Baumaschinenausrüster setzt auf Roboterschweißlösung von ERL Welding

Für die Produktion von Anbaugeräten und Ausrüstungen für Baumaschinen kommt bei der HENLE Baumaschinentechnik GmbH seit Mitte 2017 eine Roboterschweißanlage zum Einsatz. Mit der Kompaktzelle des Typs ARCentre Pro von ERL Welding produziert das Unternehmen nicht nur präziser, sondern profitiert auch von einer deutlichen Kapazitätssteigerung.

Anfang der 80er-Jahre als Handelsunternehmen für Baumaschinenverschleißteile gegründet, hat sich HENLE bis heute zu einem der bundesweit führenden Hersteller von Baumaschinenanbaugeräten und -ausrüstungen für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke und Einsatzgebiete entwickelt. Das Unternehmen mit Sitz im schwäbischen Rammingen bietet neben Anbaulöffeln mechanische und hydraulische Schnellwechsler, Schwenkeinrichtungen und spezielle Anbaugeräte wie Greifer oder Reißzähne. Neben einer Standard-Tieflöffel-Linie hat HENLE auch eine Heavy-Duty-Linie für den Einsatz in härteren Böden im Portfolio. Um Kundenwünsche und –vorstellungen optimal zu erfüllen, verfügt das Unternehmen über ein KanBan-geführtes Lager sowie eine eigene Konstruktions- und Entwicklungsabteilung. Für die Produktion setzt das Unternehmen auf einen modernen und leistungsstarken Maschinenpark, der eine hohe Fertigungstiefe ermöglicht. In den Produktionshallen von HENLE stehen beispielsweise eine Abkantpresse, eine Brennschneidanlage sowie CNC-Bearbeitungszentren – und seit vergangenem Jahr auch eine Schweißroboteranlage von ERL Welding.

Bei dem Hersteller für Baumaschinenanbaugeräte und -ausrüstungen wurden bislang sämtliche Schweißarbeiten manuell durchgeführt. Die HENLE-Produktpalette an Löffeln, Schnellwechslern und Sonderausrüstungen umfasst die unterschiedlichsten Größenklassen. Dies bedeutet eine entsprechend hohe Bauteilvielfalt in der Produktion. Obwohl die Produkte in den verschiedensten Größen gefertigt werden, handelt es sich dennoch um sich wiederholende Arbeitsabläufe und Geometrien, die für das Roboterschweißen ideal geeignet sind.

Aufgrund der guten Auftragslage und der entsprechend hohen Auslastung in der Schweißerei hat man sich bei HENLE schon seit längerem mit möglichen Automatisierungslösungen auseinandergesetzt, um die Produktionszeiten zu verkürzen und die Produktivität zu steigern. „Wir waren mit einigen Anbietern in Kontakt und haben Schweißversuche durchführen lassen. Perfekt ins Anforderungsprofil passte dabei die Roboterschweißanlage von ERL. Sowohl das Anlagenkonzept als auch die Schweißergebnisse haben uns davon überzeugt, dass wir mit ERL den richtigen Partner für die Automatisierung unserer Schweißproduktion gefunden haben“, so Gerhard Henle, Geschäftsführer der Henle Baumaschinentechnik GmbH. HENLE hat sich Anfang 2017 für die Investition in eine Roboterschweißanlage PA-ET-2PD-XL zum automatisierten MIG-/MAG-Schweißen entschieden. Die Anlage ist ausgestattet mit einem Panasonic Schweißroboter, einem elektrisch betriebenen Takttisch für die Bauteilzufuhr und einer Schutzeinhausung für den sicheren Betrieb. Ebenfalls zum Projektumfang gehörte die Programmiersoftware Panasonic DTPS sowie Anwenderschulungen, sowohl für die Bedienung der Anlage als auch für die Erstellung der Bauteilprogramme. „Begonnen haben wir auf der Roboterschweißanlage mit Schnellwechselaufnahmen für Baggerschaufeln. Der Leistungssprung war schon enorm. Im Vergleich zum Handschweißen konnten wir die Stückzahlen in kürzester Zeit mehr als vervierfachen“, berichtet Henle.

Dieses Ergebnis ist nicht überraschend. Ist doch die Schweißzelle ausgestattet mit einem Panasonic Schweißroboter, der trotz kompakter Bauweise eine Reichweite von rund 1.800 mm erzielt und so einen sehr großen Arbeitsbereich abdeckt. Die Bauteilzuführung übernimmt ein 180° Takttisch mit zwei Arbeitsstationen und mittig angebrachtem Blendschutz. Während der Roboter auf einer Seite schweißt, kann auf der anderen Seite die Bestückung erfolgen und die Anlage optimal ausgelastet werden. Zudem verfügt der Takttisch an beiden Arbeitsstationen über eine externe Zusatzachse zur Aufnahme der Schweißvorrichtungen, die jeweils frei programmierbar ist und das Schweißen auf jeder Bauteilseite sowie das schweißsynchrone Drehen ohne Umspannen ermöglicht.

Bevor die Schweißvorrichtungen mit Baugruppen bestückt werden können, werden sie großteils manuell geheftet. Dafür kommen vom Handschweißen bestehende Vorrichtungen, die für das Roboterschweißen optimiert wurden, zum Einsatz. Durch das Vorheften können zum einen die Heftvorrichtungen weiterverwendet werden, zum anderen wird dadurch das Aufspannen der Teile auf den Takttisch einfacher. Mit nur wenigen Handgriffen können die Anlagenbediener die Aufnahmen bestücken. Durch ein intelligentes Stecksystem für Schweißvorrichtungen kann HENLE jederzeit flexibel auf Nachfragen reagieren. Zudem kann der Anwender beliebig Vorrichtungen für unterschiedlichste Bauteile eigenständig ergänzen.

Zur Programmerstellung nutzt HENLE die im Lieferumfang enthaltene Offline-Programmiersoftware Panasonic DTPS. Sie ermöglicht die komplette Bewegungs-Programmierung und Simulation des Roboters sowie die Berechnung der Zykluszeiten. Auch Anfängern ist ein problemloser Einstieg möglich, denn der integrierte Schweißnavigator unterstützt anhand der Bauteildaten bei der Auswahl der optimalen Schweißparameter. Durch die Offline-Programmierung kann HENLE den Roboter am PC programmieren, Programmabläufe optimieren und Stillstandzeiten vermeiden. Zudem können mit der Panasonic DTPS Software Zugänglichkeitsuntersuchungen für den Bau weiterer Vorrichtungen durchgeführt werden. Mittlerweile verfügt HENLE über eine umfangreiche Programmsammlung und Programmiererfahrung, was die Erstellung neuer Programme extrem erleichtert.

Nachdem die fertiggestellten Programme über das Netzwerk an die Anlage übertragen wurden, können diese über eine frontseitig angebrachte HMI vom Bediener schnell und einfach ausgewählt werden – dank einer übersichtlich strukturierten Oberfläche auch bei einer Vielzahl an Bauteilen. Per Touchdisplay kann hier aber nicht nur die Programmauswahl erfolgen, sondern auch Tischbewegungen sowie Serviceaktivitäten gesteuert und Fehlermeldungen quittiert werden.

Für einen sicheren Betrieb ist der Roboter vollständig eingehaust und der Bestückungsbereich durch einen Schutzzaun mit Lichtschranke umgeben. Erst wenn der Bediener an der HMI das Signal des Sicherheitskreises quittiert und das Schweißprogramm startet, beginnt der Automatikbetrieb. Für Service- und Wartungsarbeiten kann der Bediener über Taster die Freigabe zum Betreten der Anlage anfordern. Eine Servicetür in der Roboterzelle ermöglicht den Zugang zum gekapselten Bereich des Roboters.

Ebenso im Lieferumfang enthalten war eine Brennerrichtlehre zum Einstellen des Brenners per Feinmechanik auf den richtigen Tool Center Point (TCP). Damit kann HENLE eine kontinuierliche Präzision seiner Schweißergebnisse sicherstellen, auch wenn der Brennerhals getauscht wurde oder kollidiert ist.

„Mit der Roboterschweißanlage von ERL Welding sind wir bestens für die Zukunft gerüstet. Auch bei der geplanten Erweiterung unseres Unternehmens durch eine weitere Halle sind wir dank des Plattformbaus äußert flexibel“, resümiert Gerhard Henle. Die Schweißzelle, d.h. Roboter inkl. Einhausung, Steuerung und Tisch, ist nämlich auf einer Transportpalette aufgebaut, die es ermöglicht die Anlage schnell und einfach per Stapler zu versetzen, ohne dass die Programmierung erneut durchgeführt werden muss. Einer expandierenden Fertigung steht damit nichts im Wege.

Die Unternehmen HENLE und ERL können auf eine langjährige erfolgreiche Zusammenarbeit zurück-blicken. Bereits seit einigen Jahren vertraut HENLE bei der Betreuung und Wartung der bestehenden Schneidanlage auf ERL als zuverlässigen Partner. Und auch bei diesem Projekt wurde der Baumaschinenausrüster nicht enttäuscht. Innerhalb von nur wenigen Wochen war die Roboterschweißanlage vollständig in die Produktion eingebunden und konnte für Entlastung in der Schweißerei sorgen. Mittlerweile ist die Anlage bei HENLE ein knappes Jahr in Betrieb und hat alle Erwartungen übertroffen. Um ein Beispiel zu nennen: Schweißkonstruktionen, von denen manuell bislang ca. 12 Stück pro Tag fertiggestellt werden konnten, erfolgen mit der Roboteranlage um ein Vielfaches schneller. Die Stückzahl konnte auf mehr als 50 Teile am Tag gesteigert werden. Mit dem Schweißroboter konnte nicht nur die Produktivität deutlich erhöht, sondern auch eine gleichbleibende Schweißnahtqualität sichergestellt werden. Auch die Handschweißer profitieren von ihrem „neuen Kollegen“, denn die Arbeitsteilung wird künftig so gestaltet sein, dass der Roboter das Schweißen von Baugruppen mit einfachen, sich immer wiederholenden Schweißnähten in hoher Stückzahl übernimmt. Die Handschweißer dagegen können sich auf die anspruchsvollen Schweißarbeiten konzentrieren.