Effizienz und Qualität

Branche

Trends Automatisierung in der Metall be- und verarbeitenden Industrie. Da denkt man vor allem an Roboter. Doch mehr noch als sie sorgen künftig verbesserte Verfahren in Verbindung mit neu- und weiterentwickelten »Werkzeugen« für mehr Produktivität und Qualität in der Fertigung.

11. November 2009

Roboter schweißen und schneiden, sie verketten Pressen, entgraten, schleifen und polieren, sie be- und entladen Werkzeugmaschinen und sie unterstützen das Biegen von Blechen. Alles vollautomatisch, überwacht lediglich von einem Anlagenbediener, oder auch allein in mannlosen Schichten. Das bringt Produktivität und hält die Produktqualität auf gleichbleibend hohem Niveau.

Kompetenz der Komplettanbieter

Ein höherer Durchsatz ist oftmals nur durch den Einsatz weiterer Roboter möglich, oder aber man bedient sich zum Beispiel beim Schweißen und Schneiden neuer oder optimierter Verfahren. Hier haben Unternehmen, die sich mit ihrem Produkt- und Leistungsportfolio ausschließlich auf diese Technologien konzentrieren, deutliche Vorteile im Prozess-Know-how gegenüber jenen, die sie lediglich »auch« anbieten.

In den 90er-Jahren brachte das MIG/MAG-Tandemschweißen eine deutliche Leistungssteigerung beim Alu- und Metallschweißen. Heute setzt das Laser-Hybrid-Verfahren, wie es die Carl Cloos Schweißtechnik für dünn- und dickwandigere Bleche anbietet, noch einen drauf: Feldversuche des Haigerer Unternehmens haben ergeben, dass sich mit dieser Technologie gegenüber dem herkömmlichen Tandem- und MAG-Schweißen die Bearbeitungszeit um bis zu 57 Prozent senken lässt, der Verbrauch von Zusatzwerkstoffen gar bis zu 70 Prozent.

Von Cloos kommt auch eine modular aufgebaute Reihe synergiegesteuerter Schweißstromquellen namens Qineo. Mit ihr entspricht das Traditionsunternehmen nicht nur den unterschiedlichen Anforderungen verschiedenster Nutzerkreise, wie die Bezeichnungen Q-Basic und Q-Automotive unterstreichen. Die Geräte sind zudem auf bestimmte Schweißverfahren hin optimiert; die Q-Pulse beispielsweise für das Puls- und das Hochleistungsschweißver-fahren Rapid Weld, die Q-Champ darüber hinaus für das Cold- Weld- und Vari-Drive- Verfahren.

Jüngstes Produkt in dieser Reihe ist die Inverterstromquelle Qineo Tronic. Das frei konfigurierbare Schweißgerät arbeitet mit stufenloser Spannungsvorwahl und ist geeignet für die Prozesse MIG/MAG (Synergiebetrieb oder Einzelparametereinstellung), WIG und Elektrode.

Und auch die Roboter-, Steuerungs- und Werkzeugentwicklung treibt Cloos weiter voran: Qirox heißt die Marke, unter der auf der Automatica 2010 viel Neues gezeigt werden soll.

Dr. Wolfgang Janssen, Geschäftsführer der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH: »Qirox bezeichnet ein neues Automatisierungskonzept, das eine neue Robotergeneration sowie ebensolche, auf unterschiedlichste Anwendungsbereiche abgestimmte Positioniereinheiten umfasst. Das ermöglicht Kunden aller Branchen noch mehr Flexibilität und Effizienz, selbst in der automatisierten Kleinserien- oder Einzelfertigung. Unsere Bandbreite hochleistungsfähiger Schweißverfahren ergänzt aktuell der weiterentwickelte Cold-Weld-Prozess für die rationelle Dünnblechschweißung mit besonderen Vorteilen zum Schweißen beschichteter Bleche. Ein weiteres Beispiel ist die neue MSG-Engspalttechnik eine besonders wirtschaftliche Prozessvariante zum Schweißen dickwandiger Bauteile, bei der durch einen äußerst schmalen Schweißspalt die Schweißzeit um mehr als 60 Prozent reduziert wird.«

Prüfen in der Produktion

Qualität zu fertigen und nicht zu »erprüfen«, gilt nach wie vor, doch sind trotz aller Vorkehrungen Produktions- und damit Funktionsfehler nie ganz auszuschließen. Deshalb greifen in vielen Fertigungslinien Mess- und Prüfroutinen schon sehr frühzeitig, wobei gerade bei kleinen, filigranen Bauteilen Bildverarbeitungssysteme nahezu Pflicht sind.

Beispiel: Steckerkontakte für elektronische Geräte. Sie müssen 100-prozentig kontrolliert werden für die einwandfreie Funktion der Geräte, und zwar im Produktionsprozess. Nur so kann im Fehlerfall sofort reagiert werden, damit keine Serienfehler entstehen. Bisher kamen zur Kontrolle 2D-Verfahren zur Anwendung, wobei die Prüfung der Koplanarität des Steckers im Gehäuse so jedoch kaum möglich war. Das aber erlauben 3D-Systeme, bei denen das Lichtschnittverfahren eingesetzt wird; ein optisches, aktives Triangulationsverfahren.

Die SAC Sirius Advanced Cybernetics GmbH, Karlsruhe, hat ein solches Projekt realisiert. Das dabei eingesetzte 3D-System besteht aus einem Lichtschnittsensor, einem Linienlaser und einer Rechnereinheit. Die Datenausgabe erfolgt über verschiedene Schnittstellen, zum Beispiel via Profibus.

Ist das Gehäuse mit Kontaktpins bestückt, wird der Prüfling in eine spezielle Prüfeinrichtung eingefahren. Der kalibrierte 3D-Lichtschnitt-Sensor erfasst dort das Höhenprofil des Steckers. Das Bildverarbeitungssystem analysiert anschließend die Messdaten und liefert die gewünschten geometrischen Merkmale wie den Taumelkreis jedes Pins, Pin-Abstand und -Einpresstiefe. Auch wird bei jedem Pin die Höhe vermessen und der elektrische Kontakt mit dem Gegenstück geprüft.

Weil es bei jeder Applikation auf die optimale Kombination von Laser und Sensor ankommt, konzipiert SAC solche 3D-Systemlösungen, die schnell und einfach in den Produktionsprozess integriert werden können, strikt kunden- und anwendungsbezogen.

Mit SAC-Bildverarbeitungssystemen lassen sich problemlos und prozesssicher mehrere Aufgaben zeitgleich durchführen. Das System basiert, wie alle SAC-Systeme, auf dem bewährten Bildverarbeitungsinterpreter Coake. Daher ist es äußerst flexibel einsetzbar und der Anwender kann eigenständig, schnell und einfach weitere Messungen integrieren, produktspezifische Toleranzen festlegen und neue Prüfkriterien einlernen.

Erschienen in Ausgabe: 06/2009