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Wenn die Präzision des Roboters zum Wettbewerbsvorteil wird

04. September 2017

Motoman MC2000II von Yaskawa in tec-center von conntronic - Bauteilentwicklung, Prototypenbau und Kleinserien auf höchstem Niveau.

Über 40 Mitarbeiter konstruieren und bauen bei der Conntronic Prozess- und Automatisierungstechnik GmbH in Augsburg Schweißanlagen. In der bald 15-jährigen Geschichte hat das Unternehmen zahlreiche Kernkompetenzen aufgebaut. Dazu gehören CD-Maschinen und -Anlagen, Sonderanlagen auf Basis der Widerstandsschweißtechnik oder robotergeführte Laserschweiß- und Laserschneidanlagen. Conntronic gehört zu den wenigen Anbietern, die fundiertes Know-how in Sachen Anlagenbau, Prozesstechnik und Vorrichtungsbau vereinen. Oft begleitet der Augsburger Anlagenspezialist die Kunden von der ersten Idee über die Bauteilentwicklung bis zur individuellen, schlüsselfertigen Anlage. Eine wichtige Rolle dabei spielt das hauseigene tec-center.

New laser cell with MOTOMAN MC2000II robot / Neue Laserzelle mit Roboter MOTOMAN MC2000II

The MOTOMAN MC2000II was specially conceived for tasks requiring a high level of precision / Der Motoman MC2000II ist speziell für Aufgaben konzipiert, die hohe Präzision erfordern

The extremely high positioning and path accuracy of the Motoman MC2000II also pays off in terms of economic efficiency / Die sehr hohe Positionier- und Bahngenauigkeit des Motoman MC2000II zahlt sich auch in Sachen Wirtschaftlichkeit aus

Maximum flexibility is ensured by additional axes, by which the direction of rotation of the table can be changed / Maximale Flexibilität durch Zusatzachsen, über die sich die Drehrichtung des Tisches verändern lässt

With a reach of up to 2038 mm the MC2000II is able to handle virtually any task at the tec center / Der MC2000II ist mit einer Reichweite von bis zu 2038 mm allen Aufgaben im tec center bestens gewachsen (Source of all pictures/Quelle aller Bilder: Wolfgang Schneider)

tec-center ermöglicht optimale Bauteil- und Anlagenplanung

Vor der seriellen Fertigung stehen in der Regel eine Machbarkeitsanalyse sowie Prototypen- und Vorserienfertigung. Außerdem müssen als Vorbereitung zum Anlagenbau Parameter und Prozesse erarbeitet und bestätigt werden. All das passiert zu wesentlichen Teilen im tec-center am Standort Augsburg. Es besteht aus drei Bereichen. Zwei davon sind für Widerstandsschweißen und sonstige Applikationen zuständig. Für Laserschweiß- und Laserschneidanwendungen gibt es eine eigene Laserzelle. Hier kommt es darauf an, die Machbarkeit eines Teils abzubilden und den Kunden bei der Entwicklung der Bauteilgeometrie zu unterstützen. Oft sind mehrere Feedbackschleifen notwendig, um die konkrete Anlage zu planen und schließlich das Teil in Serie zu fertigen. Da conntronic ein branchenorientierter Anbieter ist, handelt es sich zumeist um Teile, die für Haushaltsgeräte, in der Automobilindustrie oder der eMobilität genutzt werden.

 

Laserschweißen und -schneiden mit Motoman MC2000II

Seit kurzem ist bei conntronic eine neue Laserzelle in Betrieb. Hier kommt ein Motoman MC2000II von Yaskawa zum Einsatz. Er ist speziell für Aufgaben konzipiert, die hohe Präzision erfordern. Die zu fertigenden Bauteile können sehr komplex sein. Der Winkel der Bearbeitung kann daher variieren: Manche Werkstücke müssen horizontal, andere vertikal eingespannt werden. Maximale Flexibilität ist daher notwendig. Dafür sorgen Zusatzachsen, über die sich die Drehrichtung des Tisches verändern lässt. Außerdem kann entweder der Roboter den Schweiß- oder Schneidkopf führen – oder der entsprechende Kopf wird an einer externen Vorrichtung montiert und der MC2000II führt das Bauteil. Eine externe, robotergesteuerte Achse kann das Bauteil dem Roboter zustellen, was mit der Vorgängerlösung nicht möglich war. „Mit unserem neuen Roboter von Yaskawa können wir Bauteile fertigen, die wir bisher in der Zelle nicht schweißen konnten. Abgesehen davon war die Programmierung zuvor recht kompliziert. Auf Grund der Zusatzachse können wir je nach Bauteil sogar eine Effektivitätssteigerung von teils über 50 Prozent messen“, freut sich Siegfried Wonka, Leiter Vertrieb und Service bei conntronic.

 

Entscheidend: Traglast, Reichweite und Bahngenauigkeit

„Wir hatten bei der Bahngenauigkeit eine Benchmark, an der sich alle in Frage kommenden Roboter messen mussten. Am Ende entschieden wir uns für den Roboter von Yaskawa, weil er am besten abschnitt“, äußert sich Wonka zu der Frage, was alles für den Motoman MC2000II sprach. Die sehr hohe Positionier- und Bahngenauigkeit zahlt sich auch in Sachen Wirtschaftlichkeit aus. Denn dadurch lassen sich die Maschinen einfacher und besser planen. Hierzu trägt auch die leichte Programmierbarkeit bei. Sie lässt eine optimierte Inbetriebnahme zu und fordert keine aufwändigen Schulungen für Mitarbeiter in der zukünftigen Produktionsstätte. Neben der Bahngenauigkeit kam es Wonka vor allem auf die Traglast und die Reichweite des Roboters an. Der MC2000II kann mit einer Traglast von 50kg selbst große Schweißköpfe in unterschiedlichen Bahnen präzise über das Werkstück führen. Das Besondere ist, dass sowohl Kreise und Kurven als auch gerade Linien gefahren werden können. Wichtig ist das zum Beispiel, wenn ein Remote-Schweißkopf zum Einsatz kommt. Laser-Remote-Schweißen ist vor allem bei komplexen Schweißnahtgeometrien vorteilhaft, da damit besonders exakte und feine Schweißnähte möglich sind. In diesem Spezialfall wird der Schweißkopf über eine eigene Steuerung programmiert.

Da Bauteile oft nicht am Stück gefertigt werden, kommt es zudem auf die Reichweite des eingesetzten Roboters an. Bei Schweißarbeiten in mehreren Schritten werden in der Vorschweißgruppe verschiedene Einzelbauteile zusammengeschweißt, die dann wiederum die Zusammenschweißgruppe bilden. In so einem Fall nehmen Haltevorrichtungen oft Vorschweißgruppe und Zusammenschweißgruppe auf. Um sie zu bearbeiten, muss der Laserkopf entsprechend positioniert werden. Der Roboter gelangt nur dann optimal zu den einzelnen Baugruppen, wenn die Reichweite passend berechnet ist. Der MC2000II ist mit einer Reichweite von bis zu 2038 mm diesen Aufgaben bestens gewachsen.

 

Sichere Robotersteuerung

Für den Anwender kommt es darauf an, dass der Roboter möglichst einfach zu bedienen ist. Bei Conntronic kommt daher die Steuerung DX200 zum Einsatz. Die DX200 ist eine komplette Funktionale Sicherheitssteuerung (FSU) der Kategorie 3. Mit bis zu 32 festlegbaren Sicherheitszonen und 16 möglichen Werkzeugen werden kleinere Arbeitsbereiche und eine optimale Ausnutzung der Produktionsfläche möglich. Als weiterer Vorteil können im Schnittfeld Roboter-Mensch mehrere Teilprozesse gleichzeitig ausgeführt werden. Die entsprechenden Sicherheitsstandards bleiben dabei stets gewährleistet. Die DX200 sorgt als sichere Robotersteuerung dafür, dass nicht nur der Manipulator, sondern auch der Aktor mit keinen anderen Maschinen oder Arbeitern kollidieren. Eine doppelte Schutzzelle wird daher nicht benötigt; es genügt die einfache Variante.

Über das handliche Programmiergerät der DX200 erfolgt die Programmierung von Trumpf und Highyag Laserköpfen. Die Multi-Robot-Technologie in der Steuerung erlaubt die synchrone Zusammenarbeit von bis zu 8 Robotern oder 72 Achsen.

 

Fazit

Der Schweiß- und Schneidroboter Motoman MC2000II von Yaskawa hat in der neuen Laserzelle von conntronic nicht nur für den effizienteren und wirtschaftlicheren Bau von Prototypen, Kleinserien sowie der Entwicklung von Bauteilen und Schweißanlagen beigetragen. Die besonders hohe Bahngenauigkeit in Kombination mit Reichweite und Traglast lassen auch schwere Schweißköpfe zu. Höchste Präzision bleibt weiter gewährleistet. In Kombination mit den Zusatzachsen eröffnen sich so neue Möglichkeiten der Bauteilbearbeitung.

Video Laserzelle

 

Autor:

Siegfried Wonka, Leiter Vertrieb / Service

conntronic Prozess- und Automatisierungstechnik GmbH

Endorferstr. 13 – D-86167 Augsburg

Tel.: +49 821 54 32 24-0

E-Mail: infonoSpam(at)conntronic.com

www.conntronic.com

 

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