Neue Schweißlösung für größere Bauteile

Auf der neuen voll automatisierten Roboterschweißanlage können bis zu 45 t bewegt werden. Dabei sorgen insgesamt zwölf Antriebsachsen für eine optimale Schweißposition (Bild 2). „Die Schweißnaht soll möglichst immer in Wannenlage sein, daher die vielen Freiheitsgrade“, erklärt R. Waltering. Alle Achsen – bis auf die sechs des Roboterarms, der den Brennhals führt – werden von SEW-Servomotoren bewegt (Bild 3). „Antriebe von SEW-Eurodrive sind weltweit im Einsatz, auch Service und Ersatzteile sind weltweit verfügbar,“ begründet Ulrich Kerkhoff vom Vertrieb für Roboter- und Anlagentechnik bei Severt, warum der Bruchsaler Antriebsautomatisierer bereits seit den 1980er-Jahren Hauslieferant ist.

Prinzipiell besteht die Schweißanlage aus zwei Arbeitsstationen. Jede dieser Stationen ist mit einem Dreh- und Wendepositionierer ausgestattet, der eine flexible Positionierung über drei Achsen ermöglicht. Der Schweißbrenner wird von einem 6-Achs-Roboterarm geführt. Er ist an einem C-Portal von Severt montiert, das ihn heben und schwenken kann. Das Portal wiederum bewegt sich zusätzlich über einen Verfahrschlitten. Der maximale Verfahrweg beträgt bei dieser Anlage 40m.

„Die Linearachse des Fahrwerks sowie die Schwenkachse des Turmauslegers werden von spielfreien Präzisions-Servogetriebemotoren der Baureihe ZN angetrieben“, erläutert Norbert Jennebach, Leiter des Technischen Büros von SEW-Eurodrive in Münster: „Sie bestehen aus einem Zykloidgetriebe sowie einem synchronen Servomotor.“ Das Verdrehspiel bzw. der Hystereseverlust liegen dabei funktionsbedingt weit unter einer Winkelminute, sodass die ZNGetriebe eine hohe Positioniergenauigkeit aufweisen. „Beide Stationen sind gekoppelt, das heißt, jeder Roboter kann an beiden Stationen arbeiten“, erklärt U. Kerkhoff. So können an der Schweißanlage entweder zwei Bauteile parallel bearbeitet werden, oder beide Roboter schweißen gemeinsam an einem Bauteil.

Robotersteuerung koordiniert alle zwölf Antriebsachsen

Um das Anlagenkonzept zu realisieren, waren aus Antriebstechniksicht einige Herausforderungen zu meistern. So müssen, um das Bauteil während des Schweißprozesses immer in der bestmöglichen Position halten zu können, alle zwölf Achsen einer Station koordiniert zusammenarbeiten. Daher steuert die Robotersteuerung simultan sowohl die Achsen des Roboterarms als auch die externen, mit SEW-Servomotoren realisierten Achsen. Dabei hat jede Arbeitsstation eine eigene Steuerungseinheit, die gesamte Anlage also zwei Robotersteuerungen, die im Handshake zusammenarbeiten.

„Es können aber in der Regel nicht alle Nähte eines Bauteils vom Roboter geschweißt werden, wenn sie zum Beispiel nur schwer zugänglich sind“, sagt U. Kerkhoff. Daher lässt sich der Positionierer auch manuell steuern. Die Ansteuerung erfolgt in diesem Fall über Movi-C Controller von SEW-Eurodrive (Bild 4). „Auch im manuellen Betrieb bleibt die Robotersteuerung über die aktuelle Position informiert“, betont er. „So kann jederzeit zwischen manuellem und Roboterbetrieb gewechselt und nahtlos weitergearbeitet werden, ohne dass jedes Mal ein Referenzpunkt angefahren werden muss.“