Präzise Nähte

Fokus

Für die Serienfertigung von Türen und Heckklappen setzt die BMW Group auf modernste Lasertechnik. Beim Schweißen und Löten spielen der präzise Drahtlauf und ein exaktes Prozessmonitoring eine tragende Rolle.

22. November 2011

Im BMW-Werk Dingolfing laufen Tag für Tag bis zu 1500 Fahrzeuge vom Band. Für diese werden in drei Schichten täglich nicht weniger als 6000 Anbauteile in Form von Türen und Heckklappen gefertigt.

Bis zu 55 Schweißnähte fallen pro Fahrzeug allein im Bereich Türen und Heckklappen an. Je nach Produktlinie kommt der Automobilbauer dabei in Summe auf Schweißnahtlängen von 6,6 bis 16,2 Meter pro Fahrzeug. Hier vertraut die BMW Group seit Jahren auf Entwicklungen des Systemanbieters und Schweißexperten Dinse und erreicht mit dessen Push-Push-System erstklassige, reproduzierbare Nahtqualitäten sowie eine deutlich verbesserte Anlagenverfügbarkeit.

Das Laserschweißen und -löten mit seiner fokussierten Energie-Einbringung hat sich in der Automobilindustrie längst etabliert. Beim Verbinden von Karosserieteilen werden mit diesem Verfahren bei hoher Geschwindigkeit schmale und schlanke Schweißnähte mit geringem thermischen Verzug erzielt.

Eine Laserschweiß- und Lötanlage besteht in der Regel aus mehreren Einheiten verschiedener Fabrikanten: Roboter, Laserquelle, Laseroptik sowie Drahtantrieb. Deren zuverlässige und absolut fehlerfreie Vernetzung ist für die besondere Qualität des Produkts und eine hohe Verfügbarkeit der Anlage zwingend erforderlich.

Seit rund sieben Jahren arbeitet das Hamburger Unternehmen Dinse bezüglich der Drahtförderung mit der BMW Group zusammen. Das genaue Push-Push-Drahtantriebssystem von Dinse ermöglicht neben einer gleichbleibenden Schweißnahtqualität eine kontinuierliche Überwachung sämtlicher Parameter. Darüber hinaus sorgt es für die Sicherstellung einer hohen Prozessstabilität und damit einer überdurchschnittlichen Anlagenverfügbarkeit. Der grundsätzliche Aufbau eines Drahtvorschubsystems ist modular, so dass der Zusatzdraht in Abhängigkeit von der Anwendung mit einer oder mit mehreren Antriebseinheiten gefördert wird.

Der Zusatzwerkstoff kommt aus einem Vorratsbehälter, insofern ist eine direkte Anbindung in der unmittelbaren Umgebung der Laseroptik aus Größen- und Gewichtsgründen nicht möglich. Es wird ein System benötigt, das den Zusatzdraht über längere Distanzen mit höchster Genauigkeit zur Fügestelle transportiert. Aus diesem Grund wird ein Antriebssystem, bestehend aus zwei Antriebseinheiten, verwendet. Die vordere, der Laseroptik zugeordnete Antriebseinheit regelt die eingestellte Drahtvorschubgeschwindigkeit. Der hintere Antrieb sorgt für eine ausreichende Zufuhr des Drahtes. Diese regelungstechnisch komplett entkoppelte Arbeitsweise beider Antriebe wird als Push-Push-System bezeichnet.

Dem vorderen Antrieb steht damit der Draht unabhängig von Torsion und Biegung der Garnitur kraftneutral zur Verfügung. Er entnimmt exakt die Menge Zusatzdraht, die für den Prozess benötigt wird. So stellt sich eine konstante und jederzeit reproduzierbare Drahtförderung ein.

Ein hochgenauer und schneller Fügeprozess wie das Laserschweißen verlangt von allen Systempartnern eine gleichbleibende Präzision. Die Leistungsfähigkeit des Drahtvorschub-Systems wird auch von der zur Verfügung stehenden Steuerungstechnik bestimmt. Ein prozessnah hinter dem vorderen Antrieb montierter digitaler Drahtlaufsensor erfasst Daten für ein umfassendes Prozessmonitoring.

Das Monitoring überwacht automatisch die sensorgestützte hochpräzise Drahtpositionierung und -förderung mit Wegstreckenmessung und die Einstellung der exakten Menge des Zusatzwerkstoffs. Die Rückzugstrecke und das anschließende Vorschieben des Drahts ist mittels Display programmierbar. Die Prozessgrößen der Mikroprozessor-Steuerung werden auf dem Display bedient und angezeigt. Diese exakte und kontrollierte Zufuhr des Zusatzwerkstoffes garantiert dem Kunden die hohe Qualität und Reproduzierbarkeit des Schweißergebnisses. Die Anlagenverfügbarkeit konnte signifikant gesteigert werden und sichert so die hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Erschienen in Ausgabe: 06/2011