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

Flexible Greiferkonzepte vervielfachen die Einsatzmöglichkeiten von Robotern und machen sie dadurch erst richtig lukrativ. Dabei erfreut diese Form der Automatisierung nicht nur die Controller im Betrieb - effizientere Abläufe und kürzere Lieferketten reduzieren auch den CO2-Fußabdruck. Um noch mehr Flexibilität zu erreichen, haben Schmalz und Zimmer nun gemeinsam eine multifunktionale End-of-Arm-Plattform als eigenständiges Ökosystem entwickelt.‣ weiterlesen

Anzeige

Mit dem Rebel präsentiert Igus einen Kunststoff-Cobot, der nur 10kg auf die Waage bringt. Das Herzstück des Kunststoff-Leichtbauroboters ist ein vollintegriertes Tribo-Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert-Encoder, Kraftregelung und Controller. ‣ weiterlesen

Anzeige

Fanuc hat mit dem LR-10iA/10 einen vollverkleideten Roboter entwickelt, der leicht und kompakt ist sowie einen großen Arbeitsbereich und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Staub und Wasser bietet. Damit eignet er sich für das Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen sowie für Aufgaben in der Logistikbranche.  ‣ weiterlesen

Anzeige

Schmalz zeigt auf der diesjährigen Productronica Lösungen für die Vakuumautomation in der Elektronikfertigung. Vorgestellt wird unter anderem der SCG-HSS, ein kompakter Strömungsgreifer zur Handhabung bestückter Leiterplatten. ‣ weiterlesen

Anzeige

Auf der diesjährigen Productronica zeigt Stäubli seine Roboter in Electro-Static-Discharge (ESD)-Ausführung, darunter fallen der Scara TS2 sowie die Sechsachser der TX2-Baureihe. Bei den ESD-Roboterbaureihen sind alle Armsegmente vom Werkzeug bis zum Roboterfuß mit Masse verbunden. ‣ weiterlesen

Anzeige

Der Service RBTXpert von Igus soll Nutzer dabei unterstützen, die richtigen Lowcost-Robotikkomponenten auszuwählen, prüft anschließend die Machbarkeit und steht auch bei der Inbetriebnahme zur Seite. ‣ weiterlesen