Schneiden und Roboterschweißen aufeinander abstimmen: Warum Vorbereitungsdaten wichtig sind

Ein Schweißprogramm für einen Roboter setzt bestimmte Eigenschaften der zugeführten Fuge voraus. Erzeugt das vorgelagerte Schneiden oder die Nahtkantenvorbereitung eine andere Kantenposition, einen anderen Fugenwinkel oder ein abweichendes Bezugsverhältnis, kann der Roboter eine reproduzierbare Bahn entlang einer nicht einheitlichen Fuge abfahren.

Die Vorbereitung als Teil des Schweißsystems behandeln

Schnittlänge, Kantenlage, Fasenwinkel, Wurzelsteg sowie die Position von Bohrungen und anderen Merkmalen können die nachgelagerte Fugenpassung beeinflussen. Bei großen Strukturbauteilen können thermische Einflüsse und die Handhabung zusätzliche Abweichungen zwischen Schneidtisch und Schweißvorrichtung verursachen.

Bei der Automatisierungsplanung sollte deshalb festgelegt werden, welche Merkmale der Vorbereitung für den Prozess entscheidend sind, statt alle Zeichnungstoleranzen als gleich wichtig zu behandeln.

Eine prozessübergreifende Referenzstrategie festlegen

Die Schweißzelle benötigt eine zuverlässige Möglichkeit, die Lage von Bauteil und Fuge zu bestimmen. Das kann über Vorrichtungsbezugspunkte, gemessene Merkmale, Sensorik oder eine Kombination davon erfolgen. Verwenden vor- und nachgelagerte Systeme voneinander unabhängige Referenzen, können sich Toleranzen addieren und wie ein Problem mit der Schweißbahn wirken – selbst wenn jede Maschine für sich reproduzierbar arbeitet.

Sensorik gezielt für die vorgesehenen Abweichungen einsetzen

Tastsensorik, Bildverarbeitung, Nahtverfolgung oder andere Verfahren können je nach Anwendung bestimmte Abweichungen ausgleichen. Ihr nutzbarer Arbeitsbereich, die Oberflächenbedingungen, die Geometrie und die Auswirkungen auf die Taktzeit sollten validiert werden. Sie sollten nicht als unbegrenzter Ausgleich für eine mangelhafte Vorbereitung oder instabile Fugenpassung betrachtet werden.

Änderungsstände steuern

Änderungen an Zeichnungen oder CAD-Modellen können sich auf Schneiddaten, Vorrichtungen, Roboterbahnen und Prüfkriterien auswirken. Eine einfache Regel zur Änderungslenkung – was hat sich geändert, welche Programme sind betroffen und was muss erneut validiert werden? – verringert Abweichungen zwischen den Prozessen.

Den physischen Teiletransfer überprüfen

Bauteile können sich beim Heben, bei der Zwischenlagerung und während der Montage verformen oder verschieben. Prüfen Sie, wie das Bauteil zwischen Schneiden und Schweißen abgestützt wird und ob die Schweißvorrichtung das vorgesehene Bezugsverhältnis wiederherstellt.

Validieren Sie dies mit repräsentativen Produktionsbauteilen

Ein aussagekräftiger Versuch bildet die gesamte Prozesskette ab: vorbereitetes Bauteil, Handhabung, Fugenpassung, gegebenenfalls Sensorik, Schweißen und Prüfung. Erfassen Sie die Abweichungen in jeder Phase. Dies ermöglicht eine fundierte Entscheidung darüber, wo die Korrekturmaßnahme zu implementieren ist – sei es beim Schneiden, in der Spannvorrichtung, bei der Sensorik oder in der Roboterprogrammierung.

AGR betrachtet die Automatisierung der Schweißnahtvorbereitung und das robotergestützte Schweißen bei Bedarf als zusammenhängende Prozessstufen. Ziel ist es, die für das Schweißen maßgeblichen Eingangsgrößen zu kontrollieren, statt jede vorgelagerte Abweichung durch nachgelagerte Korrekturen auszugleichen.