Die im alten Werk in Chambery hergestellten Schaltschränke wurden punktgeschweißt und genietet. Für eine neue Schaltschrank-Serie war eine Reihe von Verbesserungen vorgesehen. So sollte vor allem die Steifigkeit verbessert, die Schaltschränke also robuster gebaut werden. Zudem strebte man ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau an. In der neuen Produktionslinie dominiert Automation vom Feinsten. Lediglich einfache Handhabungs- und Verpackungsaufgaben werden noch manuell erledigt.
Anfänglich wurden durch das Systemhaus Air Liquide Welding (ALW, früher Commercy Soudure) - zwei Systeme installiert, eines, das auf einen hohen Durchsatz optimiert war, das andere, um auch kleine Serien wirtschaftlich produzieren zu können. Als die Entscheidung gefallen war, das Schweißen in der Fertigung großer Serien weiter zu automatisieren, wurden gleich vier europäische Systemhäuser um Lösungsvorschläge gebeten.
Das Auswahlverfahren dauerte nahezu zwei Jahre. Den Zuschlag erhielt wie schon bei den kleinen Anlagen Air Liquide Welding. Pierre Maurin, Anwendungsingenieur bei Schneider, erklärt: „Wir nahmen uns viel Zeit, um unsere tatsächlichen Anforderungen zu formulieren und nach dem besten Weg zur Umsetzung zu suchen. Air Liquide Welding, kurz ALW, investierte viel Zeit, uns bei der Erarbeitung der richtigen Lösung für unsere Produktionsanforderungen zu unterstützen.“ Vorteil der langen Anlaufphase: Es entstand ein Vertrauensverhältnis und beide Seiten waren sicher, wirklich zusammen arbeiten zu wollen.
Als zusätzlich Vertrauen schaffende Maßnahme erwies sich die Simulation der Roboterzelle mit der ROBOGUIDE-Software von FANUC Robotics. In unterschiedlichen Varianten und Ausbaustufen konnte ALW die Funktionsweise der Anlage in Echtzeit demonstrieren.
Während andere vorgeschlagene Lösungen aus Kostengründen ohne Roboter auskamen, bewies ALW mit Hilfe der Simulation, dass ein zusätzlicher Roboter sehr wohl effizient eingesetzt und Handhabungsaufgaben auf engem Raum erledigen kann.
"Air Liquide Welding investierte viel Zeit, gemeinsam mit uns, um die richtige Lösung zu finden."
Schneiders neues Schweißsystem ist von Anfang an für das Schweißen von großvolumigen Produkten wie Schaltschrankrahmen ausgelegt. Das System umfasst drei Roboter – zwei FANUC Robotics Arc Mate 100iB Schweißroboter und einen FANUC R-2000iB/125L Roboter zum Entladen und Palettieren von geschweißten Rahmen.
Die beiden Schweißroboter befinden sich auf einer erhöhten Position oberhalb eines Drehtisches. Ein Bediener ist für das Einlegen der Einzelteile in die Werkstückaufnahmen zuständig. Sind alle Teile korrekt eingelegt, startet er den Schweißvorgang. Der Drehtisch schwenkt dann um 180° in die eigentliche Schweißzelle. Ist der Drehtisch verriegelt, können die beiden Roboter mit dem Schweißen beginnen.
Sind die Roboter fertig mit Schweißen, dreht der Tisch wieder um 180° und gibt die fertig geschweißten Elemente zur Entnahme frei. Ein
FANUC R-2000iB entnimmt den fertig geschweißten Rahmen aus der Vorrichtung und setzt ihn auf einer Transportpalette ab. In der Zwischenzeit hat der Bediener auf der zweiten Tischhälfte weitere Teile für einen Schweißvorgang hergerichtet.
Ist die Transportpalette voll beladen, wird sie über einen Rollenförderer aus der Zelle transportiert. Die Steuerung der Zelle gibt dann einem fahrerlosen Transportsystem ein Signal, das einen weiteren Transport zur nächsten Fertigungsstation initiiert.
Die beiden Schweißroboter werden über eine Robotersteuerung als Dual Arm-System gesteuert. Das Dual Arm-System ermöglicht die Steuerung von zwei Robotern und zusätzlichen externen Achsen, im Fall der Zelle bei Schneider des Positioniertisches. Sämtliche Roboterbewegungen werden miteinander koordiniert. Zusätzlich wird der Zündzeitpunkt des Lichtbogens mit den Roboterbewegungen synchronisiert. Produziert wird rund um die Uhr, also in drei Schichten an sieben Tagen pro Woche. Das bedeutet monatlich rund 200.000 Zündvorgänge. Für den Betrieb der Anlage reicht ein Bediener pro Schicht. Ein Touchscreen erlaubt die Auswahl von Programmen, die Abfrage des Systemstatus und die Eingabe von Fertigungsaufträgen. Der Bildschirm ist mit einem Webserver von Schneider verbunden, wodurch die ferngesteuerte Abfrage des Systemstatus und des Produktionsfortschritts ermöglicht wird.
Zukünftige Pläne für das System sind bereits vorhanden. „Wir möchten die Benutzung der FANUC Roboterzelle weiter erhöhen“, meint Paul Chevrier, Anwendungsleiter bei Schneider. „Schon bei der Entwicklung der ersten Ausbaustufe haben wir über eine mögliche Erweiterung nachgedacht und bei der Auslegung berücksichtigt.” So soll gegenüber der jetzigen Positioniereinrichtung, auf der anderen Seite der beiden Schweißroboter, ein weiterer Drehtisch aufgestellt werden. Damit soll das System noch besser ausgelastet werden können.
Das System ermöglicht dadurch das komfortable Schweißen von großvolumigen Komponenten auf der vorderen Seite und geringe Volumen mit kleinen Fertigungslosen auf der entgegengesetzten Seite.
Die Dual Arm-Technik von FANUC Robotics ermöglicht die Steuerung von zwei Robotern und einer Positionierungsvorrichtung über einen Controller. Sämtliche Bewegungen der Robotermechaniken werden koordiniert. Was die Programmierung einzigartig macht: Roboter und Zusatzachsen in einem Dual- oder Multiarmsystem arbeiten in einem Koordinatensystem. Zusätzlich lässt sich auch das Zünden des Lichtbogens mit den Roboterbahnen synchronisieren.
Das Dual Arm-System liefert metallverarbeitenden Unternehmen eine Vielzahl von Vorteilen, wie:
- Ein Handbediengerät steuert beide Roboterarme. Dieses
vereinfacht Betrieb, Wartung, Programmierung und Inbetriebnahme
- Die Verwendung von zwei oder mehreren Robotern in Dual- oder Multiarm-Technik ist eine ideale Option, wenn es um das Schweißen geht, beispielsweise im Bereich Automotive
- Erlaubt die Handhabung von schweren Nutzlasten,
wie große Automobilteile und LKW-Rahmen
- Steuerschränke der FANUC Roboter bieten Platz für
zusätzliche E/A oder Karten für Zusatzachsen
- Erhöhte Sicherheit, da die Programme der Roboter
einzeln verifiziert werden können