Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Servo-elektrische Schweißzangen

Roboterschweißen ohne Druckluft

Fahrzeugproduzenten weltweit suchen nach Ansätzen, um Ressourcen und Energie im Fahrzeugbau zu sparen. Eine Umrüstung auf die druckluftfreie Fertigung könnte dazu einen wertvollen Beitrag leisten. Die Technologie zum Betrieb von Schweißzangen mit Servo-elektrischen Aktuatoren ist auf dem Markt jedenfalls verfügbar. Und vielzitierte Nachteile etwa bei den Investitionskosten relativieren sich mit Blick auf die Total-Cost-of-Ownership ganz schnell.
Schweißroboter – eigentlich Schweißzangenroboter – werden weltweit zum Schweißen von Chassis-Teilen in den Produktionslinien der Automobilindustrie verwendet. Dabei steigen die Anforderungen an Leistung, Genauigkeit und Größe der Einheiten ständig. Das heißt, Roboter und Schweißzangen müssen schneller und leichter werden sowie genauer arbeiten. Dabei hat alleine die Schweißzange ein Eigengewicht von rund 60 bis 70kg. Sie ist am Ende des Roboterarmes montiert und muss die programmierten Positionen am Chassis genau anfahren. Und während der Roboter selbst durch elektrische Servomotoren angetrieben wird, betätigt man traditionell die Schweißzange über einen servo-pneumatischen Aktuator, der einen Pneumatikzylinder enthält. Aus verschiedenen Gründen wird jedoch der Ruf nach druckluftfreier Produktion oder zumindest nach einer stark eingeschränkten Druckluftnutzung immer lauter. Als Hauptargument wird dafür die mangelhafte Energieeffizienz angeführt. In Studien etwa der Universität Kassel wird der Systemwirkungsgrad mit lediglich zehn Prozent beziffert, bezogen auf den Aufwand an elektrischer Energie. @Zwischenüberschrift neu:Zweifach Umwandlung ist ineffizient

Leckage-Minimierung und Wärmerückgewinnung ändern daran noch nicht viel. Zentraler Punkt bleibt die Umwandlung von elektrischer Energie in Druckluft und wieder in mechanische Energie bei Arbeits- und Betätigungsvorgängen. Das BMV rechnet mit Einsparmöglichkeiten in Höhe von 20 bis 40 Prozent des Energieverbrauchs für Druckluftanwendungen in der Industrie bis zum Jahr 2020. Um eine Vorstellung der Größenordnung zu erhalten, wird eine Zahl von 4,7 Milliarden Kilowattstunden genannt. Als weiteren Grund lässt sich der Mangel an Kontrollierbarkeit oder Positionsgenauigkeit anführen. Hundertprozentig genau ist eine pneumatische Betätigungseinheit nur an den beiden Endlagepunkten, wenn der Zylinder leer oder komplett gefüllt ist. Jede Zwischenposition muss durch die Komprimierbarkeit des Mediums unter Genauigkeitsverlust leiden. Einen dritten Grund liefert die Massenverzögerung. Denn auch wenn der Pneumatik-Stellzylinder leicht ist, müssen an Robotern letztlich ihre Peripherie in Form der Druckluftzuführung, eventuell Druckminderer, Regler, Sensoren, und so weiter bewegt und kompensiert werden. Schon diese Sekundenbruchteile verursachen Totzeiten, die den Takt belasten. Zudem wirken sich montierte Gewichte auch auf Positionierungsgenauigkeit und Energieverbrauch der Roboter aus. Ein vierter Grund ist die Einschränkung in der Flexibilität der Roboter. Jede Versorgungsleitung am Arm schränkt den Bewegungsraum ein. @Zwischenüberschrift neu:Servo-elektrisch betriebene Schweißzange

Servo-elektrische Schweißzangen
Bild: Stock-Fotografie bereitgestellt von Exlar, USA


Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Der Materialmix im automobilen Leichtbau führt dazu, dass sich Verbindungsverfahren wie die Fließformverschraubung durchsetzen und kontinuierlich weiterentwickelt werden. Deprag verfügt über eine adaptive Montageeinheit, die mit einem geregelten elektrischen Antrieb sowohl für den Vorschub- als auch für den Schraubprozess ausgestattet ist.‣ weiterlesen

Anzeige

Früher war alles besser? So mancher Nostalgiker hält an dieser Aussage prinzipiell fest. Bei einem Blick auf den Messprozess in der Automobilindustrie dürften aber selbst die größten Vergangenheitsromantiker ihre Einstellung noch einmal hinterfragen. Denn dieser kann mit Kuka-Robotern und der Software Metrolog heutzutage so schnell, effizient und genau erfolgen wie nie zuvor.‣ weiterlesen

Anzeige

Um die Weichen für eine erfolgreiche Zukunft heute schon stellen zu können, stehen Maschinenbauer und Roboterhersteller vor unterschiedlichen Herausforderungen. Benötigt werden vor allem smarte und sichere Lösungen. Hierzu präsentiert Keba auf der Automatica individuelle Robotersteuerungen und MRK-Anwendungen.‣ weiterlesen

Anzeige

Die Simulation von Anlagen ist im Maschinenbau kaum noch wegzudenken. Ein zuverlässiges 3D-Modell erleichtert die Isolation von relevanten Zustandsgrößen an der realen Maschine und reduziert somit den erforderlichen Rechenaufwand. Machineering zeigt Lösungen auf, wie ein digitaler Prototyp das Anlagenverhalten begünstigen kann und damit der Künstlichen Intelligenz im Maschinenbau die Tür öffnet.‣ weiterlesen

Anzeige

Anhand des Projektbeispiels Kamerakabelmontage zeigt Asys auf der Automatica die Integration und Automatisierung unterschiedlicher Montageprozesse innerhalb einer Linie - unterstützt durch smarte Helfer. Im Produktbereich Inventus stehen Sonderanlagen und kundenspezifische Lösungen auf der Tagesordnung.‣ weiterlesen

Anzeige

15 bis 50kg bringen die Transportbehälter auf die Waage, die Mitarbeiter in Galvanikbetrieben Tag für Tag oft mühsam herumwuchten müssen. Durch eine auf diese Branche ausgerichtete Palettieranlage soll damit nun Schluss sein. Die Depalettierung der schweren Transportboxen übernimmt künftig ein Roboter. Sein spezielles Greifsystem sorgt dafür, dass sich unterschiedliche Systembehälter aus Metall oder Kunststoff automatisiert handhaben lassen.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige