte das Unternehmen in eine Roboterschweißzelle von Fronius. Mit der Zelle ist es möglich, einen kompletten Schweißauftrag in einem Zug abzuwickeln, auch wenn eine Charge mehrere unterschiedliche Objekte umfasst.
Bild: Fronius International GmbHBisher wurden sämtliche Komponenten der in Graz produzierten Mess- und Regelgeräte von Anton Paar händisch geschweißt. Der Grund: Kleine Losgrößen zwischen 1 und 400 Stück ließen Roboterschweißanlagen unwirtschaftlich erscheinen. Ständige Umsatzzuwächse, der steigende Fachkräftemangel auf dem inländischen Arbeitsmarkt sowie neu entwickelte Roboterlösungen - die mittlerweile automatisiertes Schweißen auch bei kleinen Losgrößen wirtschaftlich machen - veranlassten das Unternehmen, in eine Roboterschweißanlage zu investieren.
Fronius International GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 1 (März) 2024 - 04.03.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
