Roboter für Aluminium

Fokus - Schweißen

Die Schwarzmüller-Gruppe zählt zu den größten Herstellern für Nutzfahrzeuge in Europa. Seit zwei Jahren wird am ungarischen Standort eine neue Roboteranlage zum Schweißen verschiedener Aluminiumteile genutzt. Die neue Anlage zeichnet sich durch erheblich kürzere Schweißzeiten bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität aus.

09. März 2016

Schwarzmüller fertigt jährlich 8.000 Nutzfahrzeuge und beschäftigt rund 2.100 Mitarbeiter. Neben den Produktionsstandorten in Österreich, Tschechien und Ungarn bietet das Unternehmen ein internationales Netz von 350 Servicestützpunkten.Am ungarischen Standort in Dunaharaszti fertigen die 640 Mitarbeiter etwa die Hälfte der Nutzfahrzeuge. Dazu wird neben Stahl und Edelstahl viel Aluminium verwendet. »Wir sehen die Zukunft im Leichtbau und sind in diesem Segment bereits seit mehr als 30 Jahren erfolgreich unterwegs«, erklärt Nándor Bundschuh, Geschäftsführer von Schwarzmüller in Ungarn.

Neue Roboteranlage mit neuer Schweißtechnik

2013 hat Schwarzmüller in eine neue Cloos-Roboteranlage zum Schweißen von Mulden und Tanks aus Aluminium investiert. Sie besteht aus einem Qirox-Schweißroboter QRC-350, der auf einer 14 Meter langen Bodenfahrbahn montiert ist.

Der Werkstückpositionierer mit verschiebbarem Gegenlager hat zwei vertikal angeordnete Planscheiben, zwischen denen das Werkstück montiert ist. Der Positionierer bringt die komplexen Bauteile immer in eine für das Schweißen optimale Position. Der Abstand zwischen den Planscheiben lässt sich auf unterschiedliche Größen der Werkstücke einstellen. Ein wichtiger Vorteil, da bei Schwarzmüller keine Serien-, sondern hauptsächlich Einzelprodukte gefertigt werden. Die Größen und Formen der Bauteile variieren also sehr stark.

Der Roboter ist mit zwei Schweißbrennern ausgestattet: Während sich der gebogene Eindrahtbrenner zum Schweißen kurzer, gegliederter und schwierig zugänglicher Schweißnähten eignet, kann der gerade Tandembrenner lange gerade Schweißnähte mit sehr hoher Geschwindigkeit ausführen.

Beim Tandemverfahren brennen zwei elektrisch unabhängige Lichtbögen in einem gemeinsamen Schmelzbad. Die hohe Abschmelzleistung sichert höchste Produktivität. So erreicht der Tandembrenner Höchstgeschwindigkeiten beim Schweißen der Mulden. Der Brennerwechsel erfolgt automatisch durch einen Befehl des Programms.

Laser-Sensor für optimale Schweißergebnisse

Die Schweißstromquelle Qineo Champ von Cloos erfüllt die hohen Anforderungen. Durch die freie Anpassung von Kennlinien und die guten Schweißeigenschaften bei, laut Cloos, gleichzeitig niedrigen Betriebskosten eignet sich die Hightech-Schweißstromquelle gut für die komplexe Aufgabe.

Darüber hinaus ist der Roboter mit einem Laser-online-Sensor des Schweißtechnik-Spezialisten ausgestattet. Der Laser-online-Sensor fährt zunächst zu der in der Programmierung angegeben Startposition. Das Vermessen der Bearbeitungsstrecke erfolgt online während des Schweißens. Dazu sendet der parallel zur Bearbeitungsspitze montierte Laserkopf einen Laserstrahl auf die Werkstückoberfläche aus, empfängt die reflektierte Strahlung und überträgt die Messergebnisse direkt auf den Roboterrechner.

Hier werden die gemessenen Daten ausgewertet, um Werkstücktoleranzen und Wärmeverzug auszugleichen. Auf Basis der aktuellen Werte ändert das System die Position des Schweißbrenners und passt die Prozessparameter adaptiv an.

Offline-Programmierung ist zeitsparend

Die Offline-Programmierung der Roboteranlage erfolgt mit der Roboplan-Software von Cloos. Während in der Anlage die Produktion läuft, kann gleichzeitig in Roboplan ein neues Programm erstellt werden. Hier werden an 3D-Modellen Schweiß-, Such-, Verfahrwege und Werkzeuge festgelegt, zu denen dann die Schweißparameter und weitere für den Ablauf des Programms erforderliche Funktionen definiert werden.

Das so entwickelte Programm wird in die Steuerung des Roboters übertragen und am Arbeitsplatz selbst lediglich optimiert. Diese Vorgehensweise erfordert weniger Zeit als die Erarbeitung eines neuen Programms in der Anlage.

Schweißzeit um mehr als 50 Prozent reduziert

Die Schweißzeit für Mulden ließ sich durch den Einsatz der neuen Cloos-Technik um 50 Prozent gegenüber dem herkömmlichen Handschweißen reduzieren, inklusive Nebenzeiten.

Darüber hinaus erzielt der Roboter exakt reproduzierbare Schweißergebnisse. Damit erfüllt die Anlage die hohen Qualitätsanforderungen der Premium-Nutzfahrzeuge. Auch die Mitarbeiter profitieren von der neuen Schweißanlage, denn die allgemeine Gefährdung durch Lichtbogenstrahlung und Schweißrauch ist beim automatisierten Schweißen deutlich geringer als beim Handschweißen.

Die Bediener loben vor allem die professionellen Schweißeigenschaften und die ausgezeichnete Schweißqualität der Cloos-Roboter. Einige Schulungen zum Thema automatisiertes Schweißen und Roboterprogrammierung haben die Mitarbeiter bereits am Cloos-Hauptsitz in Haiger besucht.

Bei Schwarzmüller in Budapest kümmert sich die ungarische Cloos-Vertretung Crown International um Service und Instandhaltung der Roboteranlage und führt Schulungen direkt im Betrieb durch. »Wir pflegen eine sehr enge und freundschaftliche Zusammenarbeit mit Schwarzmüller«, freut sich Piroska Makk, Geschäftsführerin von Crown.

Die Nachfrage nach hochwertigen Nutzfahrzeugen ist bei Schwarzmüller ungebrochen. Der Nutzfahrzeuge-Hersteller wächst sehr stark, so dass allein in Ungarn in den letzten Jahren fast 40 Prozent mehr Mitarbeiter eingestellt wurden. Doch ist es nicht einfach, gute Schweißer zu finden. »Wir sind in Ungarn sehr stark vom Fachkräftemangel betroffen«, bedauert Bundschuh. »Deshalb setzen wir in erster Linie auf eine gute interne Ausbildung.«

Um der großen Nachfrage gerecht zu werden, wird Schwarzmüller in Zukunft wohl weiter in automatisierte Fertigungsprozesse investieren.

Zahlen & Fakten

1919 gründete Carl Cloos gründet das Unternehmen Carl Cloos Schweißtechnik in Siegen-Weidenau zur Herstellung von Acetylen-Gaserzeugern und Autogenschweißbrennern. 1924 wurde der Unternehmenssitz nach Haiger verlegt. Mittlerweile beschäftigt Cloos etwa 750 Mitarbeiter weltweit. Der Schweißtechnik-Spezialist bietet individuelle Lösungen – entweder in Verbindung mit flexibel konfigurierbaren Schweißstromquellen oder im Rahmen automatisierter Bahnschweißanlagen.

Erschienen in Ausgabe: 02/2016