Im CAD/CAM-Prozess zur Rohrkomponente

Um die Produktivität und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten, hat das auf Versorgungsanlagen spezialisierte Familienunternehmen KET einen CAD/CAM-Prozess speziell für die Fertigung von Rohrkomponenten entwickelt und umgesetzt. Das weitgehend automatisierte Schneiden und Schweißen der Rohre erfüllt selbst höchste Anforderungen aus dem Kraftwerks-, Chemie- und Petrochemie-Anlagenbau.

Das Familienunternehmen KET Kirpal Energietechnik GmbH Anlagenbau & Co. KG in Wermsdorf, zwischen Leipzig und Dresden gelegen, wurde unmittelbar nach der Wende gegründet. Zunächst war die KET als Installationsbetrieb tätig, ab 1997 dann aber zunehmend im Anlagenbau der Versorgungstechnik. Um auf diesem Gebiet langfristig mithalten zu können, wurde 2003 ein CAD/CAM-Prozess speziell für die Fertigung von Rohrkomponenten entwickelt und realisiert.

Die dreidimensionale Planung von komplexen Versorgungsanlagen, zum Beispiel für Heizung, Klima, Druckluft und anderes waren der erste Schritt, um die Rohrleitungsmontage – insbesondere von Erzeuger- und Verteilerzentralen – von der Baustelle in eine Produktionshalle zu verlegen. Dazu wurde 2003 eine entsprechende Halle samt dazugehörigem Anlagensystem errichtet. Herzstück des Systems ist ein Industrie-Schneid- und Schweiß-Roboter beinhaltet. Der Roboter wurde über Kopf auf eine Verfahranlage montiert, von der aus zwei Dreh- und Wendepositionierer bedient werden können. Für die Bearbeitung der Teile werden aus der Gesamtdarstellung der 3D-Planung die Rohrkomponenten übernommen und auf einen zweiten Bildschirm übertragen. Von hier aus werden die Anlagenteile mit allen Maßen und berechneten Rohrdurchdringungen auf den Maschinenrechner überspielt.

Wie KET erklärt, hat sich das System bestens bewert. Mittlerweile werden ganze Versorgungssysteme in Modulen vorgefertigt und zum jeweiligen Kunden gebracht. Kürzere Montage- und Fertigungszeiten, minimierte Risiken, verkürzte Produktionsunterbrechungen und eine hohe Qualität sorgten für rege Nachfrage von Kunden wie Porsche, Audi, BMW, EADS, AMD und der Solarindustrie.

Ausgehend von den gesammelten Produktionserfahrungen, neuen Kunden sowie neuen Kundenanforderungen entschloss sich KET 2009, sowohl das vorhandene System weiter zu entwickeln als auch einen zweiten Rohrbearbeitungskomplex samt zweiter, 1.300 m² großer Produktionshalle aufzubauen.

Taktstraße für die Serienbearbeitung

Der zweite mechanische Rohrbearbeitungskomplex in Form einer Taktstraße ist für die mechanische Serienbearbeitung von Rohren von DN 10 bis DN 150 ausgelegt. Im ersten Takt wird ein Rohrbündel aus dem Herstellerwerk aufgelegt, vereinzelt vermessen und gesägt. Der zweite Takt markiert die auf Länge gesägten Rohre. Danach wird mit einem weiteren, automatischen Meßsystem das jeweilige Rohr an eine zirkulare Fräsmaschine geführt, um dort die erforderlichen Rohrdurchdringungen möglichst gradfrei herzustellen. Danach können über eine mobile Roboterschweißzelle die entsprechenden Stutzen aufgeschweißt werden. Dieses Maschinensystem will KET vorzugsweise zur effektiven Fertigung von Sprinkleranlagensystemen nutzen.

Der zweite neue Anlagenkomplex beruht auf dem Konstruktionsprinzip des seit sechs Jahren bestens funktionierenden Schneid- und Schweißroboters. Auf diesem können Rohre von DN 200 bis DN 1200 mit bis zu 34 mm Wandstärke und 12.000 mm Länge bearbeitet werden. Bei dieser neuen Anlage kam es besonders darauf an, die Qualität der WIG- Und MAG Schweißprozesse maßgeblich zu verbessern, um den Anforderungen aus dem Kraftwerks-, Chemie- und Petrochemie-Anlagenbau gerecht zu werden.

Umfangreiche Prozessüberwachung

Im Wesentlichen wurde diese Aufgabenstellung durch drei physikalisch unabhängige Sensorentypen neuester Generation erreicht. Eine 3D Kamera vermisst die zu verschweißende Naht. Die Ergebnisse werden zum einen vom Roboter in der Pendelbewegung verarbeitet und zum anderen bei den Prozessparametern der Schweißmaschine berücksichtigt. Ein zweites unabhängiges Verfahren kontrolliert von beiden parallel arbeitenden Schweißmaschinen (Zweidrahtschweißverfahren) die Schweißprozessparameter wie Stromstärke, Spannung, Gasdurchsatz und Drahtvorschub. Weicht ein Parameter von den vorgegebenen Toleranzen ab wird über ein gestuftes Warnsystem der Maschinenführer informiert.

In einen dritten Schritt wird die Schweißnaht über eine Thermokamera überwacht. Weicht das Thermographiebild vom Sollwert ab, erfolgt sofort eine entsprechende Meldung. Alle Sensoren arbeiten im 100 Hertz-Bereich und sichern so Produktivität und Qualität. W

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