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Mehr Schweißen, weniger Rüsten - Hersteller von Rohrleitungssystemen erweitert automatisierte Schweißproduktion

Volle Auftragsbücher sorgten bei der Tube Technology Systems GmbH für die Anschaffung einer weiteren Roboterschweißanlage der Firma ERL Automation. Damit erhöht das Unternehmen nicht nur seine Kapazitäten, sondern kann auch wesentlich flexibler auf Marktnachfragen reagieren. Das Anlagenlayout ist auf die Bedürfnisse von TTS abgestimmt: eine Roboterkompaktzelle zum hochqualitativen Schweißen filigraner Nähte durch Mikroplasmaschweißen. Die Anlage in mobiler Ausführung lässt sich einfach mit dem Stapler versetzen und ermöglicht durch zwei Stationen arbeitstaktsynchrones Arbeiten.

Bereits drei baugleiche Kompaktzellen zum Mikroplasma-Schweißen sind bei TTS in Betrieb.

 

Die Tube Technology Systems GmbH mit Sitz in Tröbitz beliefert die Automobilindustrie mit Rohrleitungssystemen, etwa Bremsleitungen, Kraftstoffleitungen oder Druckmessleitungen für Rußpartikelfilter von Dieselmotoren. Das seit 2007 zur HQM-Gruppe gehörende Unternehmen fertigt seine Produkte unter Einsatz verschiedener Verfahren, vom Biegen der Rohre über die Rohrendbearbeitung bis hin zum Anschweißen der fahrzeugspezifischen Haltebleche, und vereint damit die Kernkompetenzen des Rohrleitungsbaus im eigenen Haus. Seinen Ursprung hat der heutige Automobilzulieferer dagegen im Bereich Landmaschinentechnik. „Zu DDR-Zeiten gehörte der Betrieb zum Landmaschinenkombinat. Da damals aber Konsumgüter für die Bevölkerung knapp waren, mussten auf Weisung der Partei auch alle Maschinenbauer die Steigerung der Konsumgüterherstellung unterstützen – im Volumen von 5 % des Umsatzes. Wir haben Bremsdruckleitungen für den Trabant gefertigt“, erklärt Geschäftsführer Dieter Lange die Entwicklung zum Zulieferer für die Automobilindustrie. Die Geschichte der eigenen Schweißproduktion geht im Gegensatz dazu nicht so weit zurück. Erst seit 2011 komplettiert dieser Fertigungsschritt das Leistungsspektrum des Rohrleitungsbauers.

 

Schritt für Schritt

Die Kunden des Tröbitzer Betriebs, zu denen neben dem Fahrzeughersteller Volkswagen auch Zulieferer für Abgassysteme wie Boysen, Faurecia und Eberspächer gehören, stellen hohe Anforderungen an die Produkte. Nicht nur eine hohe Qualität, sondern auch Flexibilität in Bezug auf die Nachfragemengen sowie das Preisniveau sind entscheidend. Um diesen Ansprüchen auch in der Produktion gerecht zu werden, hat sich Tube Technology Systems beim Aufbau der eigenen Schweißproduktion für die Investition in eine Roboterschweißanlage entschieden. Neben der Erfüllung der Kundenanforderungen sollte diese für eine optimale Integration in die Produktion anwenderfreundlich sein, wenig Platz in Anspruch nehmen und einfach versetzbar sein.

Ein passgenaues Konzept dazu lieferte die ERL Automation GmbH. Der Automatisierungsspezialist für Schweiß- und Schneidtechnik aus Landau an der Isar hat ein Anlagenlayout ausgearbeitet, das auf die Bedürfnisse von TTS abgestimmt ist: eine Roboterkompaktzelle zum Schweißen filigraner Nähte durch Mikroplasmaschweißen bei sehr hoher Qualität. Die Anlage in mobiler Ausführung lässt sich einfach mit dem Stapler versetzen und ermöglicht dank zweier Stationen arbeitstaktsynchrones Arbeiten.

Dieses Konzept ist aufgegangen – nachdem die erste Anlage 2011 in Betrieb genommen wurde, verdoppelte der Rohrleitungsbauer seine Schweißkapazitäten bereits drei Jahre später mit der Anschaffung eines zweiten Exemplars dieses Typs: Zwischen 4 und 5 Mio. Rohrleitungen wurden auf den beiden Anlagen jährlich geschweißt. Die dritte Anlage ist seit Anfang 2016 in Betrieb. Grund für die Anschaffung war neben der Auslastung im Dreischichtbetrieb ein neuer Auftrag aus dem Hause VW: Tube Technology Systems hat den Zuschlag für die Fertigung der Druckmessleitungen für zwei neue Modelle des Autobauers – den Kleintransporter „Crafter“ und den „Multivan T6“ – erhalten. „Insgesamt fertigen wir circa zehn verschiedene Leitungen, zwei bis drei davon in höheren Stückzahlen. Mit der dritten Anlage sind wir zum einen wesentlich flexibler und können die Rüstzeiten reduzieren, zum anderen haben wir die entsprechenden Kapazitäten für die neuen Aufträge“, erklärt Projektleiter Chris Pötzsch.

 

Filigrane Nähte im Akkord

Die neue Kompaktzelle ist – ebenso wie ihre beiden Vorgänger – etwa 2,6 m hoch, 3,6 m breit, und 2,6 m tief. Damit macht die Anlage ihrem Namen alle Ehre: Sie benötigt weniger als 10 m2 Platz und ist auf einer transportablen Plattform aufgebaut, sodass sie mit dem Stapler schnell und einfach versetzt werden kann. Durch die Montage aller Anlagen- und Steuerungskomponenten auf der stabilen Stahl-Schweißkonstruktion steht einer nachträglichen Standortveränderung in einer expandierenden Fertigung nichts im Wege.

Ausgestattet ist die Schweißzelle mit dem kompakt konstruierten 6-Achs-Roboter „KR5 arc“ von Kuka, der sich mit einer Traglast von 5 kg gut für Lichtbogen-Schweißaufgaben eignet. Die wassergekühlte EWM-Stromquelle „Tetrix 300 Plasma“ mit 300 A Leistung ermöglicht einen präzisen und hochstabilen Lichtbogen für konzentrierte und gezielte Wärmeeinbringung. Durch einen separaten Inverter für den Hilfslichtbogen werden konstante Ergebnisse erzielt. Der Mikroplasmaprozess ermöglicht nicht nur das Anfertigen qualitativ hochwertiger Schweißnähte bei hohen Geschwindigkeiten – für das Anschweißen der Haltebleche an den Rohren benötigt der Roboter nur wenige Sekunden –, sondern ist gleichzeitig auch ein kostengünstiges Verfahren, da keine Zusatzwerkstoffe benötigt werden.

Zum Einsatz kommt der Schweißbrenner „PlaTo 100M“ von PMC – der kompakteste 100-A-Plasmaschweißbrenner, der als Automatenbrenner auf dem Markt erhältlich ist. Eine große Auswahl an Plasmadüsen in unterschiedlichen Längen und mit verschiedenen Austrittswinkeln macht den Brenner vielseitig einsetzbar. Im Falle einer Kollision wird der Roboter angehalten, dafür sorgt die eingebaute Brennerabschaltsicherung „CAT“ von Abicor Binzel.

Der Roboter arbeitet an zwei Stationen, die jeweils mit einem Schweißtisch von Siegmund ausgestattet sind. Mit einer Dicke von 12 mm aus gehärtetem Stahl bieten sie die nötige Stabilität für die Bauteile von Tube Technology Systems. Die Rasterlinien der Tische im Abstand von 50 mm erleichtern den Aufbau der Vorrichtung und sorgen für geringe Wechselzeiten.

Die beiden Schweißarbeitsbereiche sind durch eine Trennwand voneinander abgegrenzt – während der Roboter auf der einen Seite die Bauteile schweißt, können die Anlagenbediener auf der anderen Seite die bereits fertigen Bauteile entnehmen und die Vorrichtung wieder neu bestücken. So entfallen Bestückungswartezeiten, und der Roboter ist optimal ausgelastet. Zum Schutz der Anlagenführer ist die gesamte Anlage von einem Schutzzaun umgeben. Für das Aufspannen der Teile in den Vorrichtungen sind zwei Bestückungsfenster mit Schnelllauftoren integriert, die sich per Knopfdruck automatisch öffnen und schließen. Eine Servicetür auf der Anlagenrückseite ermöglicht den Zugang für Service- und Wartungsarbeiten.

Der Roboter ist einfach zu bedienen. Ausgestattet mit der Steuerung „KRC4“, ermöglicht die Programmiersprache „Kuka Roboter Language (KRL)“ eine flexible Programmstruktur. Ein ergonomisch gestaltetes Handbediengerät mit einem 8" großen Farbdisplay und einer 6-D-Maus zur exakten Positionierung der Roboterachsen sorgt für einen hohen Bedienkomfort. Um für TTS eine einfache und schnelle Integration der neuen Anlage in die Produktion zu ermöglichen, erhielten die künftigen Anlagenführer sowohl eine auf die Vorkenntnisse der Bediener zugeschnittene Einweisung in das Robotersystem und dessen Bedienung als auch Schulungen in den Grundlagen des Plasmalichtbogenschweißens.

Alle drei Anlagen werden an einem Tag von neun Personen bedient – eine Person pro Anlage und Schicht im Dreischichtbetrieb. Insgesamt beherrschen 25 Mitarbeiter die Bedienung der Mikroplasma-Schweißroboter. „Wir wollen unseren Mitarbeitern in der Produktion eine abwechslungsreiche Tätigkeit bieten und haben daher eine tägliche Rotation eingeführt. So haben die Mitarbeiter nicht nur regelmäßig wechselnde Aufgaben, sondern auch das Ausfallrisiko ist gering“, erläutert Projektleiter Pötzsch.

 

Kein Ende in Sicht

Die Zusammenarbeit von TTS und ERL hat sich bewährt – nicht umsonst hat sich die Tube Technology Systems GmbH bereits zum dritten Mal für eine Schweißroboterlösung aus dem Hause ERL entschieden. Die Vorteile für die TTS GmbH liegen auf der Hand: Zum einen sind die Anlagenführer bereits bestens mit dem Gesamtsystem vertraut, sodass einer raschen Integration der Anlage in die Produktion nichts im Wege stand. Zum anderen lieferte ERL Automation alles aus einer Hand – vom Anlagenkonzept über die Schweißroboterzelle bis hin zur Schulung für die Roboterbediener. Tube Technology Systems hat so nur einen einzigen Ansprechpartner, der für das gesamte Lieferprogramm zuständig ist.

Dieter Lange, Geschäftsführer von TTS, blickt positiv in die Zukunft: Die Schweißproduktion künftig noch weiter auszubauen, sei nicht auszuschließen. „Die entsprechende Auftragslage vorausgesetzt, kann ich mir gut vorstellen, noch ein weiteres Exemplar der Mikroplasma-Schweißanlagen von ERL aufzustellen.“

 

Kompakt und flexibel: Die Schweißzelle benötigt weniger als 10 m² Platz und kann mit dem Stapler einfach versetzt werden.
Das leistungsfähige Plasmaschweißgerät sorgt für höchste Schweißnahtqualität.
Zwei Bestückungsfenster sorgen für eine optimale Auslastung der Anlage.
v.l.: Christian Stuhr, Teamführer Edelstahl bei TTS Chris Pötzsch, Projektleiter bei TTS Stephan Baum, Mitarbeiter im Bereich Edelstahl bei TTS Dieter Lange, Geschäftsführer von TTS Michael Saxstetter, Projektleiter bei Erl Silvio Schemmel, Mitarbeiter im Bereich Edelstahl bei TTS

 


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