Duett für Aluminium

Schweissen - Als Werkstoff ist Aluminium sehr begehrt, aber nicht einfach zu verarbeiten. Darum arbeiten in einer neuen Anlage zwei Schweißroboter gemeinsam für saubere Nähte.

31. August 2007

Aluminium ist der begehrteste Werkstoff der Gegenwart. Seine Vorteile und Eigenschaften sind vielfältig und scheinbar unbegrenzt: Aluminium ist leicht, aber trotzdem stabil, widerstandsfähig und äußerst hygienisch. Nicht zuletzt darum setzen die pharmazeutische und chemische Industrie auf dieses Nichteisenmetall. Im Sinne des Wortes, denn um Verpackungsmaterial in sterilen Produktionsräumen längere Zeit sicher vorzuhalten, verwenden die beteiligten Unternehmen bevorzugt Aluminiumpaletten. Wo ein derartiger Bedarf herrscht, sind Anbieter nicht weit. Einer von ihnen ist Schneider Leichtbau. Das Unternehmen aus Freiburg stellt Alu-Flachpaletten in unterschiedlichen Größen her. Zu Tausenden bevölkern sie verschiedene Industriezweige, in denen es vor allem auf Hygiene ankommt. Die Herstellung variiert auf vielfältige Weise, denn solche Paletten haben sowohl Eckfüße als auch Längs- oder Kurzkufen. Für schwerere Lasten kommen Aluminiumpaletten mit mehreren Quer- oder Längssprossen sowie eine spezielle, sehr belastbare Ausführung mit Kufen zum Einsatz. Wünscht der Auftraggeber eine oben und unten geschlossene Volldeckausführung, werden die obere und untere Schale ringsum dicht miteinander verschweißt. Sämtliche Paletten sind stapelbar beziehungsweise rollenbahnfähig und in bestimmten Fällen auch als Regale gut zu gebrauchen. Kernanforderung bei der Herstellung ist darum die Schweißtechnik: Es gilt, sämtliche Profi le dicht zu verschweißen und gleichzeitig optisch ansprechende Schweißnähte zu erzeugen. Um dies zu gewährleisten, hat sich Schneider Leichtbau vor etwa zwei Jahren für eine Schweißanlage von OTC Daihen entschieden. Bereits zuvor gab es erste Berührungen mit Schweißstromquellen des japanischen Herstellers mit Deutschlandsitz in Mönchengladbach. Als Schneider den Auftrag erhielt, neue Container für die Luftfahrt zu fertigen, gelang es mit einer Test-Stromquelle vom Typ OTC DP400 erstmals, neben den weiteren Verbindungselementen auch die Aluminium- Sichtnähte der Container im MIG-Verfahren in guter Qualität zu verschweißen. Diese Erfahrung überträgt sich auf den Bereich der Aluminiumpaletten: Schneider Leichtbau kann diese mit der Technik von OTC in großer Stückzahl rationell fertigen, denn dank der integrierten Wave-Puls-Funktion übernehmen die neuen Schweißmaschinen die übrigen Arbeitschritte mit. Bei automatisierten und auch bei manuellen Anwendungen führt ein - auch bei niederen Strömen stabiler - Lichtbogen laut OTC zu einer reduzierten Wärmeeinbringung, zu erhöhter Spaltüberbrückung sowie zu mehr Schweißnahtqualität. Die Wave-Puls- Funktion mit einem Frequenzbereich bis 32 Hertz verbessere die metallurgischen Eigenschaften bei reduzierter Korngröße und Gefügestruktur, ebenso ließe sich die Porosität in hohem Maße positiv beeinflussen. Insgesamt betreibt Schneider Leichtbau ein Twin-Synchromotion-System mit 16 robotergesteuerten Achsen. Zwei Knickarmroboter vom Typ AX-V6L operieren mit jeweils sechs Achsen, die Wiederholgenauigkeit auf der Schweißbahn beträgt plusminus 0,1 Millimeter. Eine Fahrwerksachse, bei der beide Roboter auf separaten Verfahrschlitten für gleichzeitige Rechts-Links-Bewegungen montiert sind, sowie zwei Horizontalwender mit je 500 Kilo Tragkraft teilen sich die weitere Arbeit. Theoretisch wäre es laut OTC über diese Gesamtkonfiguration möglich, am Werkstück zeitgleich eine Rund-, Quer- oder Längsnaht zu schweißen. Bei sehr anspruchsvollen Aufgaben ist die Steuerung in der Lage, bis zu 54 Achsen vollsynchron zu verwalten.

Erhöhte Produktivität

Dank symmetrischer Anordnung der Bauteile und intelligentem »Shift-Modus« der Robotersteuerung AX-C ist lediglich ein Bauteil zu programmieren, um beiden Robotern unabhängig voneinander die Aufgaben für die Fertigung einer Palette zuzuweisen. Selbst die Zeitersparnis für die Programmierung einer Werkstücksorte trug zur Erhöhung der Produktivität bei. Das von Anfang an fehlerfrei laufende Komplettsystem aus Robotern, Positionierern und externen Achsen hat Schneider auch deshalb überzeugt, weil die Zündeigenschaften sowie die Lichtbogenstabilität der Schweißmaschine für eine einheitliche und optisch ansprechende Qualität der Schweißnähte sorgen. Für ein fehlerfreies MIG-Schweißen von Aluminium sind neben einer konstanten Lichtbogenstabilität auch bei niedrigen Strömen entsprechende Zündeigenschaften gefordert. Im Falle der DP400 liegt die Anzahl fehlerloser Lichtbogenstarts bei Aluminium deutlich über 95 Prozent, während handelsübliche Schweißmaschinen lediglich eine maximale Ausbeute von 80 Prozent erzielen. Auf einer zweiten identischen Anlage fertigt Schneider jetzt auch Hand-Gabelhubwagen und Hubwagen mit mobiler Wiegetechnik. Diese Produkte bestehen komplett aus Edelstahl, es gibt verschiedene Hubhöhen und viele auswechselbare Greifvorrichtungen oder Aufsätze. Laut Schneider läuft das Gesamtsystem präzise, in beiden Produktbereichen ist weniger Nacharbeit zu verrichten, die Ausschussquote liegt stabil unter 0,5 Prozent. Je nach Auslastung und Bedarf lassen sich bereits eingerichtete Schweißprogramme zwischen beiden Anlagen über einen PC austauschen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2007