Lorch: Automatisiertes WIG-Schweissen Cobot schweisst wirtschaftlich kleine Serien

Redakteur: Konrad Mücke

Der Spezialist für Bedien- und Steuerelemente an Personen- und Transportaufzügen Schäfer GmbH in Sigmaringen schweisst seit etwa einem Jahr Bedientableaus automatisiert mit einem Cobot im WIG-Verfahren. Das hat sich inzwischen rundum bewährt.

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Rundum sicher, doch gut zugänglich: Ein Scanner-Sicherheitssystem, ausgestattet mit akustischen und visuellen Warnsignalen und einer Nothaltefunktion, schützt den Bediener vor Gefährdungen während des Schweissvorgangs.
Rundum sicher, doch gut zugänglich: Ein Scanner-Sicherheitssystem, ausgestattet mit akustischen und visuellen Warnsignalen und einer Nothaltefunktion, schützt den Bediener vor Gefährdungen während des Schweissvorgangs.
(Bild: Lorch)

Helmut Krezdorn, Leiter Anschaffung/Betriebsmittel bei Schäfer, ist begeistert vom WIG-Cobot. Die komplette Anlage mit kollaborativem Roboter arbeitet seit mehreren Monaten in Sigmaringen. Wie Helmut Hez­dorn bestätigt, sind Cobot und Brenner perfekt auf den WIG-Prozess abgestimmt. Er berichtet weiter: «Zudem ermöglicht die Anlage dem Schweisser, sehr nah am Bauteil zu sein, was für die im Bereich WIG-Schweissen erforderliche exakte Parametrisierung von grossem Vorteil ist. Man kann den Schweissprozess sehr gut verfolgen und genau sehen, wie sich das Schweissbad verhält. Die strengen Forderungen, die das WIG-Schweissen stellt, erfüllt das System optimal.»

Edelstahl und Sichtnähte

Geschweisst werden überwiegend Tableaus, die später als Rahmen für die jeweiligen Bedien- und Anzeigeelemente in den Aufzügen dienen. Für die hochwertige Verarbeitung verwendet Schaefer vor allem Edelstahl. Aus dünnen, üblich 2 mm dicken Blechen (V2A), werden zunächst Bauteile gestanzt, gebogen und umgeformt. Anschliessend wird geschweisst und geschliffen. Da die Auftraggeber herausragende und saubere Verarbeitung der Schweissnähte fordern, wird ausschliesslich im WIG-Verfahren geschweisst.

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Innovative, flexible Technologie

Der WIG-Cobot löst im Unternehmen einen in die Jahre gekommenen klassischen Industrieroboter ab. «Der nunmehr installierte Cobot von Lorch ist ein riesiger Fortschritt für uns», zieht Helmut Krez­dorn nach den ersten Monaten Bilanz. Im Gegensatz zur bisherigen, feststehenden Roboteranlage, für deren Aufbau extra ein Fundament gegossen werden musste, hat die nur 30 kg leichte Cobot-Anlage den Vorteil, dass sie flexibel an jedem Arbeitstisch montiert werden kann.

Software intuitiv bedienen

Aus Anwendersicht ein weiterer, wesentlicher Vorteil zum Industrieroboter ist die Steuerung mit der intuitiv aufgebauten Software Cobotronic. Dazu sagt Helmut Krezdorn: «Die Bedienung des Cobots ist im Vergleich zu unserem bisherigen Roboter deutlich einfacher. Nach nur einem Tag Schulung konnten wir alle den Cobot schon selbstständig programmieren.» Dies wird durch eine intuitive Menüführung ermöglicht. Zentrale Parameter werden abgefragt und eingegeben.

Zukunftsweisender Brenner

Ein absolutes Highlight bei der Arbeit mit dem WIG-Cobot ist für Helmut Krezdorn der bedienerfreundlich konzipierte Brenner. Durch sein ausgeklügeltes Design ermöglicht er eine gute Sicht auf die Schweissnaht. Sein Bajonettverschluss sorgt für einen schnellen Brennerkopfwechsel. Helmut Krez­dorn erläutert: «Der Brenner ist hervorragend. Ich muss nur die Verschlussmutter um 90 Grad drehen und schon lässt sich der Brennerkopf problemlos abziehen. Zudem habe ich jederzeit einen freien Blick auf die Schweissposition und kann die Elektrode viel exakter einstellen.» Einen weiteren Vorteil sieht Helmut Krezdorn in der innovativen Brennerkühlung. Ein hybrides Kühlkonzept (Heat-Pipe-​Technologie) sorgt dafür, dass der Brennerkopf während des Schweissvorgangs nicht überhitzt. Dadurch arbeitet der Schweissbrenner sauber und zuverlässig und auch die Standzeit der Elektrode erhöht sich deutlich. Speziell die einfache Programmierung durch eine direkte Steuerung des Cobots an der Brennerhalterung erweist sich als vorteilhaft. Dazu sagt Helmut Hezdorn: «Durch die per Hand gesteuerte Free-Drive-Funktion kann ich den Roboterarm viel besser an seine Wegpunkte führen beziehungsweise exakter am Bauteil einstellen und muss nicht erst noch die Fusstaste suchen.»

Rundum sicher und doch zugänglich

Ein ausgeklügeltes Sicherheitskonzept sorgt für eine sichere Serienproduktion. Sobald der Cobot für ein bestimmtes Werkstück mit den passenden Parametern eingestellt ist, überwacht ein Laserscanner den umliegenden Arbeitsbereich. Dieser ist in ein Warn- und ein Schutzfeld unterteilt. Wird das Warnfeld betreten, ertönt ein akustisches Warnsignal. Eine am Arbeitstisch angebrachte LED-Leiste signalisiert zusätzlich per Ampelsystem die erlaubte Nähe zum Werkstück. Sie leuchtet je nach Position grün, gelb oder rot. Beim Betreten des Schutzfelds schaltet der Cobot unverzüglich in den Nothalt. Auch ohne entsprechende physische Einhausung verfügt die Anlage somit über einen maximalen Sicherheitsstandard. Zum exakten Parametrisieren vor der Serienproduktion ist eine Freischaltung in den Handmodus über einen Zustimmtaster möglich. Der Laserscanner ist damit deaktiviert, der Cobot frei bewegbar und der Schweisser kann nah am Werkstück die genauen Einstellungen für die optimale Schweissnaht vornehmen.

Qualität verbessert

Neben Einzelstücken und Sonderausführungen fertigt Schaefer bis zu 100 unterschiedliche Varianten der Bedientableaus wiederholt als Standardbauteile. Beabsichtigt ist, diese allesamt auf der Cobot-​Schweissanlage automatisiert zu schweissen. Kleinere Serien mit bis zu 5 Bauteilen schweisst man zurzeit noch manuell. Helmut Krezdorn und seine Kollegen würden bevorzugt alle Aufträge mit dem WIG-Cobot abarbeiten. Dazu sagt Helmut Krez­dorn: «WIG-Schweissnähte per Hand zu schweis­sen, erfordert unnötig Zeit. Die Forderungen an die Qualifikation und die Sorgfalt des Schweissers sind hoch. Das dünne Blech neigt dazu, sich zu verziehen. Der Cobot dagegen gewährleistet eine gleichbleibend hohe Qualität.» Der einmal programmierte Cobot fertigt wiederholt und auf Dauer perfekt auf das Werkstück abgestimmte Schweissnähte. Das gelingt unabhängig von den zu schweissenden Serien, also vom Einzelstück bis zu mehreren hundert oder tausend gleichen Bauteilen. Aufwändige Nacharbeit entfällt.

Fachkräftemangel begegnen

Als zusätzlichen Vorteil des WIG-Cobots erachtet Helmut Krezdorn, dass man mit der Automation auch den Mangel an Fachkräften kompensieren kann. Speziell gut ausgebildete und erfahrene WIG- Schweisser sind allerdings rar. Mit Hilfe der automatisierten Schweissanlage können sogar Aushilfskräfte oder Ferienjobber produktiv arbeiten. Sie müssen lediglich Werkstücke einlegen und entnehmen. Erfahrene Schweisser dagegen werden nur zum Programmieren tätig. - kmu - SMM

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