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Clevere Schweißroboterzelle bei Arburg: Flexible Automation für Losgröße 1

Offline-Programmierung und intelligentes Spannsystem sorgen für Flexibilität
Clevere Schweißroboterzelle bei Arburg: Flexible Automation für Losgröße 1

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Beim Spritzgießmaschinenhersteller Arburg liefert eine innovative Roboterschweißanlage von Yakawa den Beweis, dass sich Losgröße 1 und Vollautomation nicht ausschließen.

Seine Spritzgießmaschinen fertigt Arburg ausschließlich in Loßburg im Schwarzwald – mittlerweile auf über 170.000 m2 Fläche und in überaus hoher Fertigungstiefe von rund 60 Prozent. So innovativ wie die hochwertigen Allrounder-Spritzgießmaschinen selbst gibt sich auch die Automatisierungstechnik, mit der diese produziert werden.

Ein Musterbeispiel für die State-of-the-art-Produktionstechnik bei Arburg findet sich in der Blechfertigung. Hier entstehen die Maschinenständer für die Spritzgießmaschinen. Die fertigungstechnischen Besonderheiten bringt Wolfgang John, Abteilungsleiter Spanlose Fertigung, auf den Punkt: „Wir produzieren ausschließlich kundenauftragsbezogen, was bei dem breiten Spektrum und der Modularität unserer Spritzgießmaschinen oftmals Losgröße 1 bedeutet. Dafür benötigen wir eine Schweißroboterzelle mit maximaler Flexibilität, bei der Offline-Programmierung, höchste Verfügbarkeit und Prozesssicherheit sowie Schweißergebnisse erster Güte unabdingbar sind.“

Bis zu 100 Meter Schweißnaht

Daher haben die Schweißroboterspezialisten von Yaskawa Europe auf engstem Raum eine rund 11 m lange und 4,5 m breite High-Tech-Schweißzelle realisiert, an deren X-Y-Z-Portal ein Motoman MA2010-Roboter hängend montiert ist. Zwei Sonderdrehpositionierer nehmen über entsprechende Vorrichtungsträger die vorgehefteten, bis zu 5500 mm langen und drei Tonnen schweren Maschinenständer auf, die dann vom Schweißroboter in perfekter Wannenlage MAG-geschweißt werden.

Alle Maschinenständer sind aus dem Blechwerkstoff S235, wobei die Materialstärken zwischen 5 und 8 mm modellbedingt variieren. Eine 500-Ampere-Schweißquelle von Lorch sowie ein wassergekühlter Schweißbrenner garantieren in Verbindung mit dem bahngenauen Motoman-Schweißroboter hohe Schweißgeschwindigkeiten bei gleichzeitig erstklassiger Nahtqualität: „Wir ziehen pro Bauteil Schweißnähte von bis zu 100 Metern. Da sind wir auf Effizienz und reproduzierbare Qualität angewiesen. Denn die Schweißnähte müssen auch bei Behältern für Hydrauliköl dauerhaft dicht sein“, so John.

Dynamisch geht der schlanke Schweißroboter mit seinem innenliegenden Schlauchpaket zu Werke. Selbst in Ecken muss der MA2010-Schweißroboter seine Schweißgeschwindigkeit kaum herabsetzen. Die Synchronisation der insgesamt elf NC-gesteuerten Achsen – sechs vom Roboter, drei vom Portal und zwei vom Positionierer – übernimmt die DX200-Steuerung

Herausforderung geringe Losgröße

Die größte Herausforderung an der Anlage sind aber die geringen Losgrößen. Doch im Kampf gegen unproduktive Rüstzeiten sei man gut gewappnet, versichert der Arburg-Gruppenleiter elektrische Betriebsmittelkonstruktion Martin Braun: „Wir setzen konsequent auf die Möglichkeiten der Offline-Programmierung. Zudem haben wir viel Kreativität in die Konstruktion eines intelligenten Vorrichtungsträgers mit hochflexiblem Spannsystem investiert, der es uns erlaubt, alle Maschinenständervarianten mit wenigen Handgriffen innerhalb Minuten sicher zu spannen. Nur so können wir die Herausforderung Losgröße 1 bewältigen.“

Für die Programmierung neuer Bauteile kommt bei Arburg das Offline-Programmiersystem Motosim zum Einsatz. Dieses System erlaubt eine realistische 3D-Simulation, indem es das gleiche kinematische Modell wie die DX200-Robotersteuerung verwendet. Auch die Programmiersprache ist identisch, was es ermöglicht, Schweißprogramme komplett offline zu entwickeln. „Mit Motosim verkürzen wir die Programmierzeiten erheblich und reduzieren den Aufwand für das finale Teachen an der Anlage um rund 80 bis 85 Prozent“, so Martin Braun.

Jede Menge Sensorik im Einsatz

Derzeit sind nahezu 100 Maschinenständer-Varianten in der Steuerung hinterlegt, weitere folgen. Nach der Umrüstung muss der Bediener nur das passende Programm anwählen und der Schweißroboter spult sein Schweißprogramm ab. Um dabei höchste Sicherheit zu gewährleisten, ist die Schweißzelle mit jeder Menge Sensorik und speziellen Messmitteln zur Sicherstellung der Anlagengeometrie ausgestattet. So lässt sich jede einzelne Achse des Roboters durch Anfahren spezieller Kalibrierpunkte einzeln vermessen und natürlich ist auch das sichere Aufspannen der tonnenschweren Bauteile sensorisch überwacht.

Seit der Inbetriebnahme im August 2019 versieht die Anlage zuverlässig ihren Dienst. „Wir setzen seit vielen Jahren Yaskawa ein und wir wissen um die Qualität der Produkte“, so John. „Wir wissen aber auch, dass wir uns im Notfall auf die Unterstützung durch Yaskawa verlassen könnten. Und das zählt.“

Yaskawa Europe GmbH

www.yaskawa.eu.com/de/

Hauptstraße 185

65760 Eschborn

info@yaskawa.eu.com


+ Steckbrief + Steckbrief +

  • Seine Spritzgießmaschinen fertigt Arburg im Schwarzwald in hoher Fertigungstiefe.
  • Zum Schweißen der Maschinenständer für die Spritzgießmaschinen realisierte Yaskawa mit einem Motoman MA2010 Roboter eine flexible Schweißroboterzelle.
  • Angesichts der geringen Losgrößen setzt Arburg konsequent auf Offline-Programmierung und nutzt dazu das Offline-Programmiersystem Motosim.
  • Für Flexibilität sorgt zudem ein intelligenter Vorrichtungsträger mit hochflexiblem Spannsystem.
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