Vollautomatische Brennervermessung – unverzichtbarer Bestandteil jeder Roboterschweißanlage

Martin Moosbacher, Projektmanager bei ABB

Die Qualität einer roboterautomatisierten Verschweißung ist von vielen Faktoren abhängig. Da wäre einmal eine geeignete Schweißvorrichtung, ein Faktor der hinsichtlich Komplexität und Kosten leider oftmals unterschätzt wird. Auch das Zusammenspiel zwischen Robotersteuerung und Schweißstromquelle sowie die richtige Einstellung der Schweißparameter haben einen entscheidenden Anteil an einem optimalen Schweißergebnis. Und das die ganze Sache ohne eine gleichbleibende Bauteilvorbereitung hinsichtlich möglichst konstanter, geringer Spaltmasse sowie Sauberkeit der Teile nicht zufriedenstellend funktionieren kann, liegt ohnehin auf der Hand.

Sind diese Anforderungen gelöst, der Schweißprozess optimal eingestellt und kann die Qualität der Bauteilvorbereitung konstant gehalten werden, ist das bereits fast die ganze Miete. Aber eben leider nur fast, denn die einmal erreichte Qualität muss auch auf Dauer abgesichert werden. Durch den verschleißbedingten Wechsel sowie die thermische Verformung des Rohrbogens verändert sich der TCP (Werkzeugarbeitspunkt) des Schweißbrenners. Bereits einige Zehntel Millimeter können dabei über Gutteil oder Ausschuss bzw. Nacharbeit entscheiden. Und genau bei diesem Punkt kommt einer vollautomatischen 3-dimensionalen Brennervermessung entscheidende Bedeutung zu.

Über Parameter im Roboterprogramm wird eingestellt, ob die Brennervermessung abhängig von der produzierten Stückzahl, zeitabhängig oder durch Bedieneranwahl, z.B. nach einem Brennerwechsel, gestartet werden soll. Zuerst wird eine Brennerprüfung durchgeführt. Dabei wird die Abweichung des tatsächlichen TCP´s vom definierten TCP ermittelt. Über einen anlagenabhängigen Parameter wird definiert, welche TCP Abweichung für die konkrete Anwendung noch akzeptabel ist. Erst wenn dieser Grenzwert überschritten ist, wird eine vollständige Brennervermessung durchgeführt. Dabei wird neben dem TCP auch die Orientierung der Gasdüse ermittelt, um auch bei schwierigen Zugänglichkeiten zum Bauteil keine Kollisionen zwischen Brenner und Vorrichtung oder Teilen zu riskieren.

Dass die korrigierten Werte automatisch ohne jeglichen Bedienereingriff in das Roboterprogramm übernommen und für den nächsten Teil angewendet werden, versteht sich bei einer automatisierten Anlage von selbst. Natürlich ist auch eine manuelle TCP Vermessung möglich. Sofern ordnungsgemäß vorgenommen, bringt sie letztendlich dasselbe Ergebnis. Das manuelle Vermessen ist jedoch wesentlich zeitaufwändiger, kann in der Regel vom Anlagenbediener nicht selbst durchgeführt werden, schränkt die Produktivität der Anlage ein und wird aufgrund des Aufwands häufig nur dann durchgeführt, wenn die Schweißung bereits so schlecht ist, dass das Ergebnis nicht mehr in Ordnung ist. Die vollautomatische Brennervermessung ist bereits seit vielen Jahren Stand der Technik und im Bereich der Roboterschweißanlagen mittlerweile zum unverzichtbaren Bestandteil geworden, weil dadurch die Qualität der Produktion abgesichert werden kann.

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