Gemeinschaftsprojekt

Erhebliches Rationalisierungspotenzial erkannte Maschinenbauer Kaltenbach beim Schweißen von Stahlbau-Bauteilen. Zusammen mit drei Partnern realisierte das Unternehmen nun eine automatische Roboterschweißanlage.

03. Februar 2008

Die Firma Kaltenbach wurde 1887 gegründet und befindet sich bis heute in Familienbesitz. Das Unternehmen ist einer der führenden Hersteller von Maschinen für die Bearbeitung von Stahl, Aluminium und anderen NE-Metallen. Neben Kreis- und Bandsägemaschinen fertigt Kaltenbach auch Anlagen für die Profilstahlbearbeitung, Blechbearbeitungszentren sowie Stanz-/Scheranlagen. Im Rahmen ihrer technologischen Partnerschaft stellten die Unternehmen Kaltenbach, Cloos, Autocam und bocad Ende letzten Jahres eine neue, hochautomatisierte Roboterschweißanlage vor. Das innovative System mit der Bezeichnung »KWR 1001« wurde speziell für den Stahlbau entwickelt und trägt erheblich zur Automatisierung von Fertigungsprozessen bei. Highlight der Anlage ist die automatische Programmgenerierung aus den 3D-CAD-Daten via DSTV-Schnittstelle mit XML-Erweiterung. Das Ergebnis für Stahlbauunternehmen sind reduzierte Schweißzeiten und Personalkosten sowie verkürzte Materialdurchlaufzeiten.

Viel Potenzial

Im Gegensatz zur Einzelteilfertigung — die heute hauptsächlich unter Einsatz hochmoderner CNC-Maschinen erfolgt — heften und schweißen die Stahlbauunternehmen Bauteile nach wie vor überwiegend konventionell. Vor diesem Hintergrund bietet der neu entwickelte Schweißroboter KWR 1001 erhebliches Rationalisierungspotenzial. Die Schweißgesamtzeit reduziert sich im Vergleich zum konventionellen Vorgang je nach Bauteilart auf ein Drittel bis ein Fünftel — bei gleichbleibend hoher Schweißnahtqualität. Durch die effiziente Einbindung des Schweißprozesses in den innerbetrieblichen Materialfluss verkürzen sich darüber hinaus die Materialdurchlaufzeiten. Folglich verringern sich die Personalkosten der Stahlbauunternehmen pro Tonne Stahlbau erheblich. Mit der Roboterschweißanlage KWR 1001 ist die Bearbeitung von bis zu 6.000 kg schweren Bauteilen mit einer Länge von 2.000 bis maximal 12.000 mm, einer Breite von 50 bis maximal 450 mm und einer Höhe von 100 bis maximal 1.000 mm möglich.

Synergien nutzen

Nach dem manuellen Heften der Bauteile und dem anschließenden Aufspannen in der Roboterschweißanlage werden die Roboterprogramme auf Basis der 3D-CAD-Daten automatisch generiert. Die Übernahme der Daten erfolgt basierend auf der Schweißbaugruppenschnittstelle Stahlbau, aufbauend auf NC-DSTV und der von bocad neu entwickelten XML-Erweiterung. Zu den übertragenen Informationen gehören neben der Geometrie sämtlicher Einzelteile einer Schweißbaugruppe, Bauteilart und Schweißnahtvorbereitungen auch die Orientierung der Bauteile zueinander, Schweißnahtgeometrie, -größe sowie -art. Zur automatischen Generierung der Schweißfolge sind in der Autocam-Software »Moses« allgemeingültige Regeln hinterlegt, die jeweils an die kundenspezifischen Wünsche angepasst werden können. Im Anschluss sorgt die KWR 1001 für die optimale Vermessung und anschließende Verschweißung der Bauteile. Basis der technologischen Kooperation zwischen den vier Unternehmen ist die jahrzehntelange Erfahrung von Kaltenbach bei der Konzeption von Maschinen und Anlagen für den Stahlbau sowie das umfassende Know-how der Firma Cloos im Bereich Sonderanlagenbau mit Schweißrobotern. Autocam ist Spezialist auf dem Gebiet der Offline-Programmierung von Schweiß- und Schneidprozessen. Das Unternehmen bocad entwickelte die XML-Erweiterung der DSTV-Schnittstelle. Der Software-Spezialist ist damit weltweit der einzige CAD-Hersteller, der über eine Schnittstelle zum Ansteuern eines Schweißroboters für den Stahlbau verfügt.

Background

Roboterschweißanlage KWR 1001 in Zahlen

Die Roboterschweißanlage KWR 1001 entstand in Zusammenarbeit der Unternehmen Kaltenbach, Cloos, Autocam und bocad und ist für große Stahlbauteile ausgelegt:

Bauteillänge: 2.000 mm (min.), 12.000 mm (max.)

Bauteilbreite: 50 mm (min.), 450 mm (max.)

Bauteilhöhe:?100?mm?(min.),?1.000?mm?(max.)

Bauteilgewicht: 6.000 kg (max.)

Anzahl Roboterachsen: 6 + 2

Anzahl Stationen: 2

Anzahl Achsen Drehvorrichtung: 2 x 2

Abmessungen: 21.700 mm (Länge) x 8.700 mm (Breite) x 7.500 mm (Höhe)

Sensorik: taktiler Sensor, Lichtbogensensor

Erschienen in Ausgabe: 01/2008