Schweissen

Keins aufs Dach bekommen

Dalex optimiert die Fertigung eines Zulieferers mit zwei Roboterschweißzellen. Damit werden automatisch unterschiedliche Varianten von Dachprofilstreben für Lkw-Fahrerkabinen mit Muttern und Blechteilen bestückt und verschweißt – in kürzester Zeit.

21. Februar 2019
Keins aufs Dach bekommen
Um viele unterschiedliche Dachprofilstreben zu übernehmen, benötigen die Roboter ein typenspezifisches Greifersystem. Für die Adaption und Ablage der jeweiligen Greifer konstruierte Dalex einen vertikal angeordneten Greiferbahnhof. (Bild: Dalex Schweißmaschinen GmbH & Co. KG)

Steigende Qualitätsanforderungen, kürzere Lieferzeiten, sinkende Preise, wachsender Wettbewerbsdruck – das sind die Herausforderungen, denen sich gerade Zulieferer der Automobil- und der Nutzfahrzeugindustrie stellen müssen. Eine leistungsfähige und wirtschaftliche Lösung liegt oft in automatisierten Produktionsabläufen. Für alle Prozesse rund um das Widerstandsschweißen entwickelt Dalex neben den bewährten Standardmaschinen auch Roboterzellen, automatisierte Anlagen und verkettete Gesamtlösungen. Auch ein Hersteller von Dachprofilstreben für Lkw-Fahrerkabinen nutzte das Know-how des Wissener Traditionsunternehmens für die Rationalisierung seiner Fertigung.

Unterschiedliche Dachprofilgeometrien

Dalex konstruierte dafür zwei Roboterzellen, in denen an die Dachprofilstreben automatisch Muttern und Blechteile angeschweißt werden. »Das Besondere der beiden Roboterzellen ist die Verarbeitung unterschiedlicher Dachprofilgeometrien«, so Hans-Werner Chwalisz, Geschäftsleitung Vertrieb und Marketing bei Dalex. Um die unhandlichen Bauteile zu übernehmen, benötigen die Roboter ein typenspezifisches Greifersystem. »Deswegen haben wir für die Adaption und Ablage der jeweiligen Greifer einen vertikal angeordneten Greiferbahnhof konstruiert. Der Wechsel erfolgt dabei online ohne Stillstand der Anlage.«

Die Roboter handhaben die unterschiedlichen Dachprofile und bringen sie zu den stationären Buckelschweißmaschinen. Die Schweißstationen kommen unter anderem in C-Bauform zum Einsatz. Im Gegensatz zu konventionellen Widerstandsschweißanlagen bieten sie eine schmale Bauform, sodass sie in engen Roboterlinien noch Platz finden beziehungsweise gerade bei Arbeiten mit unhandlichen und großen Bauteilen reduzierte geometrische Störkonturen haben.

In den Maschinen werden dann an verschiedenen Positionen Schweißmuttern gesetzt und mit den Profilen verschweißt. Zudem bringt die Anlage Blechteile wie etwa Winkel an den Dachprofilstreben an. Dazu nehmen Multifunktions-Werkstückträger die Dachprofilstreben auf. Auf diesen können dann die zusätzlichen Blechteile positioniert und mittels robotergeführter Punktschweißzange verschweißt werden.

Produktion und Qualität sichern

Besitzen solche Zellen manuelle Handeingabeplätze, sind diese meist doppelt ausgeführt. So kann der Bediener die Zellen online versorgen, während in der Anlage geschweißt wird. Die Kleinteile – Muttern und Blechteile – gelangen über ein Magazin-Kettenband an Ort und Stelle.

Da der Zulieferer immer alle Typen der nötigen Dachprofile für eine Lkw-Kabine im Set fertigt, arbeiten die beiden Anlagen parallel, um jeweils einen bestimmten Umfang der Profile zu produzieren. Chwalisz dazu: »Im Notfall, zum Beispiel bei einem Ausfall, kann eine Zelle zum Teil auch die Aufgaben der anderen übernehmen. Das ist zwar nicht optimal, da die Werkstückträger von der einen zur anderen Zelle gebracht werden müssen, jedoch immer noch besser als ein Produktionsstillstand.«

Auch die Roboterzellen von Dalex folgen dem Aschenputtel-Prinzip »Die Guten ins Töpfchen, die Schlechten ins Kröpfchen«: Sensoren prüfen die Fertigteile nach falschen Einlegepositionen oder Schweißkräften.

Die sogenannten NiO-Teile (Nicht-in-Ordnung-Teile) werden dann innerhalb der Anlage definiert abgelegt und die Gutteile verlassen die Anlage über Förderbänder. So gelangt kein fehlerhaftes Teil in die weitere Verarbeitung und die hohen Qualitätsstandards bleiben gewahrt.

Sehr kurze Taktzeiten

Trotz der unhandlichen Geometrie der unterschiedlichen Dachprofilstreben sollte die Verarbeitung sehr schnell erfolgen. Um herauszufinden, ob die Umsetzung in einem bestimmten Zeitfenster möglich ist, nutzt Dalex zur Taktzeitanalyse auch die Robotersimulation. »Bei einfachen Operationen sagen uns Erfahrungswerte, wie viel Zeit für eine bestimmte Aufgabe benötigt wird, zum Beispiel den Greifer öffnen und schließen oder Handlingbewegungen«, verdeutlicht die Geschäftsleitung. »Bei komplexen Prozessen reichen diese Erfahrungswerte jedoch nicht aus und liefern zu ungenaue Ergebnisse.« Hier komme dann die Robotersimulation ins Spiel. »Wir simulieren den realen Prozess mit allen Bewegungen und Schweißzeiten. Aus der Summe der Eingabezeiten und Bewegungsgeschwindigkeiten ermitteln wir dann die mögliche Taktzeit«, erklärt Chwalisz.

Bei diesem Projekt waren die Taktzeiten profilabhängig. Das heißt, für jedes Profil gab es eine zugeordnete Taktzeit. Wichtig war hier nicht die einzelne Taktzeit, sondern dass im Verbund der einzelnen Zeiten die Jahresmengen erreicht werden. Die vorherige Taktzeitanalyse und die Simulation helfen Dalex dabei, frühzeitig das Machbare zu definieren.

Erschienen in Ausgabe: 01/2019