Neue Dimension beim Laser-Fügen

Mit einer schnellen Steuerung geht's auch ums Eck

Die Technik des Laser-Fügens von Stahlblechen gibt es seit 1988. Bisher wurden nur geradlinige Nähte angefertigt. Heute, unter dem Druck der Automobilindustrie, die Schweißnähte in verschiedener Form verlangt, nimmt das Laser-Fügen auch kombinierte und sogar kreisförmige Bahnen in Angriff. Renault Automation Comau bietet eine neue Anlage zum Laser-Fügen von Stahlblechen in 2D bei 10 m/min mit Überwachung der Schweißnähte an. Gesteuert wird diese Anlage im Wesentlichen von einer „Num 1050“.

11. April 2001
Die CNC Num 1050 steuert die Achsen, aber auch die Laserquelle und die Peripherie, also das Wesentliche des Schweißprozesses.
Bild 1: Neue Dimension beim Laser-Fügen (Die CNC Num 1050 steuert die Achsen, aber auch die Laserquelle und die Peripherie, also das Wesentliche des Schweißprozesses. )

Mit Laser-Fügen werden Stahlbleche verschiedener Größe, Dicke, Festigkeit und Oberflächenbeschaffenheit per Laser aneinander geschweißt. Danach kommen die so bearbeiteten Karosserieteile auf die Presse.

Von der SPS bis zur CNC

Dieser weitere Schritt an Komplexität erfordert im gleichen Maße eine Weiterentwicklung der Automationslösung. Die CNC übernimmt die Rolle der SPS mit Achskarte.

Die Laser-Fügeanlage der neueren Generation, die von Renault Automation Comau entwickelt wurde, besteht aus einem zentralen Träger, der den Laserstrahl führt und aus zwei Wagen an beiden Seiten des Trägers. Vier Roboter von Kuka, Augsburg, be- und entladen die zu schweißenden Zuschnitte auf die Wagen. Durch diese beidseitige Vorrichtung kann die Laserquelle zu mehr als 80 Prozent ausgenutzt werden.

Eine gut ausgelastete CNC

Auch für die CNC wird dann die Situation etwas kompliziert: Der Wagen mit Werkzeugen wiegt nämlich etwa 2,5 t, und das Ganze bewegt sich mit unterschiedlichem Tempo. Die Zuführung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min und die langsamere Positionierung unter dem Laserstrahl mit einer Genauigkeit von 0,01 mm.

Die CO2-Laserquelle hat eine Leistung von 8 kW und ermöglicht beim Schweißen eine Geschwindigkeit von etwa 10 m/min (auch bei linearer oder zirkularer Interpolation). Dadurch sind unbedingt CNCFunktionen wie bei HSC erforderlich. Diese Anforderung war mit ein Grund, warum sich Renault Automation Comau für das digitale Paket „Num 1050“ von Num, Ostfildern, entschieden hat.

100-prozentige digitale Überwachung der Schweißnähte

Ein weiterer Punkt hat zu dieser Wahl geführt: die Korrektur der Überwachung der Schweißnähte, die während der Bearbeitung die Schweißgeschwindigkeit von 10 m/min mit einer Genauigkeit von ± 0,02 mm einhalten muss. Um dies zu erreichen, soll die CNC in Echtzeit die Drehachse für die Schweißdüse steuern. Eine Videokamera, die die Schweißnaht überwacht, liefert Hinweise, um die entsprechenden Korrekturen auf (ausschließlich) dieser Achse im Nachladebetrieb mit 115 kBauds vorzunehmen. Die Anpassung der Bahn erfolgt ohne Modifizierung der Daten des Teileprogramms. Das Originelle in dieser eleganten und effizienten Lösung ist die völlig digitale Überwachung der Schweißnähte.

Und last, not least hat die Übereinstimmung mit den Automatisationskomponenten von Schneider Electric, Ratingen, den Ausschlag für das Paket Num 1050 gegeben. Diese leistungsfähige und homogene Architektur überzeugte Renault Automation Comau auch durch die Kompatibilität mit der „Premium“SPS in der „Fipway“-Umgebung.

Erschienen in Ausgabe: 03/2000