Roboter statt Handschweißen

Ein Plus für Schnelligkeit und Qualität

„Der Kostendruck in der Baubranche ist groß. Wer mithalten will, kommt an innovativer Automatisierungstechnik nicht vorbei.“ Rainer Schrode, Geschäftsführer und Inhaber der MTS Maschinentechnik Schrode AG, kurz MTS, sieht für seine Firma und die 70 Mitarbeiter noch jede Menge Entwicklungschancen. Eine neue 3.000 Quadratmeter große Produktionshalle mit einer Roboter-Schweißanlage von Lorch soll Wachstumsschub bringen.


"Um zeitnah und in höchster Qualität produzieren zu können“, so Rainer Schrode, „setzen wir ganz bewusst auf Inhouse-Abwicklung, von der Konstruktion bis zur Montage.“ Der der 48-jährige Geschäftsführer hat sich mit innovativen Verdichtersystemen einen Namen gemacht. In sieben verschiedenen Varianten – vom 100 Kilogramm „leichten“ V3 Mini bis zum über 1,6 Tonnen schweren V10 – fertigt das Familienunternehmen in Hayingen auf der Schwäbischen Alb die Bauwerkzeuge und gilt als Ideenschmiede. So lässt sich mittels Bagger und Anbauverdichter das Erdreich weit schneller und stärker verdichten als bisher. Auch schwierige Bauwerke wie Dämme meistern die Geräte in Kombination problemlos.
Um die Verdichter in den verschiedenen Varianten zeitnah und in der notwendigen, hohen Qualität zu fertigen, aber auch angesichts der Schwierigkeiten, genügend und vor allem gute Schweißer zu finden, zog man bei MTS die Option einer Roboterschweißzelle in Betracht. Jeder Verdichter besteht bei MTS aus einem zentralen Rahmen (15 bis 30 Millimeter starker Baustahl), der die einzelnen Komponenten Generator, Rüttler, Platte und Wechselvorrichtung zu einer Einheit verbindet. Die über zwei Dutzend Schweißnähte müssen dabei extreme Belastungen auffangen. Zusätzlich zum Anpressdruck von bis zu sechs Tonnen wirken ständig die Rüttelschwingungen auf das Material.

Der Robotereinsatz bringt große Vorteile

Bereits erste Probeschweißungen, die die Experten der Lorch Anwendungstechnik und Lorch System Integration im Rahmen des Projektes durchführten, verdeutlichten das große Potenzial einer Roboterlösung in puncto Schweißqualität, Schnelligkeit und Flexibilität gegenüber dem konventionellen, manuellen Schweißen. Die Automatisierungsspezialisten aus Auenwald, die das Projekt von Anfang an begleiteten, konfigurierten die Anlage nach den erarbeiteten Spezifikationen vor, sodass der Aufbau der gesamten Anlage vor Ort nur wenige Tage in Anspruch nahm. Bei der Umsetzung der kompletten Roboterschweißanlage entschieden sich die Hayinger für den Roboter ARC Mate 120iC der Firma Fanuc, der in sechs Achsen arbeitet (auch Systeme anderer Roboterhersteller wären möglich gewesen). Als Herzstück der Schweißzelle dient die hochperformante Lorch MIG-MAG-Roboterschweißquelle S5-RoboMIG in SpeedPulse-Ausführung aus dem Ready-to-Robot-Sortiment. „Die Zusammenarbeit mit Lorch System Integration in der gesamten Projektphase war äußerst effektiv“, resümmiert Armin Galster, technischer Leiter bei MTS und für die Fertigung verantwortlich. Vor allem vom tiefen Verständnis der Schweißprozesse zeigte er sich beeindruckt und von der Tatsache, dass ein Ansprechpartner für die gesamte Lösung „Roboter plus Schweißanlage“ zur Verfügung stand. So ließ sich die Anlage zügig in die Produktionsabläufe implementieren.

Schneller Know-how Transfer

Positiv überrascht zeigte man sich bei MTS neben der Schnelligkeit der neuen Schweißprozesse auch vom raschen Know-how-Transfer. Otto Brunner, bei MTS bisher fürs manuelle Schweißen zuständig, betreut heute die Schweißzelle und programmiert, wenn nötig, auch neue Abläufe. Brunner berichtet: „Nach einer zweitägigen Schulung konnte ich das System in allen Grundzügen bedienen. Die Steuerung und auch die einzelnen Abläufe sind ganz intuitiv erlernbar.“ Justin Geraerds, Chef  der Lorch System Integration, sieht neben der reibungslosen Implementierung der Anlage in der Schulung der Mitarbeiter eine wesentliche Aufgabe in der Projektbetreuung. Geraerds: „Wir unterstützen gerade den Mittelstand in diesem Prozess sehr gern und intensiv.“

Immer startklar und optimale Nähte

Als entscheidend erwies sich, dass bei der Ready-to-Robot-Lösung auf alle produktivitätssteigernden MIG-MAG-Speed-Prozesse zurückgegriffen werden kann, die die Lorch S-Serie generell bietet. So konnte dank SpeedPulse die Schweißgeschwindigkeit signifikant erhöht und die Nacharbeit — „kaum noch Spritzer“ – deutlich verringert werden. Überzeugt hat auch die SeamTracking-Funktion, bei der sich der Roboter den optimalen Pfad sucht. Galster: „Da wir in der Regel Biegeteile verwenden, können Abweichungen bis zu fünf Millimeter entstehen. Für den Roboter war das jedoch kein Problem. Er sucht sich den optimalen Pfad selbst, rechnet die Toleranzen ein und setzt auch die weiteren Nähte exakt drauf.“
Das Fazit des Fertigungsleiters: „Wir schaffen mit dem Robotersystem nicht nur qualitativ hochwertigere Schweißnähte, sondern konnten auch die Schweißzeiten deutlich verringern.“ Vor dem Einsatz des Roboters haben zwei Schweißer die Rahmen für die Verdichter manuell geschweißt. „Sie waren beim manuellen Schweißen für einen einzigen Rahmen oft viereinhalb Stunden beschäftigt, zuzüglich vier Stunden für das Verschleifen der Nähte. Heute liegt die komplette Fertigung dank der Roboterzelle nur bei etwas mehr als zwei Stunden – Verschleifen inklusive. Galster betont: „Mit der Roboterschweißzelle haben wir die Bearbeitungszeit auf ein Viertel reduziert und sind dazu noch weit flexibler. Je nach bestellter Variante des Verdichters sind wir sofort startklar und können immer eine optimale Schweißqualität garantieren.“

Fazit

Insgesamt belaufen sich die Einsparungen im Fertigungsprozess durch die Ready-to-Robot-Lösung auf etwa 80 %. Dabei ist die Anlage bei Weitem noch nicht ausgelastet und bietet genügend Raum für zusätzliches Wachstum. Dieses Jahr plant MTS immerhin ein Umsatzplus von 30 %. „So gesehen“, schmunzelt der Fertigungsleiter, „war die Anschaffung der Roboteranlage sicherlich eine der besten Investitionen, die wir in den letzten Jahren gemacht haben.“ ⇥red ◊

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