Trotzt widrigen Bedingungen 1

Die Investition in diesen Kappenwechsler für Roboterschweißzangen lohnt sich. Das durch rein mechanischen Aufbau sehr zuverlässige System ist ausschließlich in der Automobilindustrie im Einsatz. Es hilft, Produktionskosten nachhaltig zu senken. Robuste Linearführungen mit polymeren Gleitelementen trotzen dabei den rauen Einsatz- und Umgebungsbedingungen.

„Insgesamt haben wir bereits um die 1800 Schweißkappenwechsler weltweit im Einsatz“, berichtet der technische Leiter von REU Schweißtechnik aus dem hessischen Baunatal, Michael Geisler. Schnell und einfach programmiert können sie auch unterschiedliche Kappendurchmesser, schaftschonend für die Schweißzange, handhaben. Aufgrund einer Kodierung am Magazinträger ist eine Verwechslung beim Einsatz unterschiedlicher Kappengeometrieen nicht möglich. Die Schweißkappenwechsler eignen sich sowohl für den horizontalen und vertikalen Einsatz, als auch für stationäre Schweißzangen.

In dem mechanischen Kappenwechsler kommen seit mehreren Jahren DryLin-W-Lineargleitlager vom Lagerspezialisten Igus zum Einsatz. Das Design des Führungssystems erlaubt höchste Flexibilität bei der Konstruktion und eine einfache Montage durch den Einsatz von Einzel- oder Doppelschienen. Hartanodisiertes Aluminium wird als Schienenmaterial verwendet und sorgt für sehr gute Reib- und Verschleißergebnisse. Da keine Schmiermittel erforderlich sind, ist das Komplettsystem unempfindlich gegen Schmutz. In der Anwendung kommen Doppelschienen in der Baugröße 16 mm zum Einsatz. „Mittlerweile haben wir bereits 1400 dieser Linearführungen verbaut. Sie sind robust und funktionieren so gut, dass wir bis jetzt noch kein einziges Ersatzteil bestellen mussten“, so Michael Geisler.

Bei DryLin handelt es sich um ein umfangreiches Programm wartungs- und schmiermittelfreier Lineargleitlager in vier unterschiedlichen Hauptgruppen. Im Vordergrund stehen neben dem Verzicht auf Öl und Fett immer auch die Robustheit und Unempfindlichkeit gegen Einflüsse wie Dreck, Wasser, Chemikalien, Hitze oder Stöße. Diese Vorteile kommen unter anderem in der Automobilindustrie zur Geltung. Dabei wächst der modulare DryLin-Baukasten ständig weiter, sodass immer neue Anwendungsfelder erschlossen werden können.

In der Euro-C-Schweißzange bewähren sich beispielsweise DryLin-T-Profilschienenführungen. Die Schweißzange wird zum Punktschweißen von Karosserieteilen eingesetzt. Aufgrund von Schweißspritzern und Schweißstaub schafft der Einsatz der sehr schmutzunempfindlichen Linearführung den Spagat zwischen hoher Lebensdauer und geringen Kosten. Das System nutzen heute fast alle Hersteller. Und im Bereich Automotive-Betriebsmittel finden auch DryLin-R-Lineargleitlager vielfältigen Einsatz. Ihre Abmessungen sind kompatibel zu Standard-Kugelbuchsen. Die spezielle Geometrie garantiert Robustheit, auch in extremen Umgebungen.

Ein wichtiges Standbein der REU Schweißtechnik ist die Inbetriebnahme von Schweißzangen respektive deren Parameteroptimierung. „Und seit einigen Jahren haben wir den mechanischen Elektrodenkappenwechsler im Programm. Diese Eigenentwicklung ist für alle Roboterschweißzangen geeignet“, erläutert der technische Leiter. „Die Investition hält sich im Gegensatz zu motorisierten Varianten in Grenzen“, so Geisler. „Unser System funktioniert ohne eigenen Antrieb, wir nutzen den vorhandenen Roboter. Mit dieser Lösung erzielen wir den größtmöglichen Erfolg.“

Und so funktioniert es: Der Roboter bekommt über die Schweißsteuerung die Meldung, dass die Elektrodenstandzeit erreicht ist. Die Schweißsteuerung sendet über die SPS ein Signal, dass ein Kappenwechsel erforderlich ist. Der Roboter fährt zum Kappenwechsler, löst die Kappen, holt in einem Magazin die neuen Kappen ab, setzt sie auf und kann seinen Produktionsprozess nach 25 bis 40 Sekunden fortsetzen. „Unser Ziel ist es, die volle Standzeit der Elektrodenkappen auszunutzen. Die Produktion steht daher kaum still“, verdeutlicht Michael Geisler.

Elektrodenschweißkappen sind reine Verschleißteile. Sie werden je nach Anwendungsfall alle 2000 bis 10 000 Punkte gewechselt. In jeder Schweißzange sind zwei Kappen im Einsatz. Es finden am Tag in der Regel sechs Wechsel statt, sodass pro Tag und Zange zwölf Elektroden anfallen.

Viele Automobilhersteller wechseln die Kappen heute noch per Hand während der Pausen- oder Stillstandzeiten der Transferstraßen, wobei beim manuellen Wechsel oft Beschädigungen und damit ein erhöhter Verschleiß der Elektrodenschäfte hervorgerufen wird. Zudem kostet dieser Arbeitsgang wertvolle Zeit. „Der Wechsel dauert zwar nur wenige Minuten, aber bei Taktzeiten von um die 30 Sekunden im Karosseriebau und sechsmaligem Wechsel am Tag kann man sich ausrechnen, in welch kurzem Zeitraum sich unser Gerät amortisiert“, rechnet Geisler vor. Der Kostenfaktor bewegt sich im niedrigen vierstelligen Bereich und beträgt etwa ein Drittel im Vergleich zu angetriebenen Systemen.

Um Toleranzen bei der Zangenbewegung zu kompensieren, hat das Unternehmen zunächst elastische Gummipuffer eingesetzt, die relativ starr gelagert waren. „Nach einer Weiterentwicklung des Systems benutzen wir heute Lineartechnik, die nicht nur definiert geführt, sondern auch Kräfte aushalten kann und immer wieder in die Ausgangslage zurückgeht“, so der technische Leiter. „Außerdem muss sie resistent gegen äußere Einflüsse wie Schmutz und Staub sein.“ Die Lineargleitlager müssen sowohl mit Magnetfeldern klar kommen, die beim Schweißen entstehen, als auch mit diversen Reinigungsmitten wie beispielsweise Trockeneis.

Neben dem DryLin-W-Führungssystem kommen in den Greifern auch tribo-optimierte Polymergleitlager zum Einsatz. Sie ersetzen Aluminium-Gleitlager, die in der Beschaffung äußerst kostenintensiv waren und zudem nachträglich immer bearbeitet werden mussten, da sie nicht in den benötigten Abmessungen zur Verfügung standen. „Die Polymergleitlager sind von den Kosten her unschlagbar und können sofort eingesetzt werden“, bilanziert Michael Geisler. „Tüte auf, eingesetzt und fertig ist das Produkt!“
Da die Schweißanlagen in der Regel nass oder mit Trockeneis gereinigt werden, kommt es bei den Linearführungen unter anderem auf die Korrosionsbeständigkeit an. Die Schiene, das Gehäuselager und die Gleitelemente müssen diese Anforderungen bewältigen. Hier zahlt sich die inkorporierte Schmierung der Iglidur-Gleit-elemente aus.