Elektrodendrehung beim Punktschweißen per Roboter verkürzt die Taktzeit

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Diese neue Verfahrenstechnik des Widerstandspunktschweißens mit Elektrodendrehung um die Elektrodenachse wurde laut Kuka mit dem Ziel der Taktzeitverkürzung entwickelt. Gleichzeitig verbesserte sich die Schweißqualität durch reproduzierbarere Widerstandsbedingungen während der Drehphase und es erhöhte sich die Kappenstandmenge durch die kontinuierliche Elektrodenpflege bei der Drehung.

Haupt- und Nebenzeit überlagern sich

Der entscheidende Vorteil von Robospin liegt in der Taktzeitreduzierung, die sich durch die Überlagerung von Haupt- und Nebenzeit ergibt. Damit reduziert sich die Punkt-zu-Punkt-Zeit. Simulationsrechnungen von Kuka haben ergeben, dass je nach Zangenbauart und -anbringung, Schweißaufgabe sowie Lage des Bauteils im Arbeitsraum des Roboters Taktzeiteinsparungen von unter 5 bis über 30% möglich sind.

Bei der Optimierung werden offline zuerst die kollisionsfreien Drehwinkel bestimmt und anschließend die taktzeitminimalen Drehwinkel für die einzelnen Schweißpunkte. Gleichermaßen kann mit festen Drehwinkeln gearbeitet werden, wobei der kleinste maximale kollisionsfreie Winkel vorher ermittelt werden muss.

Die Verfahrensvariante Robospin führt aber auch zu einer Qualitätsverbesserung und Erhöhung der Kappenstandmenge. Durch die Drehbewegung der Elektroden beim Schweißen unter Kraft erfolgt eine kontrolliertere Abtragung der Anlegierungsschicht auf der Elektrodenwirkfläche, das heißt ein kontinuierliches Elektrodenkappendressing beim Schweißen.

Bartbildung wie beim konventionellen Punktschweißen wird vermieden

Zudem wird im Vergleich zum konventionellen Punktschweißen die Bartbildung vermieden. Die Drehbewegung der Elektroden sorgt auch für eine Konstanthaltung der Elektrodenwirkfläche und damit der Stromdichte beim Schweißen. Damit ist kein Steppen notwendig, weil die Elektrodengeometrie gleich bleibt. Weiterer positiver Nebeneffekt ist das Schonen der Robotermechanik sowie von Motor und Getriebe durch die kontinuierliche Bewegung.

Weitere Untersuchungen sollen Aufschluss darüber bringen, inwieweit die neue Verfahrenstechnik Robospin eine Verbesserung des Widerstandspunktschweißens von Aluminium-Stahl-Verbindungen ermöglicht oder inwieweit sich die Punktschweißbarkeit von Aluminium durch Zerstörung der Oxidschicht verbessert. Zudem soll die Schweißeignung von nicht oder schwer punktschweißbaren Werkstoffen ermittelt werden.

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