Die Geometrien von Bauteilen für maßgeschneiderte Abschirmlösungen an Fahrzeugabgassystemen variieren stark. Die Herausforderung beim Schweißen liegt zum einen in der geringen Materialstärke und zum anderen darin, alle Schweißpunkte der unterschiedlichen Bauteilgeometrien zu erreichen. „Unsere Mikroschweißzangen und Stoßpunkter eignen sich aufgrund ihrer feinen Bestückung besonders für das Schweißen von dünnwandigen Bauteilen, z.B. in der Abgastechnik, aber auch zum Schweißen von Kontaktfahnen und Kabelverbindungen in der Elektrotechnik“, betont Christoph Desch, Vertriebsleiter bei Dalex. „Beidseitiges Schweißen ist die Domäne der Mikrozange. Ist das Schweißen nur von einer Seite möglich, etwa am Grundkörper des Abgasstranges, kommen unsere Stoßpunkter zum Einsatz.“
Die Mikroschweißzangen und Stoßpunkter sind leicht und daher geeignet für den Einsatz auf kleinen Robotern. Da nur eine kleine Fläche in der Anlage benötigt wird, können platzsparende Lösungen realisiert werden. Selbst auf sehr engem Raum lassen sich alle Schweißpunkte am Werkstück erreichen. Zudem lassen sich die Werkzeuge schnell und einfach umrüsten.
Lösungen aus der Praxis
Neben maßgeschneiderten Schweißwerkzeugen bietet Dalex seinen Kunden auch die Konstruktion und den Bau kompletter Fertigungszellen sowie die Automatisierung von Produktionsprozessen. Ein Beispiel ist eine flexible Roboterschweißzelle zum Punktschweißen verschiedener Bauteile für die Abgasnachbehandlung. Die Anlage wird über drei Einlegestationen manuell bestückt. Ein Handling-Roboter bringt die Rohteile zu den Spannvorrichtungen. Ein Schweißroboter fügt sie daraufhin zusammen. Um der komplexen Bauteilgeometrie und den unterschiedlichen Aufgaben gerecht zu werden, kann der Roboter zwischen drei verschiedenen Mikroschweißzangen und einem Stoßpunkter wechseln.
Bei einem anderen Automobilzulieferer sollten mehrere Bauteile für die Abgasnachbehandlung automatisiert gebördelt und punktgeschweißt werden. Die Lösung von Dalex: eine Drehtisch-Schweißanlage mit sechs Stationen zur Aufnahme der Bauteile. Das Schweißen übernehmen zwei Roboter: einer mit Mikrozangen und der andere mit Mikrozangen und Stoßpunktern. So können die Bauteile je nach Zugänglichkeit der Schweißstellen mit der Mikrozange oder dem Stoßpunkter verbunden werden.
„Wie komplex solche Anlagen sind, hängt von der jeweiligen Aufgabenstellung und nicht zuletzt von den Bauteilgeometrien und der Zugänglichkeit der einzelnen Fügestellen ab“, erklärt Desch. „Für das Punktschweißen und Bördeln von vorgeformten Edelstahlmantelblechen an Abgasanlagen haben wir z.B. eine Roboterschweißzelle mit 13 Roboterstationen gebaut.“ Die Bauteile und Isolierschalen werden in eine Spannvorrichtung auf einem Kipp/Dreh-Positionierer eingelegt. Verschiedene Roboter verschweißen die Teile im Durchlauf – je nach Zugänglichkeit mit Mikrozangen oder Stoßpunktern. Damit das Bauteil für die jeweiligen Punkte richtig positioniert ist, transportiert es ein Handling-Roboter zu insgesamt vier Bauteilaufnahmen. Anschließend erfolgt das Bördeln und die Übergabe des Bauteils an die Montageanlage. Solche aufeinander abgestimmten Lösungen ermöglichen präzises und schnelles Verschweißen von Abgasstrangisolierungen.
Weiterentwicklung für mehr Automation
Um die Lebensdauer der Mikroschweißelektroden zu verlängern und Ressourcen zu sparen, werden diese mit einem Kappenfräser nachbearbeitet. Um dabei die Nebenzeiten zu verkürzen und manuelle Tätigkeiten zu reduzieren, hat Dalex in Zusammenarbeit mit einem Partner eine vollautomatische Nachbearbeitungseinheit zum Fräsen der Mikroschweißelektroden und des Stoßpunkters entwickelt. Die weiterentwickelte Doppelhubzange kann pneumatisch drei verschiedene Positionen anfahren, um sich weit genug zum Fräsen zu öffnen und trotzdem den kurzen Weg für ein schnelles Schweißen beizubehalten. Ist die Elektrode verschlissen, öffnet sich die robotergeführte Zange, fährt über den laufenden Kappenfräser und schließt sich wieder. In Sekundenschnelle ist die Elektrode wieder einsatzbereit und der Schweißvorgang kann sofort fortgesetzt werden.
Mehr Flexibilität bietet ein verbesserter Stoßpunkter mit verstellbarer Halterung für den Robotereinsatz und Adapter für den schnellen Elektrodenkappenwechsel. Damit lassen sich z.B. Verstärkungsbleche schnell und präzise an den Rahmen einer Pkw-Rücksitzlehne schweißen. „Damit sich unsere Kunden von der Leistungsfähigkeit und Flexibilität unserer Mikrozange und des Stoßpunkters überzeugen können, haben wir in unserem Technologiecenter auch Maschinen mit den Werkzeugen ausgestattet. Hier können wir sogar Probeschweißungen durchführen und die Werkzeuge exakt an die jeweiligen Anforderungen anpassen“, schließt Desch.
