Entlastung beim Schweißen mit kostengünstiger Automatisierung

Die Automatisierung bleibt vielen kleinen und mittelständischen Herstellern aufgrund der hohen Kosten der Robotik verborgen. Besonders für einzigartige Anwendungen ist es eine herausfordernde Aufgabe, die richtigen Lösungen zu finden, um die Eintrittsbarriere zu beseitigen und gleichzeitig die Komponenten zu finden, mit denen die Arbeit erledigt werden kann.

RHEWUM®, ein deutscher Hersteller von Siebmaschinen, entdeckte eine kostengünstige Lösung für einen kollaborativen Roboter, der den Schweißprozess unterstützt. Gesucht wurde eine automatisierte Lösung, die robust genug ist, um Funkenflug und höheren Temperaturen im Schweißprozess zu widerstehen, aber auch mobil genug, um an den Einsatzort zu gelangen. Die Antwort fand das Unternehmen mit einem „7th-axis“-Roboter.

Ein einschränkender Faktor eines vier-, fünf- oder sechsachsigen Roboters besteht darin, dass er stationär ist und typischerweise in einer festen Position auf einem Boden verschraubt ist, um in einem vordefinierten Arbeitsbereich zu arbeiten. Das Hinzufügen einer 7. Achse ermöglicht es Robotern, die Länge einer Linearführung zu anderen Arbeitsstationen zu bewegen, um andere Aufgaben auszuführen. Genau das ist die Lösung, die RHEWUM® fordert.

Seit mehr als 70 Jahren fertigt RHEWUM® Siebmaschinen für den gesamten Bereich der Trocken- und Nasssiebung sowie Schwingförderrinnen. Ihre Produkte sieben Zucker, Düngemittel, Salze, Kunststoffpulver und -granulate und zahlreiche andere Produkte. Alle Maschinen müssen auf das jeweilige Uhrwerk gefertigt und zugeschnitten sein.

In seiner Produktionshalle wird ein Leichtbauroboter zum automatisierten Schweißen von Bauteilen eingesetzt. Ein Universal Robot UR 10 hat eine Nutzlast von über 10 kg bei einer Reichweite von 1.300 mm. Um die Reichweite des Arbeitsbereichs des Cobots zu vergrößern, bewegt er sich auf einer 5,5 Meter langen siebten Achse.

Komponenten, die in Schweißanwendungen verwendet werden, müssen robust genug sein, um Funkenflug und die mit dem Prozess verbundenen höheren Temperaturen zu widerstehen. RHEWUM® benötigte eine kostengünstige automatisierte Lösung, einschließlich Getriebe, Gelenkarm und siebter Achse. Zum Prozess gehört auch eine Energiekette passend zur siebten Achse. Die beidseitig zu öffnende Energiekette bietet durch das Innen-/Außenlaschen-Prinzip einen geraden Lauf. Die speziellen Gleitflächen der e-kette sorgen zudem für eine lange Lebensdauer.

RHEWUM® verwendet ein Metall-Inertgas-Schweißverfahren, um eine hoch reproduzierbare Qualität der Schweißnähte zu erreichen. Obwohl es in der Fertigung üblich ist, birgt der Prozess Risiken. Lärm, Hitze und Feuer gefährden Arbeiter ebenso wie gas- und partikelförmige Schweißrauche. Inertgase können sich im Arbeitsbereich ansammeln, Sauerstoff verdrängen und Kohlenmonoxid in potenziell toxischen Mengen erzeugen.

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Handgeführte Roboter

Beim RHEWUM®-Verfahren werden schwere Bauteile mit einem Kran platziert. Werker starten das Programm, der Roboter übernimmt den komplexen Schweißprozess. Ursprünglich drehten Arbeiter das Bauteil während des Schweißvorgangs mehrmals. Mit der 7. Achse kann sich das Bedienpersonal nun anderen wertschöpfenden Aufgaben widmen.

„Früher wurde von Hand geschweißt“, sagt RHEWUM®-Geschäftsführer Sigurd Schütz. „Das automatisierte Schweißsystem ermöglicht uns einerseits eine höhere Reproduzierbarkeit der hochwertigen Schweißnähte. Andererseits sind unsere Aufträge aus verschiedenen Branchen seit Februar 2021 gestiegen. Jetzt gilt es, diese erfreuliche Entwicklung zu realisieren.“

Das Produkt der 7. Achse wird von igus, dem in Deutschland ansässigen Hersteller von Hochleistungskunststoffen, hergestellt. Das drylin® ZLW genannte Produkt ermöglicht durch seinen breiten Aufbau und die geringe Bauhöhe eine ideale Positionierung der Achse. Das Gerät kann in Räumen von 1300 m bis 5500 m eingesetzt werden und gleitet entlang von schmutz- und hitzebeständigen Auskleidungen. Die Energiekette in der Anwendung RHEWUM®, ebenfalls von igus, ermöglicht eine sichere Kabelführung in rauer Umgebung.

RHEWUM, ein unabhängiges Familienunternehmen, das 1927 gegründet wurde, hat eine vollständige Reihe von Siebmaschinen entwickelt und sucht weiterhin nach Projekten, bei denen automatisierte Prozesse eingesetzt werden können, um die Sicherheit in seinen industriellen Prozessen zu verbessern, zu rationalisieren und zu verbessern. Durch den Einsatz kostengünstiger Automatisierungsprodukte hat das Unternehmen erfolgreich einen Weg der Robotik gefunden, der erschwinglich ist und die angestrebten Ziele erreicht.

„Wir prüfen derzeit, was mit dem System möglich ist“, sagte Schütz. „In Zukunft sollen hier möglichst viele weitere Komponenten gefertigt werden.“

Dieser Artikel wurde von Thomas Renner verfasst, der für Veröffentlichungen in den Vereinigten Staaten und Kanada über Ingenieurwesen, Konstruktion, Architektur und andere Themen der Handelsbranche schreibt. Weitere Informationen finden Sie hier .