anwenderreportage

Warum Schweißen mit Cobots Sinn macht

ROBiPAK-Schweißequipment von Abicor Binzel und Robotertechnik von Universal Robots in perfekter Symbiose: Schneller produzieren, in gleichbleibend hoher Qualität bei möglichst reduzierten Kosten – wer heutzutage dem harten Wettbewerb standhalten möchte, muss umdenken. Produzierende Unternehmen, die Schweißer beschäftigen, stehen zudem ohnehin mit dem Rücken zur Wand, weil Schweißfachkräfte rar gesät sind. Um diese zu entlasten, hilft oft nur der Schritt in die Automatisierung. Bei der Stefan Ritzer's VD GmbH ist mithilfe der Cobot-Komplettlösung von Abicor Binzel und Universal Robots der Einstieg in das automatisierte Schweißen erfolgreich gelungen. Von Ing. Norbert Novotny, x-technik

Bei der Stefan Ritzer GmbH ist mithilfe der Cobot-Komplettlösung von Abicor Binzel und Universal Robots der Einstieg in das automatisierte Schweißen erfolgreich gelungen. (Bilder: x-technik)

Bei der Stefan Ritzer GmbH ist mithilfe der Cobot-Komplettlösung von Abicor Binzel und Universal Robots der Einstieg in das automatisierte Schweißen erfolgreich gelungen. (Bilder: x-technik)

Shortcut

Aufgabenstellung:
Einstieg in die Welt des automatisierten Cobot-Schweißens.

Lösung:
Cobot-Komplettlösung aus ROBiPAK-Schweißequipment von Abicor Binzel und Robotertechnik von Universal Robots.

Nutzen:
Hohe Flexibilität bei wechselnden Kleinserien; gleichbleibend hohe Schweißqualität; deutliche Zeitersparnis; Entlastung der Schweißfachkräfte und einfachste Bedienung und Programmierung.

Die Stefan Ritzer's VD GmbH im Salzburger Lungau produziert Industrieanlagen wie beispielsweise Kondensationsanlagen und Filteranlagen für Biomasseheizwerke oder Kompakt-Übergabestationen für den Anschluss an Fern- und Nahwärmenetze. „Überwiegend als Lohnproduzent für Partnerfirmen tätig, liegt unser Produktionsschwerpunkt in der Blechverarbeitung, umfasst allerdings alle Stufen wie Planung, Zuschnitt, Kanten, Verschweißen sowie die notwendige Oberflächenbehandlung“, erläutert Firmeninhaber Stefan Ritzer.

Neben der technisch anspruchsvollen Produktion dieser nachhaltigen Energiesysteme hat sich das Unternehmen aus Mauterndorf auch in der Umsetzung individueller, gewerblicher und architektonischer Projekte sowie im Behälter- oder Sondermaschinenbau einen Namen gemacht. „Wir bekennen uns dazu, ausschließlich Teile und Dienstleistungen anzubieten, die der Menschheit von Nutzen sind und keinen Schaden anrichten. Daher werden lukrative Aufträge aus der Waffenindustrie von uns auch abgelehnt“, bekennt sich Ritzer zu seiner Unternehmensphilosophie.

Mit dem geeigneten Schweißequipment, dem Komplettpaket ROBiPAK von Abicor Binzel, wird der Cobot zum idealen Schweißgefährten. (Bild: Abicor Binzel)

Mit dem geeigneten Schweißequipment, dem Komplettpaket ROBiPAK von Abicor Binzel, wird der Cobot zum idealen Schweißgefährten. (Bild: Abicor Binzel)

Markus Bogensperger
Schweißtechniker bei der Stefan Ritzer GmbH

„Seine große Stärke, die Flexibilität, kann der Schweiß-Cobot vor allem bei wechselnden, kleinen bis mittleren Losgrößen ausspielen. Er bekommt einmal seine Schweißaufgabe gezeigt und kann sofort loslegen. Für das Teachen kann ich dank der Free-Drive-Funktion den Roboterarm einfach per Hand an seine Wegpunkte führen und exakt am Bauteil einstellen. “

Interaktion von Mensch und Maschine

Verarbeitet werden hauptsächlich Edelstahlsorten – vom einfachen Chrom-Nickelstahl bis hin zu säurefesten und hitzebeständigen Stählen. Dabei sorgen in den Fertigungshallen eine Plasmaschneidanlage, Schlagschere, Abkantpresse, Einrollmaschinen, Bohrmaschinen, Metallsägen und Schweißmaschinen für eine moderne maschinelle Infrastruktur. Neben drei Mitarbeitern der Planungs- und Engineering-Abteilung sind zudem in der Fertigungshalle fünf Meister, ein Schweißtechniker, geprüfte Schweißer sowie weitere Facharbeiter, aber auch angelernte Hilfsarbeiter und Lehrlinge dafür verantwortlich, dass damit hochwertige Endprodukte entstehen.

Dass Stefan Ritzer allergrößtes Augenmerk auf bestens ausgebildete Mitarbeiter legt, wird gleich bei der Firmeneinfahrt ersichtlich. Denn dort stehen selbst gefertigte, sogenannte „Mandarine“ – Wächter, die aus einem Bühnenbild der Oper „Turandot“ bei den Salzburger Festspielen stammen und darauf hinweisen, dass die Interaktion zwischen Mensch und Maschine nicht dazu führt, dass die Maschine den Menschen übernimmt.

Intuitive Programmierung: Am Panel des Cobots können die wichtigsten Stromquellenparameter eingestellt werden.

Intuitive Programmierung: Am Panel des Cobots können die wichtigsten Stromquellenparameter eingestellt werden.

Cobot soll Schweißer entlasten

Gemäß diesem Motto suchten die Lungauer für das Schweißen von wiederkehrenden Teilen und Kleinserien nach einer Automatisierungslösung, die keine Mitarbeiter ersetzen, sondern unterstützen bzw. entlasten sollte. Fündig wurde Markus Bogensperger, Schweißtechniker bei Ritzer, auf der Messe SCHWEISSEN 2019 in Linz, wo ihm Florian Zappe, Technischer Vertrieb Robotic Systems bei Abicor Binzel, das Komplettpaket ROBiPAK für das Schweißen mit einem Cobot vorstellte. „Die Flexibilität der automatisierten MIG/MAG-Schweißlösung und das attraktive Preis-Leistungs-Verhältnis haben uns absolut überzeugt. Zudem hat die Chemie mit den österreichischen Binzel-Mitarbeitern auf Anhieb gestimmt“, erinnert sich Bogensperger.

Damit Mensch und Cobot optimal zusammenarbeiten können und auch die Sicherheits- und Arbeitsschutzrichtlinien erfüllt werden, gehört das geeignete Schweißequipment dazu. „Der Cobot alleine ist das Herzstück, dass erst mit dem ´Drumherum´ zu einem idealen Schweißgefährten wird“, weiß Zappe um die Stärken von ROBiPAK. Konkret besteht bei Ritzer die gewählte Systemlösung von Abicor Binzel aus der Schweißstromquelle iROBpulse 400 und dem wassergekühlten Schweißbrennersystem ABIROB W 500. „Um einen kontinuierlichen und präzisen Schweißprozess sicherzustellen, sind selbstverständlich die im Komplettpaket enthaltenen Komponenten wie Schlauchpaket, Drahtzuführung sowie die gesamte Roboterperipherie perfekt an das automatisierte Cobot-Schweißen abgestimmt“, ergänzt der Roboterexperte bei Abicor Binzel Österreich. Darüber hinaus waren auch ein Schweißtisch und ein für die CE-Zertifizierung nötiger Schutzzaun im Lieferumfang enthalten. Als kollaborierender Roboter ist ein Universal Robots UR10 im Einsatz, der mit seinem Radius von 1.300 mm einen weiten Arbeitsbereich abdeckt.

Mit dem Schweiß-Cobot können Schweißfachkräfte enorm entlastet, ihnen monotone und sehr ermüdende Arbeiten abgenommen werden.

Mit dem Schweiß-Cobot können Schweißfachkräfte enorm entlastet, ihnen monotone und sehr ermüdende Arbeiten abgenommen werden.

Florian Zappe
Technischer Vertrieb Robotic Systems bei Abicor Binzel

„Unsere Schweiß-Cobot-Lösung ist zum einen eine erhebliche Entlastung für Schweißfachkräfte, zum anderen garantiert sie eine gleichbleibend hohe Qualität der gefertigten Teile.“

Programmierung einfacher als gedacht

Die Inbetriebnahme der Cobot-Schweißlösung verlief laut Bogensperger schnell und reibungslos. Der Aufbau war innerhalb eines Werktages abgeschlossen. So konnte noch am gleichen Tag vor Inbetriebnahme die erste Schulung stattfinden, die zweite erfolgte am darauffolgenden Tag beim Set-up. „Da die Steuerung so intuitiv ist, konnten wir uns direkt an das Programmieren für das Schweißen der Bauteile machen. Die sehr einfache Programmierung konnten wir praktisch on-the-job weiter erlernen“, zeigt sich der Schweißtechniker zufrieden. Etwa zwei bis drei Wochen später wurde das erlernte Wissen nochmals durch eine weitere Schulung von Abicor Binzel vertieft. „Abicor Binzel hat uns von Anfang an bei all unseren schweißtechnischen Problemstellungen vorbildlich mit Lösungen unterstützt“, ist Bogensperger voll des Lobes.

Nur dank einer direkten Kommunikationsschnittstelle zwischen der Stromquelle iROBpulse und dem Cobot sind diese einfache Bedienung und schnelle Programmierung möglich. Die Bus-Schnittstelle sorgt für einen umfangreichen Zugriff auf die Funktionen der Stromquelle und erlaubt, dass am Panel des Cobots die wichtigsten Stromquellenparameter eingestellt werden können. „Mit der Software URCap von Universal Robots hat man damit auf der Bedienoberfläche des Roboters alle Möglichkeiten zur Interaktion und zum Abrufen von Programmen. Das spart deutlich Zeit bei der Programmierung und erlaubt eine einfache, nachträgliche Feinjustierung der Programme“, betont Zappe.

Einfaches „Teachen“: Dank der Free-Drive-Funktion kann der Roboterarm einfach per Hand an seine Wegpunkte geführt und exakt am Bauteil eingestellt werden.

Einfaches „Teachen“: Dank der Free-Drive-Funktion kann der Roboterarm einfach per Hand an seine Wegpunkte geführt und exakt am Bauteil eingestellt werden.

Infos zum Anwender

Die Stefan Ritzer's VD GmbH produziert Industrieanlagen für Biomasseheizwerke. Überwiegend als Lohnproduzent für Partnerfirmen tätig, liegt ihr Produktionsschwerpunkt dabei in der Blechverarbeitung, umfasst allerdings alle Stufen wie Planung, Zuschnitt, Kanten, Verschweißen sowie die notwendige Oberflächenbehandlung. Neben der Produktion dieser nachhaltigen Energiesysteme hat sich das Unternehmen, das 1989 gegründet wurde und derzeit rund 30 Mitarbeiter beschäftigt, auch in der Umsetzung gewerblicher und architektonischer Projekte sowie im Behälter- oder Sondermaschinenbau einen Namen gemacht.

Flexibilität: Einmal zeigen reicht

Seine größte Stärke, die Flexibilität, kann der Schweiß-Cobot vor allem bei Bauteilen mit geringer bis mittlerer Komplexität bzw. Geometrie sowie wechselnden, kleinen bis mittleren Losgrößen, für die einfache Vorrichtungen ausreichend sind, ausspielen. „Der Cobot bekommt einmal seine Schweißaufgabe gezeigt und kann sofort loslegen“, bemerkt Bogensperger. Den genauen Schweißverlauf erlernt der Roboter über das sogenannte „Teachen“. „Durch die Free-Drive-Funktion kann ich den Roboterarm einfach per Hand an seine Wegpunkte führen und exakt am Bauteil einstellen“, so der Schweißexperte.

Ist eine Schweißaufgabe programmiert, wird sie gespeichert, kann einer Vorrichtung zugeordnet und bei Bedarf jederzeit wieder abgerufen werden. Auf diese Weise ist sie immer schnell für wiederkehrende Aufträge verfügbar. „Es kann sehr schnell auf die nächste Kleinserie umgerüstet werden, wodurch die Rüstkosten sinken und die Produktivität enorm steigt. Es müssen lediglich die Vorrichtungen so ausgelegt werden, dass eine reproduzierbare Bauteilposition gewährleistet ist“, verdeutlicht Bogensperger. Zudem unterstützt die Software URCap im Zusammenspiel mit der Schweißstromquelle iROBpulse den Schweißer bei der Einstellung der Schweißparameter, der richtigen Auswahl des Schutzgases und der Positionierung des Brenners.

Schweißautomatisierung, die die Mitarbeiter unterstützt, erfolgreich umgesetzt (v.l.n.r.): Stefan Ritzer, Georg Höll (Geschäftsführer bei Abicor Binzel Österreich), Markus Bogensperger und Florian Zappe. (Im Hintergrund zu sehen: die selbst gefertigten „Mandarine“ – Wächter, die darauf hinweisen, dass die Interaktion zwischen Mensch und Maschine nicht dazu führt, dass die Maschine den Menschen übernimmt.)

Schweißautomatisierung, die die Mitarbeiter unterstützt, erfolgreich umgesetzt (v.l.n.r.): Stefan Ritzer, Georg Höll (Geschäftsführer bei Abicor Binzel Österreich), Markus Bogensperger und Florian Zappe. (Im Hintergrund zu sehen: die selbst gefertigten „Mandarine“ – Wächter, die darauf hinweisen, dass die Interaktion zwischen Mensch und Maschine nicht dazu führt, dass die Maschine den Menschen übernimmt.)

Doppelt so schnell – hohe Qualität – Entlastung der Schweißer

Derzeit werden mit der Schweißautomatisierungslösung von Abicor Binzel Rahmenteile in den unterschiedlichsten Varianten gefertigt, die die Salzburger für ihre Übergabestationen benötigen. „Die Bauteile werden einfach in die Vorrichtung eingelegt und anschließend vom Cobot geschweißt. Das Heften wie beim manuellen Schweißen fällt dabei zur Gänze weg. Bereits beim kleinsten Rahmenteil sparen wir uns mit der Schweißzelle mehr als die Hälfte der Zeit“, ist Bogensperger begeistert. Zudem liefert der Cobot im Vergleich selbst mit dem besten und ausdauerndsten Handschweißer auch nach Stunden und fortschreitender Stückzahl noch eine konstant gleichbleibende und hohe Schweißnahtqualität.

Daher wird bei der Stefan Ritzer's VD GmbH permanent danach getrachtet, nach und nach geeignete Bauteile auf den Cobot zu übertragen und automatisiert zu schweißen. „So können wir unsere Schweißfachkräfte mehr und mehr entlasten, ihnen monotone und sehr ermüdende Arbeiten abnehmen“, bringt es Bogensperger auf den Punkt. Denn während sich der kollaborative Roboter zuverlässig wiederkehrenden und einfachen Schweißaufgaben widmet, können Schweißfachkräfte zeitgleich anspruchsvollere Schweißaufgaben übernehmen. Sobald der Schweiß-Cobot programmiert ist, kann jetzt von angelernten Bedienern das Einlegen der Werkstücke erledigt sowie der gesamte Schweißvorgang einfach per Knopfdruck gestartet werden.

Kompetentes Service

Zu guter Letzt möchte Markus Bogensperger den ausgezeichneten Support, speziell in der Person Florian Zappe, dem ersten Ansprechpartner bei Abicor Binzel in Österreich, wenn es um Robotik-Systeme geht, nicht unerwähnt lassen: „Ab der Planungsphase des Cobot-Projekts bis heute steht er uns bei Problemstellungen zu jeder Zeit mit cleveren Lösungen zur Seite. Als Neuling in der Welt der Schweiß-Cobots ist es extrem wichtig zu wissen, dass man die nötige Unterstützung vor allem schnell bekommt.“

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