Flexibler Lorch-Cobot für höchste Schweißnahtqualität

Der Cobot liefert perfekt auf das Werkstück abgestimmte Schweißnähte mit gleichbleibend hoher Qualität. (Bilder: x-technik)

Mitten im zauberhaften Hausruckwald entwickelte sich die Fellinger Metallbau GmbH aus einer traditionellen Schlosserei in der oberösterreichischen Marktgemeinde Ampflwang im Laufe der Jahre zu einem modernen Lohnfertigungsbetrieb mit rationellem Wirtschaftsdenken. „Durch den Neubau des Betriebes im Jahr 2006 erzielten wir eine hohe Produktivitätssteigerung. Die Qualifizierung unserer derzeit neun Mitarbeiter sind dabei nach wie vor das wertvollste Potenzial des Betriebes“, verdeutlicht Geschäftsführer Heinrich Fellinger. „Mit kontinuierlichen Investitionen in den Maschinenpark verfügen wir zudem über die nötige Fertigungstiefe, unseren Kunden ein bestmögliches Preis-Leistungs-Verhältnis bieten und kurze Lieferzeiten realisieren zu können.“

Als Metallbaubetrieb fertigen die Oberösterreicher hauptsächlich Stahl-, Aluminium- und Edelstahlteile – egal ob Einzelstück oder auch in Serie – von Teilen für den Maschinen- und Anlagenbau bis hin zu Baugruppen und Sonderkonstruktionen für große Bauprojekte beispielsweise im Fassadenbau. Einen geringen Teil des Firmenumsatzes generiert Fellinger darüber hinaus mit dem Bau von Balkonen, Geländern, Stiegen, Vordächern oder Fassaden für den privaten Bereich. „In der Lohnfertigung nehmen wir zumeist sehr herausfordernde Aufträge an, an die sich nur ganz wenige heranwagen und bei denen Kreativität sowie Erfindergeist gefragt ist“, bringt es der Chef der Ampflwanger Ideenschmiede auf den Punkt.

Einfache Programmierung: Sämtliche Einstellungen können am Bedienpanel vorgenommen werden.

Heinrich Fellinger
Geschäftsführer von Fellinger Metallbau

„Dank der Schweiß-Cobot-Lösung von Invertech erzielen wir bei der Fertigung von Serienteilen eine massive Zeitersparnis. Zudem gewährleistet die neue Schweißautomatisierung reproduzierbare, gleichbleibend hohe Schweißnahtqualität und gleichzeitig eine enorme Entlastung unserer Mitarbeiter.“

Schweiß-Cobot als ideale Lösung

Eine der Schlüsseltechnologien und somit auch Kernkompetenz bei Fellinger ist dabei das Schweißen. „Die Zeit zwischen Auftragserteilung und des vom Kunden geforderten Liefertermins wird immer kürzer. Daher suchten wir nach einer Lösung für das automatisierte Schweißen unserer Serienteile“, erinnert sich der Geschäftsführer, der bisweilen ausschließlich auf das manuelle Schweißen seiner bestens ausgebildeten Fachkräfte vertraute.

Eine Schweißzelle mit einem traditionellen Industrieroboter passte für ihn aufgrund des zu hohen Programmieraufwands, des Platzbedarfs, der im Vergleich geringeren Flexibilität und der Investitionshöhe nicht zum Anforderungsprofil mit eher kleinen bis mittleren Losgrößen. Es sollte also eine der modernen Automatisierungslösungen mit einem Cobot werden. „Es gibt bereits zahlreiche Schweiß-Cobots am Markt. Invertech war allerdings der einzige unter den ausgewählten Anbietern, der speziell auf unsere Anforderungen einging und eine maßgeschneiderte MAG-Schweißlösung umsetzen konnte“, so Fellinger. Zudem habe Invertech beim Schweißen eines Musterteils im Vergleich die mit Abstand beste Performance abgeliefert.

Cobot schweißt stets in Wannenlage

Seit Dezember ist der neue Kollege im Schweißer-Team von Fellinger nun zur vollsten Zufriedenheit im Einsatz. Als österreichischer Lorch-Vertriebspartner setzte Invertech dabei auf das Lorch Cobot Welding Package. „Es besteht aus einem kollaborativen Roboter von UR, einer Lorch-Schweißanlage, einem Dreh-Kipptisch sowie der dazugehörigen Lorch Cobotronic-Software“, zählt Markus Fichtinger, Inhaber der Invertech GmbH, die einzelnen Komponenten auf.

Der Dreh-Kipptisch Cobot Turn 100 A macht dabei die Schweißfertigung mit dem kollaborativen Roboter nochmals deutlich effizienter. Seitlich montiert an der Tischwange kann er Bauteile mit einem Radius von bis zu 750 Millimeter, einer Höhe von bis zu 550 Millimeter und einem Gewicht von bis zu 100 Kilogramm aufnehmen. „Mit einem Kippwinkel von 0 bis 90 Grad und einem unendlichen Drehwinkel garantiert er stets die ideale Schweißposition in Wannenlage, nachteilige Zwangspositionen können dadurch gänzlich vermieden werden“, beschreibt Fichtinger die Vorteile des Zwei-Achsen-Manipulators, der sich einfach in den Fertigungsprozess integrieren lässt. Dank der Software Lorch Motion sei ein optimales Zusammenspiel zwischen Cobot und Positionierer gewährleistet.

Sicher und überaus flexibel

Großes Augenmerk wurde dabei auf das Sicherheitskonzept gelegt. Während des Produktionsbetriebes generiert ein fest installierter Laserscanner eine virtuelle Umhausung, die den Arbeitsbereich überwacht. Wird das aktivierte Schutzfeld (1,5 Meter Abstand zur Arbeitsfläche) betreten, stoppt der gesamte Produktionsvorgang. „Durch die Sicherung ist die erlaubte Verfahrgeschwindigkeit des Cobots zwischen den Schweißnähten höher und macht den Schweißprozess noch schneller“, weiß der Invertech-Firmenchef. Optisch ist die Anlage zudem mit Schweißvorhängen abgesichert.

Als Besonderheit ist der Cobot auf einem drei Meter langen Längsfahrwerk montiert. „Somit sind wir auch in der Bauteillänge kaum eingeschränkt und können beispielsweise Formrohre mit fast sechs Meter Länge schweißen“, ist Heinrich Fellinger voll des Lobes. Und Markus Fichtinger ergänzt: „Selbstverständlich ist auch das Längsfahrwerk voll in die Cobot-Steuerung integriert. Es können auch mehrere, kleinere Bauteile hintereinander aufgespannt werden und nach überaus einfacher Programmierung nacheinander geschweißt werden.“

Einfache Programmierung

Genau von dieser einfachen Programmierung war man bei den Ampflwangern von Anfang an begeistert. Denn den genauen Schweißverlauf erlernt der Schweiß-Cobot über das sogenannte „Teachen“. „Der Bediener führt den Roboterarm einfach per Hand an die Anfangsposition des zu schweißenden Werkstücks. Um die genau eingestellte Brennerposition nicht mehr zu ändern, kann man anschließend die zu schweißende Naht am Touch-Bedienpanel bis zum Endpunkt abfahren“, erklärt Fellinger. Somit kennt das System die Nahtlänge und der Cobot kann anhand der aufgenommenen Daten die Schweißnaht am Werkstück ausführen.

„Sämtliche Einstellungen des Schweißprozesses, auch die des Positionierers, des Längsfahrwerks oder der Schweißparameter der Schweißmaschine, können sehr einfach am Bedienpanel vorgenommen werden“, erwähnt Fichtinger, für den es trotzdem einen Punkt zu berücksichtigen gilt: „Der Programmierer sollte schon ein sehr guter Schweißer sein. Ist jedoch das Programm für das zu schweißende Bauteil einmal erstellt, kann auch eine Anlernkraft den Cobot sehr einfach rüsten bzw. bedienen.“

„Für uns war das Roboterschweißen absolutes Neuland. Doch dank der einfachen Programmierung konnten wir sehr rasch einfache Teile schweißen. Bei Feinheiten oder sehr komplexen Schweißaufgaben können wir nach wie vor auf den ausgezeichneten Support von Invertech zählen. Das sind absolute Spezialisten im Cobot-Schweißen“, ist Fellinger von der Invertech-Kompetenz beeindruckt.

Gleichbleibend hohe Schweißnahtqualität

Eingesetzt wird der Cobot bei Fellinger Metallbau für die Serienfertigung zumeist ab Losgröße 20. Mit der Möglichkeit, den Schweißvorgang für jedes Bauteil zu speichern, lässt sich eine Schweißnaht beliebig oft reproduzieren. „Per Knopfdruck liefert der einmal programmierte Cobot perfekt auf das Werkstück abgestimmte Schweißnähte mit gleichbleibend hoher Präzision und Qualität. Auch aufwendige Nacharbeit fällt weg“, so Fichtinger.

Und Heinrich Fellinger weiß aus praktischer Erfahrung: „Selbst bei der besten Schweißfachkraft lässt nach langer Schweißtätigkeit die Leistung aufgrund von Ermüdung einfach nach. Daher wäre diese konstant hohe Qualität vor allem in dieser Geschwindigkeit mit händischem Schweißen nicht erreichbar. All das spart im Vergleich wertvolle Zeit und somit Kosten.“ Darüber hinaus werden die Schweißer bei monotonen Schweißtätigkeiten massiv entlastet und können sich auf anspruchsvollere Aufgaben konzentrieren.

Voll Zuversicht blickt er nach vorne: „Wir wollen auch zukünftig den steigenden Marktanforderungen gerecht werden und unsere Kunden langfristig zufriedenstellen. Mit der Investition in die Schweiß-Cobot-Lösung von Invertech haben wir es geschafft, die dafür nötigen Kapazitäten freizusetzen und gleichzeitig unsere Mitarbeiter gesundheitlich zu entlasten.“