Da greift kein Trockeneis an

Bislang ist er nur in der Automobilindustrie zu finden. Aber warum? Der Kappenwechsler für Roboterschweißzangen ist mit seinem rein mechanischen Aufbau sehr zuverlässig. Und er hilft, Produktionskosten nachhaltig zu senken. Robuste Linearführungen mit polymeren Gleitelementen unterstützen die Langlebigkeit.

Das lässt sich sehen: „Insgesamt haben wir bereits um die 1.800 Schweißkappenwechsler weltweit im Einsatz“, berichtet der technische Leiter der REU Schweißtechnik, 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 Kappengeometrien unmöglich. Die Schweißkappenwechsler eignen sich sowohl für den horizontalen und vertikalen Einsatz als auch für stationäre Schweißzangen.

Kein Ersatzteilbedarf

In dem mechanischen Kappenwechsler kommen seit mehreren Jahren „DryLin W“-Lineargleitlager vom Lagerspezialisten igus, Köln, zum Einsatz. Das Design des Führungssystems lässt konstruktive Freiheiten und macht die Montage einfach. Als Schienenmaterial wird hartanodisiertes Aluminium verwendet. Damit ergeben sich sehr gute Reib- und Verschleißergebnisse. Da keine Schmiermittel erforderlich sind, ist das Komplettsystem unempfindlich gegen Schmutz „Mittlerweile haben wir bereits 1.400 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, so dass immer neue Anwendungsfelder erschlossen werden können.

Wechsler für alle Roboter-Schweißzangen geeignet

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 extrem schmutzunempfindlichen igus-Linearführung den Spagat zwischen hoher Lebensdauer und geringen Kosten. Das System nutzen heute fast alle Hersteller.

Entwickelt wurde der Kappenwechsler von REU-Schweißtechnik. „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 haben wir 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.

Wechsel kostet wertvolle Zeit

Elektrodenschweißkappen sind reine Verschleißteile. Sie werden je nach Anwendungsfall alle 2.000 bis 10.000 Punkte gewechselt. In jeder Schweißzange sind zwei Kappen im Einsatz. Es finden am Tag in der Regel sechs Wechsel statt, so dass 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. Die eingesparte Zeit kann somit für hochwertigere Tätigkeiten wie Wartungs- und Überwachungsaufgaben genutzt werden. „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 schnell ausrechnen, in welch kurzem Zeitraum sich unser Gerät amortisiert“, rechnet Michael Geisler vor. Der Kostenfaktor bewegt sich im niedrigen vierstelligen Bereich und beträgt zirka ein Drittel im Vergleich zu angetriebenen Systemen. 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“-Gleitelemente aus. Der geistige Vater des mechanischen Kappenwechslers bei REU Schweißtechnik, Werner Kaeseler, sowie der Werkstatt- und Konstruktionsleiter Heinz-Peter Drießen, haben sich von der Unempfindlichkeit der robusten Polymerlager gegen Staub und Sand vor einigen Jahren auf der Hannover Messe überzeugt. „Ein Jahr später bereits hatten wir die passende Anwendung. So wie wir das Produkt heute einsetzen, gibt es keine Alternative zur Lineartechnik – weder wirtschaftlich noch technisch. Wir konfektionieren selbst, da wir die Führungsschienen in unserer Werkstatt exakt zuschneiden und anschließend die entsprechenden Bohrungen vornehmen.“

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