Um das Laserschweißen in sein Portfolio aufzunehmen, suchte TPA ein vielseitiges System, das sich für das Schweißen von Komponenten unterschiedlicher Formen und Größen eignet. Mit diesem Konzept wandte sich TPA an das Unternehmen L-Peak, das über viel Erfahrung in verschiedenen Branchen verfügt. „Die Vorstellung von TPA war klar umrissen: ein Schweißroboter, der in zwei unabhängigen Zellen arbeiten kann.“, erklärt Stefano Dalla Vecchia, Mitgründer und Geschäftsführer von L-Peak. Während der Roboter in der einen Zelle schweißt, sollte in der anderen Zelle schon das nächste Werkstück vorbereitet werden.
Roboter mit siebter Achse
Für die Premiere der Laserschweiß-Roboterzelle schloss sich l-Peak mit Stäubli zusammen, die sich für den sechsachsigen TX2-160L mit leistungsfähigem Laserschweißkopf entschieden. Mit seinem langen Arm ist der Roboter in der Lage, den Laserkopf präzise und wiederholgenau um das Werkstück herum zu bewegen. Weil der Roboter über eine zusätzliche Linearachse verfahren kann, schweißt er Werkstücke in zwei separaten, nebeneinander liegenden Zellen. Der Vorteil liegt darin, dass in die Trennwand eine Tür eingebaut ist, die bei Bedarf geöffnet wird, um lange Bauteile zu schweißen. Dadurch sollen eine hohe Flexibilität und kurze Vorlaufzeiten gewährleistet sein.
Einfache Programmierung
„Die Programme werden direkt am Werkstück erstellt. Mit PC und Joystick führt der Bediener die Bewegungen aus. Wenn alles passt, muss er nur noch das Werkstück spannen und den automatischen Arbeitszyklus starten.“, so Vecchia. Das vereinfache die Anpassung des Roboters an die jeweilige Aufgabe, auch dann, wenn die Anwendung hohe Anforderungen an Präzision, Geschwindigkeit oder Komplexität stellt. „Da wir einen Ethercat-Master verwenden, kommen wir ohne SPS für den Drehtisch und andere Funktionen in der Zelle aus. Stattdessen wird die Zelle und auch die siebte Achse vom Roboter-Controller gesteuert.“, ergänzt Vecchia. Der Anwender kann alle Abläufe in der Zelle über die Robotersteuerung verwalten, mit dem zusätzlichen Vorteil eines OPC-UA-Data-to-Cloud-Transfers.
Blick in die Zukunft
Die Doppelzelle für das automatisierte Laserschweißen hat sich bisher als sehr effizient erwiesen. Im Vergleich zum traditionellen Schweißen erzeugt der Roboter eine sauberere und konstantere Naht und selbst bei langen Schweißnähten gibt es keine Verformung des Werkstücks. Trotz dessen sind weitere Ergänzungen in Planung wie z.B. neue Funktionen, die die Flexibilität weiter erhöhen sollen. „Wir planen, nicht nur mit Joystick und PC zu programmieren, sondern auch weitere Möglichkeiten zu nutzen, um komplexere Teile und Schweißkonstruktionen mit Kurven und speziellen Oberflächen präzise bearbeiten zu können.“, resümiert Vecchia.
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