Automatisierung im Schweißprozess: Aus 10 Stunden werden 45 Minuten.

Die Automatisierung von Schweißprozessen hat sich als entscheidende Maßnahme zur Effizienzsteigerung in der Fertigung etabliert. Ein Beispiel dafür ist ein aktuelles Projekt, bei dem ein Unternehmen im Bereich der Stahlverarbeitung einen Auftrag zur Herstellung von über fünf Kilometer Zaun für den Bau einer Brücke erhielt. In nur 3 Monaten musste diese enorme Menge produziert werden. Um dies zu erreichen, wurde Properly Works, ein Systemintegrator mit umfassender Expertise in der Automatisierung, herangezogen. Durch den Einsatz von Kollaborativen Robotern und einem vollautomatisierten Arbeitszellen-Design konnte nicht nur die Produktionszeit drastisch verkürzt, sondern auch die Qualität der Schweißnähte erheblich verbessert werden.

In diesem Projekt bestand eine typische Zaunsektion aus 16 Stahlpfeilern, die mit über 140 Schweißnähten gesichert wurden. Manuelle Fertigung erforderte für jede Sektion ungefähr 10 Stunden. Durch die Implementierung eines vollautomatisierten Robotersystems reduzierte sich die Zeit auf erstaunliche 45 Minuten pro Sektion. Dies stellte eine 12-fache Reduzierung der Arbeitszeit dar, und die Notwendigkeit für Nachbesserungen konnte um 50 % gesenkt werden.

Zusammenarbeit für optimale Ergebnisse

Properly Works und der Zaunhersteller Seibel Modern arbeiteten eng zusammen, um die Anforderungen und Spezifikationen für die Produktion zu definieren. Seibel Modern lieferte die Anforderungen für die Schweißgeometrie und die Schweißvorrichtung, während Properly Works Sensoren und Automatisierungskomponenten für einen reibungslosen Betrieb integrierte. Dies führte zur Entwicklung einer innovativen Schweißvorrichtung, das die Bewegungen des robotischen Arms mit einem servo-motorbetriebenen Rack-und-Pinion-Mechanismus synchronisierte.

Ein zentrales Element des Designs war die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), der alle Komponenten der automatisierten Zelle orchestrierte. Die SPS ermöglichte nicht nur die Steuerung der Bewegungen, sondern auch die sichere Kommunikation zwischen den verschiedenen Systemen, einschließlich des Schweißgeräts und der Sicherheitsmechanismen.

Technologische Umsetzung und Qualitätssicherung

Für die Automatisierung der Arbeitszelle wurde der dien AutomationDirect Productivity 3000 SPS ausgewählt. Diese bot umfangreiche Funktionen für eine präzise Bewegungssteuerung und eine zuverlässige Kommunikation zwischen den Komponenten. Zusätzlich kam ein AutomationDirect SureServo2-System zum Einsatz, das für die exakte Positionierung des Roboters über 2,7 Meter zuständig war.

Die Sicherheit hatte hohe Priorität, weshalb verschiedene Sicherheitskomponenten wie Lichtschranken und Not-Aus-Schalter in die Konstruktion integriert wurden. Um die Schweißqualität zu gewährleisten, wurde ein automatisches System zur Reinigung der Schweißdüse entwickelt, das regelmäßig Schweißspritzer und Ablagerungen beseitigt.

Innovation durch Benutzerfreundlichkeit

Ein weiteres Highlight des Projekts war die intuitive Benutzerschnittstelle, die auf einem Touchscreen-HMI basiert. Diese ermöglicht eine grafische Darstellung der Schweißprozesse und warnt den Bediener bei Abweichungen oder Fehlern. Mit dieser Bedienoberfläche können Bediener durch einfaches Tippen auf die entsprechenden Segmente Anpassungen vornehmen oder Fehler kennzeichnen, was den gesamten Prozess erheblich vereinfacht.

Zusammenfassung: Automatisierungstechnik im Schweißprozess revolutioniert die Produktion

• Durch den Einsatz von Robotik reduzierte sich die Schweißzeit pro Zaunsektion von 10 Stunden auf 45 Minuten.
• Die Notwendigkeit für Nachbesserungen wurde um mehr als 50 % gesenkt, was die Produktqualität steigert.
• Die enge Zusammenarbeit zwischen Properly Works und Seibel Modern ermöglichte eine schnelle und erfolgreiche Implementierung der Automatisierungstechnik.

Was Operations-Profis wissen sollten

Die Relevanz dieses Projekts liegt in der Demonstration der Effizienzsteigerungen, die durch Automatisierung im Schweißprozess erzielt werden können. Die Maßnahmen, die hier ergriffen wurden, zeigen, dass durch den gezielten Einsatz von Robotik und modernen Automatisierungstechnologien nicht nur die Produktionszeiten signifikant verkürzt, sondern auch die Qualität der Produkte verbessert werden kann.

Für Operations-Manager bedeutet dies, dass Investitionen in Automatisierungssysteme notwendig sind, um Produktionsanforderungen in zeitkritischen Projekten gerecht zu werden. Die Integration von flexiblen SPS-Lösungen und einem gut durchdachten Sicherheitskonzept wird zu einem reibungslosen Betriebsablauf führen.

Die Konsequenzen für das Tagesgeschäft zeigen sich nicht nur in der Effizienz, sondern auch in der Fähigkeit, auf sich ändernde Produktionsbedürfnisse schnell zu reagieren. Unternehmen können sich auf den Einsatz ausgeklügelter Technologien verlassen, um wettbewerbsfähig zu bleiben und zukünftige Aufträge erfolgreich umzusetzen.

Diese Zusammenfassung basiert auf dem Beitrag Welding project uses robotics to crunch 12 workhours into 45 minutes
Quelle: The Robot Report