Schweißtechnik Elektrodendrehung beim Punktschweißen per Roboter verkürzt die Taktzeit

Zeitgleich statt nacheinander — dies ist das Geheimnis von Robospin, einer neuen Verfahrenstechnik beim Widerstandspunktschweißen. Durch Elektrodendrehung per Roboter beim Fügen erfolgen das Schweißen und die Zangenversatzbewegung zeitgleich. So wird nicht nur die Taktzeit verkürzt, sondern auch die Qualität und die Kappenstandmenge verbessert.

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Das Widerstandspunktschweißen ist gerade im Karosseriebau nach wie vor eines der am meisten eingesetzten Verbindungsverfahren. Doch mit dem Laserschweißen, besonders mit Scanneroptik, und den mechanischen Fügetechniken hat es ernsthafte Konkurrenz bekommen. Kuka Systems hat jetzt mit Robospin eine neue Verfahrenstechnik beim Widerstandspunktschweißen entwickelt, die durch Elektrodendrehung mit dem Roboter die Taktzeit verkürzt sowie Qualität und Standmenge der Elektrodenkappen verbessert (Bilder 1 und 2).

Beim konventionellen Widerstandspunktschweißen erfolgt der eigentliche Schweißvorgang im Stillstand der Elektroden. In automatisierten Fertigungslinien mit Industrierobotern besteht eine Punktsequenz aus dem Versatz der Zange zum nächsten Schweißpunkt mit beschleunigen und abbremsen der Roboterachsen, dem Schließen der Zange mit Kraftaufbau, der Vorpreßzeit, dem Schweißen, der Nachpreßzeit, dem Öffnen der Zange und dem Versatz zum nächsten Schweißpunkt. Die Sequenzen Schweißen und Versetzen erfolgen zeitlich nacheinander.

In der neuen Verfahrenstechnik Robospin sind Hauptzeit (Schweißen) und Nebenzeit (Zangenversatzbewegung) überlagert. Dabei erfolgt der Versatz zum nächsten Punkt im Wesentlichen durch Orientierungsänderung aus den Roboterhandachsen.

Während des Schweißens bei geschlossener Zange bleiben die Hauptachsen in Bewegung weiter zum nächsten Punkt. Die Elektroden bleiben also während des Schweißprozesses nicht starr, sondern drehen sich auf der zu schweißenden Stelle um einen bestimmten Winkel. In der Phase der Drehbewegung um die Elektrodenachse bei geschlossener Zange erfolgen Kraftaufbau, Schweißen, Nachpressen und Einleitung der Zangenöffnung.

Kürzere Taktzeit und bessere Schweißqualität

Damit bewegt sich die Roboterkinematik mit den Haupt- und Nebenachsen schon auf den nächsten zu schweißenden Punkt zu, während der eigentliche Punkt noch geschweißt wird. Gleichermaßen werden die Nachpresszeit und ein Teil der Zangenöffnungszeit für die Versatzbewegung ausgenutzt. Schweißvorgang und Zangenversatzbewegung erfolgen somit zeitgleich parallel und nicht sequenziell mit Stillstand des Roboters während des Schweißens und anschließenden Beschleunigungs- und Abbremsphasen während der Versatzbewegung.

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