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Ehrenurkunde für MoscaAusgezeichnet vorbereitet für Industrie 4.0

Mosca Presiverleihung

Auszeichnung des Landes Baden-Württemberg für Mosca: Im Rahmen des Wettbewerbs „100 Orte für Industrie 4.0 in Baden-Württemberg“ wurden die Umreifungsspezialisten aus Waldbrunn von Wirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut mit einer Ehrenurkunde ausgezeichnet und werden nun in den Kompetenzatlas des Landes Baden-Württemberg aufgenommen.

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FlurförderzeugeAuf Qualität gebaut

Präzisionsfertigung mit Schweißrobotern
Flurförderzeuge: Auf Qualität gebaut
Mit Flurförderzeugen, Materialfluss-Management-Systemen und weiteren Serviceleistungen entwickelte sich Still, Hamburg, zu einem führenden Intralogistik-Anbieter. handling hat bereits wiederholt über diese Lösungen berichtet. Im nachfolgenden Beitrag erfahren Sie, wie die Qualitätsbaugruppen für Still-Stapler hergestellt werden. Einen wichtigen Beitrag leisten Schweißroboter-Anlagen der österreichischen Firma IGM.

Zuverlässigkeit, Robustheit und Effizienz kennzeichnen Flurförderzeuge von Still. Diese Eigenschaften sind das Ergebnis stetiger Anstrengungen, Qualitätsprodukte zu fertigen und diese Fahrzeuge für besonders anspruchsvolle Einsatzfälle zu befähigen. Die gute Zusammenarbeit von Fahrzeugbauern, Steuerungsfachleuten und Softwareentwicklern zeigt beim Hamburger Unternehmen Erfolg: Still konnte 2005 beim Absatz von Elektrostaplern in Europa die besten Zahlen vorlegen.

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Dr. Frank Döpper, Leiter des Produktionszentrums „Rahmen“ in Hamburg, betont die kontinuierlichen Rationalisierungsleistungen in der Rahmenfertigung: „An die Baugruppe, die wohl am härtesten beansprucht wird, stellen wir stets höchste Qualitätsansprüche und arbeiten konsequent an der Automatisierung der Schweißprozesse. Zur Sicherung einer hohen Fertigungsqualität beschlossen wir Mitte der neunziger Jahre, die Rahmen für die Elektrostapler automatisch zu schweißen. Wir suchten einen Anbieter“, erläutert Dr. Döpper, „der Schweißroboter, -technik, Positioniergeräte und Peripherie schnittstellenfrei aus einer Hand liefert. Da wir voll auf eine automatisierte Schweißfertigung setzen, war uns weiterhin ein guter Service wichtig. In der Firma IGM Robotersysteme, Wiener Neudorf, fanden wir einen Partner, der sich durch eine kompetente Beratung und gute Zusammenarbeit in allen Phasen der Projektierung und der Realisierung auszeichnete.
Die Roboteranlagen der Österreicher lassen sich sehr einfach programmieren. Das war ein weiterer Grund für die Auftragserteilung, denn durch diese werkstattgerechte und schnelle Programmierung der Schweißprozesse für die einzelnen Bauteile benötigen wir nur wenig Nebenzeit und können die Anlagen mit einem entsprechend hohen Anteil produktiver Hauptzeit im Drei-Schichtsystem fahren.“

Automatisierte Schweißprozesse

Mit welcher Konsequenz der beschlossene Weg zur Automatisierung der Fertigung von qualitätsbestimmenden Hauptbaugruppen realisiert wurde, erläutert Betriebsingenieur Bernd Krause: „Zur Sicherung einer hohen Schweißqualität installierten wir 1996 zwei IGM-Roboteranlagen für das automatisierte Schweißen von Rahmen für die Stapler RX 20, R 60 und R 70. Aufgrund der guten Erfahrungen installierten wir 1998 noch eine Roboteranlage für die Fertigung von Gabelträgern. Seit dem Jahre 2000 fertigen zwei weitere Roboteranlagen aus Österreich Unterbaugruppen für Hubmaste. 2002 folgten wiederum zwei Schweißroboter, wobei eine Anlage Gabelträger fertigt und die andere Hubmaste. 2005 automatisierten wir die Schweißprozesse bei der Zylinderfertigung mit zwei Anlagen und stellten der Rahmenfertigung eine weitere Schweißroboteranlage zur Verfügung. Sie kann alle Rahmen unserer Elektrostapler bis 2.000 Kilogramm Tragkraft mit gleichbleibend hoher Qualität schweißen.

Effiziente Fertigung

Welchen Beitrag Schweißroboter-Anlagen zur effizienten Fertigung leisten, soll am Beispiel der Fertigung der Rahmen für die Elektrostapler RX 20/50/60 (bis 4.999 Kilogramm Tragfähigkeit) gezeigt werden. „Je nach Staplertyp besteht ein Rahmen aus diversen Einzelteilen, erläutert Bernd Krause und fährt fort: „Alle Einzelteile werden in eine Spezialvorrichtung eingelegt und dort geheftet.“ Bereits dieser Heftplatz wurde ergonomisch gestaltet. Der geheftete Rahmen wird mit Hilfe eines Krans auf eine Rollenbahn abgelegt, die zu den beiden Kabinen der Schweißroboteranlage führt. Sie dient zugleich als Puffer.

Sobald eine der beiden Kabinen der Roboteranlage frei ist, wird der geheftete Rahmen per Kran in die Schweißvorrichtung eingelegt und fixiert. Sie bietet genau den Platz, der notwendig ist, um möglichst viele Schweißnähte zu erreichen. Die Schweißvorrichtung ist auf einen zweiachsigen L-Positionierer von IGM aufgespannt. Mit den beiden Drehachsen wird der Rahmen stets so positioniert, dass der Roboter die Schweißnähte in der fertigungstechnisch optimalen Wannenlage ausführen kann.

„Um diese anspruchsvolle Aufgabe zu erfüllen“, erläutert Betriebsingenieur Krause, „braucht man außerdem die sechs Rotationsachsen des auf dem Portal laufenden Gelenkroboters sowie die horizontale Verfahrachse entlang des Portals. Sie ermöglicht einen Verfahrweg von 9.000 Millimetern, so dass der Roboter stets in einer Kabine schweißen kann, während in der anderen das Fertigteil ausgespannt und anschließend ein weiterer, gehefteter Rahmen zum Schweißen auf die Schweißvorrichtung aufgespannt wird. Wände und Schutzvorhänge trennen die beiden Kabinen zuverlässig, so dass man ohne Lichtbogeneinfall die Handhabungsarbeiten sicher erledigen kann. Roboterseitig sorgt eine Sicherheitsabschaltung, die in die Brennerhandachse integriert ist, für den Kollisionsschutz.“

Nachteachen kein Problem

Zur Präzisionsarbeit tragen viele Faktoren bei. Mit der Möglichkeit, in der Wannenlage zu schweißen, ist eine wesentliche Voraussetzung erfüllt. Optimierungen durch Nachteachen sind mit der IGM-Steuerung kein Problem. Darüber hinaus bietet die Konstruktion des Roboters insbesondere beim Lichtbogenschweißen mehrere Vorzüge: Alle für das Schweißen notwendigen Medien werden zuerst durch die erste Achse und dann durch die Hohlwelle in der Handachse geführt. Auf diese Weise kann der Brenner zwei Umdrehungen vollziehen. Das bringt wesentliche Vorteile bei der Zugänglichkeit an engen Werkstücken sowie bei kreisförmigen Nähten. Auf Grund der präzisen Bewegungen der Roboterachsen garantiert IGM für den RT 330 Roboter eine Wiederholgenauigkeit mit Toleranzgrenzen von plus/minus 0,1 Millimeter.

Zur Produktpalette der Österreicher gehören selbst entwickelte und hergestellte Nahtsuchsysteme. Ein Beispiel ist der Lasersensor ELS. Er eignet sich zur Steuerung von Schweißaufgaben im Dünnblechbereich ab 0,7 Millimeter. Mit nur einer Suchfahrt wird die räumliche Abweichung der aktuellen Werkstückposition festgestellt. Aufgrund der hohen Suchgeschwindigkeit und weil bei einer Suchfahrt Höhen- und Seiten-Positionen gefunden werden, kann man (im Vergleich zu herkömmlichen taktilen Suchverfahren) Nebenzeiten wirksam reduzieren. Ein einfaches, bewährtes System ist das Lichtbogen-Nahtsuchen. Diese Regelungsart hat den Vorzug, dass man keine zusätzlichen Anbauten am Schweißbrenner benötigt. Darüber hinaus hat der IGM-Roboter eine zweite Sensorik. Vor dem Zünden des Lichtbogens ertastet er mit der Gasdüse das Werkstück, um die richtige Lage zu überprüfen. Über diesen Weg lassen sich Abweichungen von einem zum nächsten Werkstück erkennen. Dieses taktile Suchen ist im automatischen Prozess innerhalb des Programms integriert.

Ausgeklügelte Schweißabfolge

Dennoch entsteht beim Schweißen durch die Wärmeeinbringung stets Verzug. „Wo der Verzug entsteht haben wir in vielen Tests und im praktischen Betrieb akribisch untersucht,“ erläutert Bernd Krause. „Diesem Verzug begegnen wir durch zwei Maßnahmen. Zum ersten spannen wir die Einzelteile in der Heftvorrichtung mit einer gezielten Vorspannung ein. Zum zweiten geben wir eine ausgeklügelte Schweißabfolge vor, so dass zu unterschiedlichen Zeiten der Wärmeeintrag an ganz verschiedenen Stellen erfolgt. Einzig das automatisierte Schweißen kann diese Schweißabfolge zuverlässig abarbeiten und lässt bei diesem chaotisch anmutenden Schweißen keine Schweißnaht aus. Damit entfällt das aufwendige Richten eines Rahmens, das bei manuellem Schweißen notwendig werden kann.“

„Bei unseren Rahmen kommt es aber nicht nur auf die Genauigkeit an“, hebt Betriebsingenieur Krause hervor, „in unsere Rahmen ist auch der Öltank für die Hydraulik integriert. Das heißt, der gesamte Tankbereich muss auch auf Dichtheit geschweißt und geprüft werden. Zur Qualitätsarbeit gehört darüber hinaus die Werker-Selbstkontrolle. Jeder Schweißer muss dieses Teil per Stempel kennzeichnen. Am Ende der Fertigung muss jeder Rahmen das so genannte Qualitätstor passieren. So entstehen Rahmen, die ohne mechanische Nacharbeit eine hohe Präzision aufweisen. Für jedes Modell sind unterschiedliche Maßtoleranzen festgelegt. Sämtliche Rahmen bleiben aber innerhalb der Toleranz von plus/minus 0,5 Millimeter.“ Peter Springfeld (gm)

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