Biber, der flotte Fasenschneidroboter

Bei AMBO-STAHL verrichtet seit September 2013 der Biber Fasenschneidroboter zuverlässig seine Arbeit. Hier beim Plasmaschneiden. (Bilder: Ambo-Stahl)

Dennis Linke
Betriebsleiter Ambo-Stahl-Gesellschaft Gerhard Sevenich mbH & Co.

„Unser Biber ist schon jetzt zu einer wichtigen Säule in unserem Betrieb geworden und ist ein wichtiges Instrument zur strategischen Ausrichtung unseres Unternehmens.“

Der traditionsreiche Kölner Stahlhändler Ambo-Stahl-Gesellschaft Gerhard Sevenich mbH & Co, ein 1916 gegründetes Unternehmen, ist neben dem Handel mit Blechen auf Zuschnitte von Formteilen in verschleißfesten Sonderbaustählen und hochfesten Feinkornbaustählen spezialisiert. „Kundentreue, höchste Ansprüche an Qualität und Genauigkeit, Flexibilität und kürzeste Lieferzeiten zu marktgerechten Preise sind der Schlüssel, um sich im hart umkämpfen Stahlmarkt zu behaupten“, erklärt Friedhelm Buhs, Geschäftsführer der Ambo-Stahl Gesellschaft. „Neben der Erfahrung der Mitarbeiter ist ein moderner und zuverlässiger Maschinenpark unerlässlich“, so Buhs weiter.

Die Biber Schneidanlage besteht aus einem stationären KUKA KR60L30 HA Roboter, speziell optimiert und angepasst, um den hochdynamischen Plasma-Schneidprozess sowie den für das Dickblech erforderlichen Autogen – Schneidprozess optimal in Szene zu setzen. Hier beim Autogenschneiden (170 mm).

Klassische Fertigungsverfahren und die Alternative

Durch den Einzug automatisierter Schweißverfahren in einer Vielzahl von Unternehmen im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus sowie des Stahlbaus wird eine präzise Schweißkantenvorbereitung erforderlich. Um optimale Schweißergebnisse zu produzieren, werden hohe Anforderungen hinsichtlich der Fertigungstoleranzen an Nahtöffnungswinkel und Steg-Maße gestellt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, greifen Hersteller noch all zu oft auf klassische Fertigungsverfahren wie Fräsen, Schleifen oder die manuelle Bearbeitung der Schweißkanten zurück.

Eine echte Alternative dazu bietet das Biber Roboter System: Toleranzen im Zehntelbereich bei unterschiedlichsten Formteilen sowie variablen Schweißkantenvorbereitungen und kürzeste Bearbeitungszeiten sind anspruchsvolle Aufgaben, die der Biber Fasenschneidroboter des Schneidspezialisten Erl Automation GmbH aus dem bayrischem Landau a. d. Isar täglich meistert.

Während dem Auswahlverfahren wurde mit mehreren Roboter-Herstellern gesprochen und das Konzept der Erl Automation GmbH ging als Sieger hervor. Ausschlaggebend waren neben den geringen Fertigungstoleranzen vor allem die einfache Programmierung des Anfasroboters sowie die Möglichkeit des selbstständigen Abarbeitens von Verschachtelungen unterschiedlichster Formteile, in einem Arbeitsgang.

Es können präzise Plasma-Schnitte von bis zu 60 Millimeter (im Bild: 50 mm) durchgeführt werden.

Die Software macht den Unterschied

Die intelligente Biber Software ermöglicht es dem Bediener, mit wenigen Mouse Klicks einen Schachtelplan mit komplexen Formteilen und allen nötigen Informationen zu Art und Form der Schweißkantenvorbereitung zu erstellen. Dadurch gehört das aufwendige und komplizierte „Teachen“ der Vergangenheit an. Wichtige Softwaretools sind der Fasen-Designer und die integrierte Schneiddatenbank, die bereits auf die speziellen Parameter des Roboter-gestützten Schneidens abgestimmt ist.

Ein absolutes Highlight ist die automatische Schneidparameteranpassung, die während des Schneidens selbstständig die Schneidparameter an die unterschiedlichen Schnittlängen bei mehrfasigen Schweißkantenvorbereitungen anpasst. Dadurch kann bei gleicher Schnittqualität und Präzision auf das Anpassen und dem dadurch erforderlichen Wechsel der Verschleißteile verzichtet werden. Das spart Zeit, erhöht die Prozesssicherheit und leistet einen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit des Biber Systems. „Unser Biber ist schon jetzt zu einer wichtigen Säule in unserem Betrieb geworden und ist ein wichtiges Instrument zur strategischen Ausrichtung unseres Unternehmens“, sagt Herr Dennis Linke, Betriebsleiter bei Ambo Stahl.

Der flotte Fasenschnitt

Die Biber Schneidanlage besteht aus einem stationären Kuka KR60L30 HA Roboter – speziell optimiert und angepasst, um den hochdynamischen Plasma-Schneidprozess sowie den für das Dickblech erforderlichen Autogen-Schneidprozess optimal in Szene zu setzen. Als Plasma-Schneidwerkzeug setzt Erl auf eine HiFocus 360i, die sich nicht zuletzt durch hohe Schnittqualität und Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Damit können präzise Plasma-Schnitte bis zu einer beeindruckenden Länge von 60 mm durchgeführt werden.

Beim Autogenschneidwerkzeug kommt modernste Injector-Technologie zum Einsatz, kombiniert mit Innenzündung. Schnittlängen bis zu 300 mm im Fasenmodus sind keine Seltenheit. Bei diesen Schnittlängen und höherfesten Stählen ist ein Vorwärmprozess erforderlich. Auch hier hat die Erl Automation den Vorwärmprozess in die Biber-Steuerung implementiert und realisiert somit einen vollautomatischen Ablauf vom Vorwärmen bis zum geschnittenen Bauteil. Den dabei auftretenden, thermischen Belastungen ist der Biber Dank intelligentem Design und ausgeklügeltem, aktiven Kühlkonzept bestens gewappnet.

Garant für optimale Auflage der Formteile ist die dritte Hardwarekomponente – ein Spezial-Schneidroboter-Absaugtisch mit intelligenter Absaugklappensteuerung. Beim Schneiden unter Fasenwinkel ist nicht nur die Position des Schneidwerkzeuges wichtig sondern auch Richtung und Winkel des Staub- und Rauchgasgemisches, das mit hoher Energie aus dem Schnittspalt des Werkstücks austritt. Der Tisch lässt sich dank wechselbaren Auflagekassetten schnell und bequem für den nächsten Schneidauftrag vorbereiten. Es wird keine spezielle Vorrichtungen für das zu bearbeitende Bauteil benötigt, denn der Roboter sucht sich die jeweiligen Bauteile selbständig auf der Tischoberfläche. Einzigartig sei beim Biber, dass mehrere Bauteile nacheinander im Automatikbetrieb abgearbeitet werden können, ohne dem Roboter manuell einen Nullpunkt des nächsten Bauteils zu hinterlegen.

Beeindruckender Gesamtprozess

Der Zeilenlaserscanner vermisst nicht nur mit Höchstgeschwindigkeit die Position der Formteile auf dem Schneidtisch sondern wertet die komplette Schnittkante des Bauteils aus und liefert somit wichtige Daten, die Dank der Biber Steuerung direkt ausgewertet werden und automatisch notwendige Anpassungen an das Schneidprogramm liefert, um maximale Genauigkeit beim Scheiden zu erreichen. So werden auch Fehler aus den Vorprozessen, z. B. 1 bis 3° Winkelabweichung beim Schneidprozess Plasma erkannt und eliminiert.

Beeindruckend ist die kurze Rüstzeit der Anlage beim Wechsel der Schneidprozesse. Durch die spezielle Werkzeughalterung können die Schneidwerkzeuge Plasma und Autogen binnen weniger Minuten ausgetauscht werden. Ein anschließendes Kalibrieren und ein Einmessen des Roboters ist nicht erforderlich – und das sorgt auch an dieser Stelle für eine hohe Produktivität der Anlage. Komplettiert wird die Anlage mit dem Sicherheitskonzept, wodurch mittels Schallschutzkabine, aktiver Sicherheitssensorik, Blend- und erforderlichem Zutrittsschutz das Bedienpersonal sowie die Roboteranlage perfekt geschützt werden.

Profit durch Mehrwert

Ambo-Stahl profitiert durch den Fasenschneidroboter nicht nur an der deutlich reduzierten Bearbeitungszeit sondern auch an nun frei gewordenen Kapazitäten der Portalschneidanlagen, mit denen im Vorfeld die Anfasungen vorgenommen wurden. Auch der Anteil an Restmaterial, der durch den Fasenschnitt auf Portalanlagen entsteht und bedingt dadurch große Schachtelabstände und Eckenroutienen verursacht wird, reduziert den erhöhten Materialaufwand und spart bares Geld.