Geringer Programmieraufwand mit Qirox RoboScan
Kleine Losgrößen effizient schweißen
Als zukunftsorientierter Partner für Stahl- und Hochbaulösungen legt die Firma Schwevers großen Wert auf neuartige Lösungen im Industrie- und Gewerbebau. Mit einer intelligenten Roboteranlage von Cloos können heute mithilfe des geringen Programmieraufwandes und der einfachen Bedienung des Qirox RoboScan auch Werkstücke in Losgröße 1 automatisiert geschweißt werden.
Bei der Firma Schwevers Stahlhochbau kommt eine intelligente Roboteranlage von Cloos zum Einsatz. Der Roboter ist hier über Kopf auf einer Bodenbahn montiert. (Bild: Carl Cloos Schweißtechnik GmbH)
Die Firma Schwevers Stahlhochbau verlegte 2012 seinen Standort von Geldern nach Kalkar, um auf dem rund 21.000m² großen Grundstück mit zurzeit 63 Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen hohen Ansprüchen gerecht zu werden. Von der Konzeption bis zur schlüsselfertigen Halle bietet das Unternehmen funktionale, flexible und kreative Bauvorhaben mit Stahl. Im November 2020 wurde die Roboteranlage von Cloos montiert, um mit Qirox RoboScan auch in kurzer Zeit Programme für das automatisierte Schweißen zu erzeugen. Seit Ende Januar 2021 ist die für ihre Anforderungen individuell entwickelte Anlage in der Fertigung im Einsatz.
Das System wandelt die gespeicherten Daten des Scanners in ein 3D-Modell um. (Bild: Carl Cloos Schweißtechnik GmbH)
Hohe Akzeptanz durch die Mitarbeiter
Es ist die erste Roboteranlage für Schwevers. Daher war es dem Unternehmen wichtig, dass die vollautomatische Anlage hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt. Darüber hinaus achteten die Entscheider darauf, dass die Anlagenbediener keine detaillierten Roboterkenntnisse besitzen müssen, um mit dem Qirox RoboScan arbeiten zu können. Mit der Investition reagiert der Hallenbauer auf den Wandel im Zuge der Digitalisierung und möchte frühzeitig neue technologische Möglichkeiten nutzen, um Erfahrungen im Bereich Automation sammeln zu können.
Die Roboteranlage erweitert den Bestand der vorhandenen 16 Schweißstromquellen von Cloos wie z.B. die Qineo Pulse. „Wir schweißen und vertrauen auf Cloos seit Jahrzehnten“, erklärt Heinz Schwevers, Geschäftsführer des Unternehmens, und fügt lächelnd hinzu: „Cloos-Schweißgeräte gab es schon vor mir im Unternehmen.“ Weil insbesondere im Stahl- und Metallbau der Programmieraufwand für das automatisierte Schweißen von kleinen Losgrößen oftmals unverhältnismäßig hoch ist, entschied man sich für Qirox RoboScan. Eines der Auswahlkriterien war dabei die einfache Handhabung der Anlage. Jeder Schweißer sollte in der Lage sein, damit zu arbeiten. Und mithilfe der Mitarbeiter, die von Anfang an in das Projekt involviert waren, konnte die Einführung zügig gelingen. Selbst die zu Beginn skeptischen Mitarbeiter waren schnell von der Lösung überzeugt.
„Wir wollten unsere Handschweißer durch die Möglichkeiten, die die Automatisierung bietet, unterstützen. So können sie sich im Alltag, sozusagen im Learning by Doing ganz nebenbei neue Kompetenzen aneignen“, berichtet Schwevers weiter. Heute sind im Unternehmen acht Handschweißer und Qirox RoboScan im Einsatz. „Die Programmierung ist mit Qirox RoboScan sehr viel einfacher“, strahlt Marcel Bergkämper, ein Anlagenbediener, für den die Arbeit mit den Cloos-Robotern nicht neu ist. Er hatte bereits in einem anderen Unternehmen damit viele Jahre Erfahrungen sammeln dürfen und stellt fest: „Was ich vorher aufwendig programmieren musste, wird nun automatisch durch das System erledigt. Das ist eine große Arbeitserleichterung für mich.“
Knickarmroboter als Herzstück
Eine PKW-Halle, die für den Privatmann gefertigt wird, bringt andere Anforderungen mit sich als der Auftrag eines großen Bauunternehmens. Daher musste auch die Roboteranlage viel Flexibilität bieten. Große Stahlträger mit Kopf- und Fußplatten werden z.B. im Einstationenbetrieb bearbeitet. Dazu positioniert der Bediener zunächst das Werkstück auf der Arbeitsstation der Anlage und der an einem Längsfahrwerk montierte Scanner tastet die Arbeitsfläche des Bauteils ab und speichert das Ergebnis. Das System erkennt Schweißnähte wie z.B. Kehl- und Ecknähte sowie Stoß- und Lappnähte und wandelt die gespeicherten Daten des Scanners in ein 3D-Modell um, was auf einem Bildschirm erscheint. Aus dem Vergleich des 3D-Modells mit der in Qirox RoboScan gespeicherten Bauteilgeometrie wird das Schweißprogramm automatisch erzeugt. Der Bediener kann das Ergebnis prüfen und z.B. Korrekturen an der Schweißnahtlänge vornehmen oder die Schweißrichtung ändern. Danach überträgt Qirox RoboScan das vollständig generierte Programm inklusive aller Schweißdaten an die Robotersteuerung und der Schweißvorgang kann einfach über einen Button am Monitor von Qirox RoboScan gestartet werden.
Im nächsten Schritt kommt der sechsachsige Knickarmroboter Qirox QRC-350 zum Einsatz, das Herzstück der Anlage. Er ist auf einem C-förmigen Ständer, direkt auf einer Bodenbahn, montiert und wird von einem Fahrwagen in horizontaler Richtung bewegt. Da das Schweißprogramm mit allen Schweißparametern, wie z.B. Geschwindigkeit, Drahtvorschub und Gas, bereits vorgegeben ist, kann der Roboter direkt starten. Durch die Überkopfpositionierung des Schweißroboters wird die bestmögliche Zugänglichkeit gesichert, da bessere Schweißpositionen erreicht werden können. Auch zusätzliche Bewegungseinrichtungen und Erweiterungen sind einfach zu realisieren. Der MAG-Pulslichtbogen ermöglicht es, eine hohe Schweißnahtqualität bei großer Schweißgeschwindigkeit zu erzielen.
Bei allen Schweißungen kommt ein Lichtbogensensor zum Einsatz. Für das Schweißen der Steignähte der Werkstücke wird eine eigene Pendelfigur definiert, in der die Messpunkte des Sensors programmiert sind. Dabei wird ein taktiler Sensor mit Schweißdraht als Taststift eingesetzt. Da saubere Düsen Voraussetzung für die exakte Einhaltung der Schweißparameter sind und für eine gute Qualität der Schweißnaht sorgen, gehört auch eine vollautomatische Schweißbrennerreinigung zur Roboteranlage.
