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Schweißen im Doppelpack

28.09.2006 | Redakteur: MM

Roboter-Schweißanlage fertigt Stützwinden in 24 Varianten für Lkw-Auflieger. So rasant, wie sich der Nutzfahrzeugbau veränderte, so umfangreich erweiterte sich auch die Produktpalette der Jost Werke...

Roboter-Schweißanlage fertigt Stützwinden in 24 Varianten für Lkw-AufliegerSo rasant, wie sich der Nutzfahrzeugbau veränderte, so umfangreich erweiterte sich auch die Produktpalette der Jost Werke GmbH für den Truck & Trailerbereich. Zu diesen Produkten gehören auch Stützwinden, die an jedem Lkw-Auflieger zu finden sind. Die komplette Stützvorrichtung besteht aus zwei ausfahrbaren Stützrohren, die rechts und links an der Vorderkante des Aufliegers montiert sind. Die mit einer Verbindungswelle gekoppelten Stützen werden vor dem Absatteln des Aufliegers vom Zugfahrzeug mit einen Kurbelantrieb ausgefahren und erlauben so das sichere Abstellen des Aufliegers.Hohe Flexibilität, Prozesssicherheit, Zuverlässigkeit und eine Anlagenverfügbarkeit von über 95% waren die Hauptforderungen von Jost an die neue Roboterschweißanlage von Reis Robotics, die im Zentrum einer kompletten Produktionslinie die Schaftrohre der neuen Stützwinden-Generation schweißt. In der aus zwei autonomen Halbzellen bestehenden Gesamtanlage arbeiten acht Schweißroboter und zwei Linearroboter auf engem Raum Hand in Hand. Jede Halbzelle verfügt über zwei hängend montierte Knickarmroboter RV16 zum Heften der Teile, einen Linearroboter RL80 für das Handling und zwei Roboter RV60 zum Fertigschweißen. Die hohe Flexibilität und Verfügbarkeit der Anlage sowie möglichst kurze Rüstzeiten waren für Jost genauso wichtig wie die qualitativen und quantitativen Anforderungen an den eigentlichen Schweißprozess. Am Anfang der Fertigung steht das Absägen der im Paket gelieferten 12 m langen Vierkantrohre auf die gewünschte Länge. Je nach Stützwindenvariante beträgt die Schaftlänge der äußeren Stützrohre zwischen 650 und 900 mm. Die abgelängten Spezialrohre durchlaufen anschließend eine Entgratungs- und Reinigungsanlage, werden danach vereinzelt und zwei parallel angeordneten Stanzstraßen für linke und rechte Schaftrohre zugeführt.Weil das rechte Stützrohr für die Aufnahme eines 2-Gang-Getriebes mit Kurbelantrieb vorgesehen ist, unterscheiden sich die Rohre nach dem Durchlaufen der Stanzstraße durch die unterschiedliche Anzahl und Lage der Stanz-Durchbrüche. Im Anschluss erfolgt das Aufweiten des unteren Rohrendes für die spätere Aufnahme und Verschweißung von verstärkenden Blechen.Die so vorbereiteten Schaftrohre laufen lagerichtig und wiederholgenau über zwei Stauförderbänder für linke und rechte Rohre in die Schweißanlage ein. Zur Realisierung eines unabhängigen Arbeitens der beiden Anlagenhälften und als Notstrategie bei Ausfall einer Halbzelle wurde die Fördertechnik beim Einlauf in die Anlage aufgetrennt. Das beinhaltet einen separaten Förderstrang für linke und rechte Teile in die erste und zweite Anlagenhälfte und einen eigenen zugewiesenen Arbeitsbereich für die beiden Linearroboter, welche das Handling der Schaftrohre in jeder Halbzelle übernehmen. Dieses Konzept bietet zwei Vorteile: Bei Störungen an einem der Förderbänder oder einer der Schweißzellen sind immer noch 75% der gesamten Anlagenverfügbarkeit nutzbar. Zusätzlich steht durch die erweiterte Fördertechnik ein großer Teilepuffer zur Verfügung.Am Ende der Förderstrecke erfolgt die Teilerkennung und Freigabe für den anschließenden Schweißprozess. Der dreiachsige Linearroboter mit Doppelgreifer nimmt das Schaftrohr auf und transportiert es zur Heftschweißstation, die mit einem 180°-Drehtisch und zwei hängendend montierten RV16-Robotern ausgestattet ist. Mit dem freien Greiferteil nimmt der Linearroboter ein zuvor geheftetes Rohr aus der Spannvorrichtung des Drehtisches und legt das neue Rohteil ein.Der Tisch dreht sich, so dass das eingelegte Rohr außerhalb der Schweißanlage von Hand mit einer Anschraubplatte, zwei Bandagenhälften und einem Haltewinkel bestückt werden kann. Bei der Bestückung sind außer den sechs unterschiedlichen Bauhöhen der Stützwinde auch die kundenbezogenen Montagehöhen sowie Sondertypen zu berücksichtigen. Insgesamt setzt sich die Baureihe Modul aus 24 Varianten zusammen. Für jede Variante ist in der Robotersteuerung ein Schweißprogramm hinterlegt und bei Bedarf abrufbar.Die Spannvorrichtung ist zur Aufnahme aller linken und rechten Schaftrohrvarianten konzipiert und garantiert durch eine in mehreren Einzelschritten ablaufende Spannfolge eine genaue Fixierung der Einzelteile. Durch eine ausgeklügelte Spanntechnik, die mit der Fertigungstechnik der Einzelteile abgestimmt ist, werden die Teile beim Schweißen so zueinander positioniert, dass die vorgeschriebenen Toleranzen eingehalten werden.Währenddessen nehmen die beiden Schweißroboter RV16 beidseitig, von links und rechts beginnend, ein zuvor komplettiertes Rohr unter ihre Brenner und heften es mit 14 Punkten im MAG-Doppeldraht-Verfahren. Durch die hängende Anordnung der Roboter ist eine optimale Ausnutzung des Arbeitsraumes und eine gute Zugänglichkeit zum Bauteil gewährleistet. Inzwischen hat der Linearroboter das vom Drehtisch aufgenommene, geheftete Rohr in den Arbeitsbereich des jeweils zuständigen Fertigschweißroboters RV60 transportiert und auf einer Ablage platziert. Dort holt es der Schweißroboter zur Weiterbearbeitung ab. Doppeldraht-Verfahren für kurze ZykluszeitenBeide in diesem Bereich eingesetzten Roboter unterscheiden sich nicht nur durch ihre stehende Anordnung von ihren Kollegen an der Heftstation. Der eigentliche Unterschied ist die an der Kopfachse adaptierte Spreizzange, die bei der Teileaufnahme in das Rohrinnere der Stützwinde fährt, das Teil spannt und es unter einem stationär aufgebauten Schweißbrenner führt. Um auch hier bei einer guten Nahtqualität hohe Schweißgeschwindigkeiten zu erzielen, schweißt der Brenner die Kehl- und Schlitznähte im Doppeldraht-Verfahren. Nacheinander werden Lagerplatte, Winkel und Bandage mit dem Schaftrohr verschweißt.Zeitaufwendiges Umorientieren der Roboter vermeidet Jost je nach Nahtgeometrie durch eine nebeneinander oder hintereinander laufende Drahtführung. Das Ergebnis sind sehr kurze Zykluszeiten bei geringem Verzug der Schaftrohre. Stromquelle und Korb-, Faß- oder Großspule sind in unmittelbarer Nähe aufgestellt, so dass Draht und Schlauchpaket sehr kurz ausgelegt sind. Nach Beendigung des Arbeitsganges legt der Roboter das Teil auf ein Förderband ab, auf dem es aus der Anlage geschleust wird. Ein Anlagenbediener kontrolliert die Schweißnähte und gibt den Transport in die Lackieranlage frei. Nach dem Lackieren schließt sich die Montage der kompletten Stützwinde an.

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