Docking-Greifer übernimmt Handhabung im mannlosen Schweissprozess

Zellenhauptzeit um 25 Prozent erhöht

Eine vollautomatische Brennervermessung gewährleistet konstante Schweissergebnisse, was gerade bei den Ruhepodesten für Windkraftanlagen als sicherheitsrelevante Bauteile unabdingbar ist. Bilder: Schunk
Zwei leistungsdichte MPG-plus-Kleinteilegreifer übernehmen die Handhabung der Strom- und Gasdüsen. Die Druckluftversorgung erfolgt über ein Spiralkabel.
Marcel Nagel / Leitung Zentrales Portfoliomanagement /

Ein vollautomatisches Strom- und Gasdüsenwechselsystem von Cloos ermöglicht beim Blechteileverarbeiter H.K. Heun den Dauerbetrieb einer Schweisszelle. Dabei wurde das Handling besonders clever gelöst: Den Verschleissteilwechsel übernehmen zwei fest verbundene MPG-plus Kleinteilegreifer von Schunk.

Seit mehr als acht Jahren fertigt die H.K. Heun GmbH aus Oberscheld für einen renommierten Anbieter in der Steigtechnik Ruhepodeste für Windkraftanlagen. Bei der Inbetriebnahme und Wartung der Windräder ermöglichen diese einen sicheren Stand in luftiger Höhe. Aktuell liegt der Bedarf bei rund 10000 Podesten pro Jahr.

Mit der Inbetriebnahme einer Qirox-QR-CC-6-Kompaktzelle von Cloos Schweisstechnik, die mit einem hochdynamischen Qirox-QRH-280-Schweissroboter ausgestattet wurde, konnte der Spezialist für die Blechteileverarbeitung den Prozess nun deutlich effizienter gestalten. Dabei zahlt sich neben dem hauptzeitparallelen Rüstvorgang an einer Dreheinheit, dem kleinen und sehr wendigen Schweissroboter mit einer Traglast von bis zu 6 kg sowie der Optimierung der Robotersteuerung vor allem der automatisierte Strom- und Gasdüsenwechsel mit dem Qirox-SpareMatic aus. Das Wechselsystem entlastet den Anlagenbediener, der sich nun voll und ganz auf den manuellen Rüstvorgang und die Nachbearbeitung der Schweissteile konzentrieren kann. Der eigentliche Schweissprozess inklusive dem Wechsel der Strom- und Gasdüsen erfolgt vollautomatisch. «Mit dem Schwenktisch, den zwei Stationen zum Einlegen und Schweissen und vor allem mit den schnellen Achsbewegungen des Roboters, erreichen wir wesentlich höhere Taktzeiten und können effizienter arbeiten», unterstreicht Yannick Willgenss, Mitglied Geschäftsleitung bei H.K. Heun.

Dank einer Hohlwellenkonstruktion liegt das Schlauchpaket des QRH-280 geschützt im Inneren des Roboters. Seine geringe Masse und die vergleichsweise kleinen Hebelarme ermöglichen eine hohe Dynamik und Geschwindigkeit sowie eine hohe Positioniergenauigkeit. Die kompakte Bauweise des Qirox-QRH-280 sorgt für eine gute Zugänglichkeit der Schweisszelle und bietet Platz für den SpareMatic, der unmittelbar neben dem Roboter platziert ist.

Da der Rüstzyklus und der Schweisszyklus annähernd identisch sind, also weder beim Bediener noch beim Roboter unproduktive Wartezeiten existieren, war es möglich, die Hauptzeit der Zelle um rund 25 Prozent zu erhöhen. Nach jeweils 24 Teilen löst der automatische Strom- und Gasdüsenwechsler Qirox-SpareMatic die Gasdüse des Brenners und reinigt die freiliegende Stromdüse an einer rotierenden Bürste. Anschliessend wird die Düseninnenseite mit einem Messer ausgeschält, der Draht automatisch vermessen, nachgeschoben und auf die optimale Länge gekürzt, so dass jederzeit optimale Schweissergebnisse sichergestellt sind. In ebenfalls individuell definierten Intervallen werden die Stromdüse und die Gasdüse vollautomatisch gegen neue Teile aus einem integrierten Ersatzteilspeicher ersetzt, ohne dass hierfür ein Bedienereingriff erforderlich ist.

Effizientes Zusammenspiel von Kleinteilegreifern

Das Teilehandling erledigen zwei rückseitig fest verbundene MPG-plus-Kleinteilegreifer: Der erste fixiert den Doppelgreifer an einem fest definierten Dockingpunkt seitlich am Roboterarm, der zweite übernimmt die Handhabung der Strom- und Gasdüsen. Nach getaner Arbeit wird das Greifer-Doppel auf einer definierten Position unmittelbar im SpareMatic abgelegt, indem sich diesmal zunächst der zweite Greifer mit einem Dockingpunkt auf der Ablage verbindet und anschliessend der erste Greifer die Verbindung zum Roboter löst. Beide Schunk-Greifer werden über Spiralkabel mit Druckluft versorgt und direkt über die Robotersteuerung angesteuert. Die Greifkraftsicherung erfolgt per Feder.

Der ungewöhnliche Docking-Greifer, den Cloos in enger Kooperation mit Schunk realisierte, bietet einen dreifachen Vorteil: zum einen ist die Lösung ausgesprochen wirtschaftlich, denn neben den beiden Standardgreifern ist kein zusätzliches Handling- oder Wechselsystem erforderlich; zum anderen sparen die andockbaren Kleinteilegreifer Gewicht am Tool-Center-Point. Und last but not least kann die Lösung sehr einfach an bestehenden Roboterzellen nachgerüstet werden, ohne dass am Schweissroboter Schläuche, Kabel oder Ventile angebaut werden müssen. Ideale Voraussetzungen also, um das modular aufgebaute Strom- und Gasdüsenwechselsystem in vorhandene Schweissanlagen zu integrieren und dessen Effizienzeffekte im Serienbetrieb zu nutzen.

Der Miniatur-Parallelgreifer MPG-plus erzielt im Vergleich zu ähnlichen Modulen, die den gleichen Input benötigen, einen deutlich höheren Output und macht damit den Weg frei zu immer kleineren und effizienteren Systemen. Seine einzeln gepasste Kreuzrollenführung gewährleistet dabei eine hohe Tragfähigkeit der gesamten Führung, einen minimalen Verschleiss und eine lange Lebensdauer. Für dynamische Anwendungen wurde am Greifergehäuse überschüssiges Material eingespart. Im Inneren kommen Komponenten aus Hochleistungsaluminium zum Einsatz. Damit Konstrukteure beim Prozess- und Anlagendesign flexibel sind, lässt sich das Modul seitlich sowie bodenseitig durch- und anschrauben. Neben einer induktiven Abfrage kann der MPG-plus auch über integrier- und programmierbare Magnetschalter abgefragt werden.