Demmeler Cobot WeldSpace 4.0: Schweißen mit maximaler Flexibilität

Schulz Fördersysteme setzt beim automatisierten Schweißen auf den COBOT WeldSpace 4.0 von Demmeler.

Mit der neuen Cobot-Anlage von Demmeler kann Schulz Fördersysteme in der Produktion schnell und einfach auf veränderte Bauteilgeometrien oder -größen flexibel reagieren. Alle Schweißprogramme und -parameter, die im Demmeler COBOT WeldSpace 4.0 hinterlegt sind, können beim nächsten Auftrag wieder abgerufen werden. „Wir sind, entgegen unserem Namen, ein auftragsbezogener Lohnfertiger mit Schwerpunkt in der Blechbearbeitung für die unterschiedlichsten Branchen: Automotive, Bahn, Maschinen- und Anlagenbau, Fördertechnik, Möbelindustrie sowie den Metallbau. Unsere Flexibilität war schon immer eine unserer größten Stärken gegenüber dem Wettbewerb“, so Carsten Stein, Geschäftsführer von Schulz Fördersysteme.

Durch die sehr einfache Bedienung werden keine Programmierkenntnisse benötigt. Der Bediener muss nur den Cobot per Hand an die Stelle bewegen, an der geschweißt werden soll. Auch Zwischenwegpunkte und Abschnitte werden so per Knopfdruck programmiert. Ohne viele Fenster und Untermenüs lassen sich einfach und schnell mit wenigen Klicks intuitiv professionelle Schweißprogramme erstellen. „Wir haben bereits mehrere vollautomatisierte Schweißarbeitsplätze, die mit einem klassischen Industrieroboter ausgestattet sind. Der große Nachteil dabei war für uns immer die aufwendige Programmierung und das lange Einlernen der Mitarbeiter. Mit dem neuen Cobot von Demmeler ist das kein Thema mehr“, zeigt sich Stein zufrieden.

Während der Roboter auf der einen Seite schweißt, kann der Bediener auf der anderen Seite zeitparallel Rüsten und Umspannen.

Parallel Schweißen, Rüsten und Umspannen

Die Schulz Fördersysteme GmbH ist spezialisiert auf die Metallverarbeitung. Das Unternehmen stellt neben Blechteilen, Kantteilen und komplexen Schweiß- und Montagebaugruppen auch Komponenten für Förderanlagen her. Am Standort Geratal in Thüringen arbeiten rund 100 Mitarbeiter unter den Marken Schulz Fördersysteme und Blechbearbeitung Thüringen. Dass die Firma sich als Systemanbieter mit hoher Fertigungstiefe versteht, zeigt sich auch an den modernen Produktionsprozessen. „Unser Ziel war es, bei mindestens gleichen Kosten und aufgrund der Arbeitsmarktsituation mit weniger qualifiziertem Personal eine bessere Qualität zu liefern. Der Vorteil ist, dass es aufgrund der Automatisierung nicht mehr auf die Fingerfertigkeiten und die persönlichen Fähigkeiten einer einzelnen Person ankommt. Beim Einrichten der Maschine und der Qualitätskontrolle ist der Spezialist natürlich unverzichtbar. Zum Bestücken des programmierten Cobots muss der Maschinenbediener aber kein 100%iger Schweißer mehr sein“, erläutert Stein.

Mit der Demmeler COBOT WeldSpace 4.0 können mehrere, teilweise unterschiedliche Teile gleichzeitig geschweißt werden. Das automatische Verfahren der Umhausung ermöglicht das Arbeiten im Mehr-Stationen-Betrieb. Während der Roboter auf der einen Seite schweißt, kann der Bediener geschützt durch herunterfahrbare Rolltore mit Aluminiumpanzer und integriertem Schweißerschutzglas auf der anderen Seite zeitparallel Rüsten und Umspannen (Zwei-Stationen-Betrieb). Eine weitere optionale Unterteilung des vorderen Arbeitsraums (SPACE A) mittels Trennwand schafft sogar einen weiteren Arbeitsplatz (Drei-Stationen-Betrieb). Um alle Arbeitsräume gut zu erreichen, ist der Cobot mittig an der Decke angebracht und fährt mit der Umhausung mit.

Neben der einfachen Programmierung sollte die körperliche Belastung der Schweißer minimiert werden. „Uns war es wichtig, unsere Mitarbeiter zu entlasten. Schweißen ist eine anspruchsvolle Arbeit. Oft sind unsere Schweißer gezwungen in Zwangslage zu arbeiten, denn die Schweißnähte liegen häufig an schwer zugänglichen Stellen“, berichtet Stein. Deshalb wurde der hintere Arbeitsplatz (SPACE B) der Cobot-Anlage mit einem Zwei-Achsen-Manipulator ausgestattet: Werkstücke bis 500 kg können einfach in optimaler Wannenlage positioniert werden. Das zeitaufwendige Umspannen von Werkstücken entfällt und dank der Rundachse (Achse 2) des Manipulators lassen sich auch gleichmäßige Rundnähte schweißen.

Schweißen auf höchstem Niveau

Als zertifizierter Fachbetrieb nach DIN EN 15085-2 für die Herstellung von hoch sicherheitsrelevanten CL1-Bauteilen für Schienenfahrzeuge hat Schulz Fördersysteme eine besondere Verantwortung. Diese Norm ist Grundlage für das Schweißen metallischer Werkstoffe bei der Herstellung und Instandsetzung von Schienenfahrzeugen und –fahrzeugteilen und legt die Qualitätsanforderungen für den Neubau von Schienenfahrzeugen und deren Instandsetzung fest. „Alle Schweißnähte müssen den höchsten Qualitätsanforderungen entsprechen“, betont Stein. Zukünftig könne er sich auch vorstellen, die Schienenfahrzeugteile mit Hilfe des Demmeler-Cobots zu fertigen. „Das Schweißergebnis hat uns wirklich überzeugt und mit den hinterlegten Schweißjobs sind die Schweißnähte auch reproduzierbar.“

Der Schweißcobot enthält zahlreiche Vorlagen für optimierte Standardschweißprozesse, sogenannte Schweißjobs, abgestimmt auf Stromquelle, Schweißprozess und Brenner. Über das Demmeler Cobot-Interface kann der Bediener auf die hinterlegten Programme der Schweißmaschine mit allen wichtigen Schweißkennlinien und -parametern der Job-Bibliothek zugreifen und diese anwählen.

Optimierung der Handschweißarbeitsplätze

Auch beim Optimieren der Handschweißarbeitsplätze setzt Schulz Fördersysteme auf Innovationen aus dem Hause Demmeler. Um schnell zwischen kleinen und größeren Baugruppen hin und her zu wechseln, wurden zwei Schienensysteme installiert. Dadurch lassen sich die Arbeitsplätze flexibel verändern. Auf Verschiebefüßen werden sowohl 3D-Schweißtische als auch Distanzwinkel von Demmeler entsprechend der Werkstückgröße auf dem Schienensystem positioniert. „Bei Bedarf haben wir beispielsweise einen großen Arbeitsplatz oder auch mehrere kleine, je nachdem welche Maße die Baugruppe hat“, so der Geschäftsführer.

Beim Aufspannen der Werkstücke versenken sich die Laufrollen der patentierten Verschiebefüße durch die Last. Dadurch erhält der Fuß einen flächigen Kontakt zur Fundamentschiene. Der Schweißstrom wird nicht über die Laufrollen geleitet und somit wird das Lager nicht beschädigt. Unterschiedliche Aufbauhöhen lassen sich einfach durch verschiedene Tischfußhöhen an das Werkstück anpassen. „Mit dem Verschiebesystem haben wir die Wiederholgenauigkeiten deutlich erhöhen und gleichzeitig unsere Vorrichtungskosten senken können“, ergänzt Stein. Auch reduzieren sich dank der Modularität und Flexibilität des Systems die Rüstzeiten für die unterschiedlichen Bauteiltypen.

Bei Bauteilen wie Batterietrögen und Hauben, die aufgrund der Lage der Schweißnähte mehrmals gedreht werden müssen, übernimmt der Manipulator ErgonomixM von Demmeler die schwere Arbeit. Das besondere Merkmal der Produktfamilie ist der große Schwenkbereich von 180°: „Damit können wir unsere Werkstücke in einer Aufspannung und ohne zusätzliches Umdrehen fertig bearbeiten, das spart viel Zeit“, bringt es Stein auf den Punkt. Da sich der kippbare Manipulator in Höhe und Winkel per Tastendruck verstellen lässt, schafft Schulz Fördersysteme mit diesem Handlingsgerät so auch für die Handschweißarbeitsplätze eine ergonomische Arbeitsumgebung. Denn der Manipulator ermöglicht ein sehr genaues Arbeiten bei optimierter Schweißreihenfolge, was die Schweißverzugsrate erheblich senkt. Carsten Stein ist überzeugt: „Wir werden weiter in die Automatisierung unserer Fertigung investieren, um so dem Fachkräftemangel entgegenzutreten und noch flexibler reagieren zu können.“