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Artikel und Hintergründe zum Thema

Robotersensorik

Feingefühl für optimale Schweißprozesse

F.X. Meiller ist auf die Herstellung von Kippaufbauten und Kippanhängern spezialisiert. Am tschechischen Produktionsstandort Slaný investierte das Unternehmen kürzlich in eine neue Roboteranlage der Carl Cloos Schweißtechnik. Die vollautomatisierte Anlage ist vielfältig einsetzbar und erhöht die Effektivität und Qualität der Fertigung erheblich.

Das 1850 gegründete Familienunternehmen Meiller mit Hauptsitz in München kann auf eine lange Tradition zurückblicken. Mit der Fertigung und dem Vertrieb von Kippaufbauten und Kippanhängern sowie hochwertigen Aufzugtüren hat sich Meiller als Marktführer weltweit einen Namen gemacht. Durch die enge Zusammenarbeit mit Lkw-Herstellern werden Fahrgestelle und Aufbauten optimal aufeinander abgestimmt.

Flexible Anlage für verschieden Bauteile
In Deutschland gibt es Werke in München, Ulm, Karlsruhe und Ratingen. Außerdem befinden sich Fertigungsstandorte in Österreich, in der Tschechischen Republik, in Polen und in der Türkei.

Die beiden sechsachsigen Roboter sind mit je zwei Schweißbrennern und drei Sensoren ausgestattet.

Am tschechischen Standort Slaný fertigen 900 Mitarbeiter auf einer Produktionsfläche von rund 25.000 m² Kippaufbauten in unterschiedlichen Ausführungen. Laut Petr Hanzal, Fertigungsleiter bei Meiller in Slaný, ergibt sich die vielfältige Produktpalette durch die unterschiedlichen Anforderungen der Kunden aus den verschiedenen Märkten. „In Russland sind vor allem Hinterkipper mit hoher Tragkraft gefordert, in Frankreich meist Zweiseitenkipper, während wir Dreiseitenkipper hauptsächlich nach Deutschland liefern“, erklärt Hanzal. „Wir bieten unseren Kunden eine große Produktvielfalt und fertigen nicht in hohen Serien. Daher muss die neue Roboteranlage verschiedenste Bauteile mit unterschiedlichen Abmessungen verarbeiten“, so Hanzal weiter.

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Die neue vollautomatisierte Schweißanlage ist die fünftgrößte von Cloos weltweit und die größte ihrer Art in Tschechien. Hier werden Kippbrücken-Unterbauten für Dreiseitenkipper, Kippbrücken für eckige Hinterkipper und Halfpipe-Kippbrücken für Hinterkipper und Sattelanhänger im Drei-Schicht-Betrieb gefertigt. Die Anlage besteht aus drei Arbeitsstationen A, B und C und zwei sechsachsigen Robotern. Die Robotersensorik gleicht Toleranzen bei den gehefteten Baugruppen und bei der Positionierung in der Vorrichtung aus. Beide Roboter sind mit je drei Sensoren ausgestattet: Der taktile Sensor stellt den Anfang oder das Ende der Schweißnaht fest. Der Lichtbogensensor reagiert während des Schweißens dynamisch auf Toleranzen des Werkstücks. Der Online-Lasersensor wird dort eingesetzt, wo man das taktile Nahtsuchen oder die Suche mit dem Lichtbogen nicht verwenden kann, insbesondere bei überlappenden Verbindungen. Hier wird der Anfang der Schweißnaht mit Hilfe einer statischen Lasermessung gefunden. Während des Schweißprozesses wird der Brenner mit dem Lasersensor auf der gewünschten Schweißbahn geführt.

Mit der Roboteranlage von Cloos Schweißtechnik werden bei Meiller Kippbrücken-Unterbauten gefertigt.

Jeder Roboter ist mit zwei Schweißbrennern ausgestattet: Während sich der gebogene Eindrahtbrenner zum Schweißen von kurzen, gegliederten und schwierig zugänglichen Schweißnähten eignet, kann der gerade Tandembrenner lange gerade Schweißnähte mit hoher Geschwindigkeit ausführen. Beim Tandemverfahren brennen zwei elektrisch unabhängige Lichtbögen in einem gemeinsamen Schmelzbad. Die hohe Abschmelzleistung sichert höchste Produktivität. So erreicht der Tandembrenner beim Schweißen der Kippbrücken eine Geschwindigkeit bis 120 cm pro Minute. Der Brennerwechsel erfolgt automatisch durch einen Befehl des jeweiligen Programms.

Offline-Programmierung spart Zeit
Die Offline-Programmierung der Roboteranlage erfolgt mit der Robo-Plan-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. Neben RoboPlan dient die Process Data Monitoring-Software (PDM) zur Überwachung des Programmverlaufes, für Fehlermeldungen sowie zum Monitoring der Schweißparameter.

Darüber hinaus ermöglicht die Remote Diagnostics-Software (RSM) eine Fernwartung der Roboter.

Bei der Schweißtechnik setzen Fertigungsleiter Petr Hanzal (3. v.l.) und seine Mitarbeiter auf Cloos. Betreut wird das erfolgreiche Unternehmen von Miroslav Trávníèek (1.v.l.), Technischer Leiter der Cloos-Tochter in Prag.

Zur Schulung der Bediener dieser komplexen Anlage hat Cloos für Meiller einen kleineren Schweißroboter inklusive Zubehör zur Verfügung gestellt. Hier können die Bediener die erworbenen Kenntnisse in der Praxis bei der Herstellung von Stirn- und Rückwänden ausprobieren. Das PDM- und RSM-System überwacht auch diesen Arbeitsplatz, sodass direkt auf eventuelle Fehler in Bedienung, Ablauf und Schweißfolge hingewiesen wird und diese dokumentiert und gezielt abgestellt werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen fließen in die Entwicklung und Erstellung weiterer Schweißprogramme ein. „Die Zusammenarbeit mit Cloos war von Anfang an sehr konstruktiv“, lobt Hanzal. „Als langjähriger Partner kennt Cloos unsere Erwartungen und Anforderungen sehr genau. Dies gab uns die Sicherheit, dass ein solch umfangreiches Projekt auch funktionieren wird “, so Hanzal weiter. In Slaný betreibt Meiller insgesamt vier Roboteranlagen sowie 300 Schweißstromquellen von Cloos. Einer der Roboter ist bereits seit 20 Jahren erfolgreich in Betrieb und funktioniert noch immer einwandfrei.    ee

HMI Halle 17, Stand C04

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