DER SCHRITT-FÜR-SCHRITT-PROZESS HINTER DEM AUTOMATISIERTEN ZUSAMMENBAU UND SCHWEIßEN – Vom Einzelteil bis zur fertigen Baugruppe

Viele Stahlbaufirmen setzen auf Automatisierung, um ihre Produktivität zu steigern und dem Arbeitskräftemangel entgegenzuwirken. Doch was genau beinhaltet das automatisierte Anpassen und Schweißen eigentlich?

In diesem Artikel führen wir Sie gemeinsam mit dem „Fabricator“ – einer automatisierten Montage- und Schweißlösung, die die Leistung Ihrer Werkstatt optimiert – durch den gesamten Prozess von Anfang bis Ende.

Ähnlicher Prozess, automatisierte Ausführung

Viele Stahlbaufirmen setzen nach wie vor auf manuelles Montieren und Schweißen. Das automatisierte Montieren und Schweißen folgt demselben Prozess, nutzt jedoch software, Sensoren und Roboter, um (sich wiederholende) Aufgaben vollautomatisch und mit minimalem menschlichem Eingriff auszuführen. Vollautomatische Positionierer und Roboter arbeiten zusammen, um Stahlteile während des Zusammenpassvorgangs an einem Profil auszurichten; anschließend erfolgt das Schweißen zur Verbindung der Bauteile.

Der Prozess lässt sich in zwei Phasen unterteilen: Arbeitsvorbereitung und automatisiertes Anpassen und Schweißen an der Maschine. Lesen Sie weiter über den schrittweisen Ablauf oder sehen Sie sich die Vorführung an.

Sehen Sie sich die Vorführung „Vom Import bis zum Schweißen“ an >>

Phase 1: Arbeitsvorbereitung

LogicSteel CADCAM for Weld wandelt CAD-Modelle durch einen automatisierten Arbeitsvorbereitungsprozess nahtlos in produktionsreife CAM-Schweißdaten um. Durch den Wegfall der manuellen Programmierung wird die Schweißnahtvorbereitung für jeden Anwender einfach und leicht zugänglich. So funktioniert es:

Schritt 1.1: 3D-Modell vorbereiten

Bereiten Sie das 3D-Modell für die zu erstellende Stahlkonstruktion mit der software Ihrer Wahl vor: Tekla oder SDS2.

Schritt 1.2: Projekt erstellen

Erstellen Sie ein Projekt in der LogicSteel-Software-Suite. Laden Sie anschließend das CAD-Modell mit nur zwei Klicks über LogicSteel CADCAM in das Projekt hoch. Sie können jederzeit ein Modell hinzufügen oder bearbeiten; die software aktualisiert die Daten vollautomatisch.

Schritt 1.3: Vollautomatische Prüfung und Korrektur

Während des Hochladens führt die software eine Prüfung und Korrektur durch. Sie prüft, ob alle Teile die Material- und Maßtoleranzen einhalten, richtet sie vollautomatisch aus und validiert alle Schweißdaten, wodurch eine Qualitätsprüfung überflüssig wird. Mögliche Probleme wie unvollständige oder fehlende Schweißnähte werden ohne menschliches Eingreifen behoben.

Schritt 1.4: Vollautomatische Prüfung der Ausführbarkeit und Machbarkeit

LogicSteel CADCAM liefert anschließend Einblicke in die geschätzten Produktionszeiten, führt eine Prüfung der Ausführbarkeit durch, um festzustellen, welche Baugruppen (teilweise) geschweißt werden könnten , und führt eine Prüfung der Machbarkeit durch, um zu ermitteln, welche Baugruppen robotergestützt geschweißt werden sollten . Insbesondere Baugruppen mit vielen am Hauptprofil befestigten Teilen sind ideale Kandidaten für den Fabricator, da die komplette Baugruppe nur einmal be- und entladen werden muss.

Schritt 1.5: Überprüfen Sie die Daten

Die Daten zeigen Ihnen die geschätzten Produktionszeiten für die Bearbeitung durch die Maschine im Vergleich zur manuellen Bearbeitung. Diese Erkenntnisse ermöglichen es Ihnen, Ihren Prozess zu optimieren und höchste Effizienz bei maximalem Ertrag zu erzielen.

Schritt 1.6: Baugruppen für die vollautomatische Montage und das Schweißen auswählen

Wählen Sie einfach die Baugruppen aus, die Sie mit dem Fabricator für die Bearbeitung verwenden möchten. Überprüfen Sie die geschätzte automatisierte Schweißzeit sowie etwaige erforderliche manuelle Bearbeitungen für teilweise schweißbare Baugruppen. Prüfen Sie, ob sie in die verfügbaren Schichten passen. Wenn Sie zufrieden sind, klicken Sie auf „Exportieren“, um die CAM-Daten vollautomatisch zu generieren und an die Maschine zu übertragen. Es ist keine zusätzliche Programmierung erforderlich.

Die automatisierte Fertigung liefert wesentlich detailliertere Produktionsdaten, die zudem in Echtzeit verfügbar sind. Diese Daten können zur Verbesserung der Fortschrittsüberwachung und Vorhersagbarkeit genutzt werden und ermöglichen so eine bessere Planung der Schweißproduktion. Darüber hinaus kann der Fabricator den logistischen Prozess und die Arbeitsbedingungen erheblich verbessern, insbesondere durch die Bearbeitung schwererer Träger und zu schweißender Teile auf der Maschine.

Wussten Sie schon? Schon 2–3 Stunden Arbeitsvorbereitung in LogicSteel CADCAM for Weld reichen aus, um genügend Produktionsdaten zu generieren, mit denen der Fabricator eine ganze 40-Stunden-Arbeitswoche lang betrieben werden kann. Im Durchschnitt benötigt jede Baugruppe nur 2 Minuten Vorbereitungszeit.

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Phase 2: Anpassen und Schweißen an der Maschine

Da LogicSteel CADCAM vollständige, fertigungsreife Anweisungen liefert, können die Bediener die Maschine sofort in Betrieb nehmen.

Schritt 2.1: Auswahl

Das Bedienfeld an der Maschine zeigt an, welche Baugruppen für die Bearbeitung vorgesehen sind, unterstützt bei der Erstellung von Produktionslisten und liefert Schritt-für-Schritt-Anleitungen. Wählen Sie die Baugruppe aus, die Sie bearbeiten möchten, und drücken Sie die grüne Taste, um zu starten. Die Maschine bereitet sich vor, indem sie den Brenner vollautomatisch reinigt.

Schritt 2.2: Vorbereitung

Die Einstellungen werden auf dem Bedienpult angezeigt. Der Bediener positioniert die Rotatoren anhand der Positionsmarkierungen auf dem Boden. Anschließend werden die vertikalen Spannvorrichtungen an das Profil angepasst. Legen Sie das Profil (von mindestens 8 m) in die Maschine ein. Legen Sie die Einzelteile auf den Werkstücktisch. Drücken Sie auf „Start“, und die Maschine erledigt die gesamte Arbeit.

Schritt 2.3: Endkontrolle

Der Handlingroboter ortet die Außenkanten des Werkstückzuführtisches und ermittelt mithilfe von Laserscannern und Kameras die Position jedes einzelnen Teils. Er vermisst jede Komponente, um sicherzustellen, dass die richtigen Teile, Bleche und Lochpositionen vorhanden sind. Die erfassten Daten werden anschließend mit dem importierten CAD-Modell und den programmierten Parametern abgeglichen, um eventuelle Abweichungen zu erkennen. Da Messung und Passung vollautomatisch erfolgen, ist eine manuelle Markierung der Anordnung nicht mehr erforderlich.

Schritt 2.4: Automatisiertes Heften.

Das System klemmt das Profil fest, und der Handhabungsroboter richtet die Teile gemäß dem digitalen Modell aus. Die Spannvorrichtungen können den Träger innerhalb von nur zwei Sekunden um 90 Grad drehen. Die Teile werden mithilfe von lochbasierter Positionierung und Laserscanning automatisch ausgerichtet, wodurch eine präzise Passung und eine gleichbleibende Schweißqualität durch den Roboter gewährleistet werden. Der Fabricator ermöglicht die parallele Bearbeitung im Mehrzonen-Betrieb, was ideal für große Baugruppen mit vielen Komponenten ist.

Die Maschine gleicht Abweichungen innerhalb vordefinierter Parameter vollautomatisch aus. Ist ein Eingriff erforderlich, alarmiert sie den Bediener, während sie andere Tätigkeiten fortsetzt, um Ausfallzeiten zu vermeiden.

Schritt 2.5: Automatisiertes Schweißen

Nachdem die Ausrichtung bestätigt wurde, führt der Schweißroboter die Schweißnähte in der optimalen Reihenfolge aus. Die Maschine berechnet, ob es effizienter ist, zunächst alles mit einer Heftschweißnaht zu sichern oder jedes Teil vollständig zu verschweißen, bevor zum nächsten übergegangen wird.

Schritt 2.6: Qualitätsprüfungen

Das Ergebnis ist eine (teilweise) fertige Baugruppe, die für eine Qualitätsprüfung bereit ist oder zur manuellen Schweißstation weitergeleitet werden kann, um die Teile zu bearbeiten, die der Roboter nicht erreichen konnte. Nach Abschluss der Tätigkeit erhält der Bediener einen digitalen Bericht über den Prozess.

Wussten Sie schon? Der Fabricator kann 30 Teile pro Stunde montieren und etwa 10 Teile pro Stunde verschweißen. Die Maschine ist auf optimale Produktionszeiten ausgelegt. Schließlich ist Zeit Geld.

Sehen Sie sich das automatisierte Zusammenfügen und Schweißen in Aktion an >>

Wie sich die automatisierte Montage und das automatisierte Schweißen von der manuellen Ausführung unterscheiden

Im Gegensatz zum manuellen Zusammenfügen und Schweißen, das wiederholtes Messen, Positionieren, Handhaben und Schweißen erfordert, führt der Fabricator diese Schritte in einem durchgängigen Prozess auf Basis eines digitalen Modells durch, wodurch manuelle Handhabung und Nacharbeit auf ein Minimum reduziert werden.

Da das System alle Daten und Messwerte in einem integrierten Prozess nutzen kann, lassen sich Fehler reduzieren, die Konsistenz verbessern und die Produktivität deutlich steigern – bei geeigneten Stahlbaugruppen werden Zeitersparnisse zwischen 68–78 % bei der Fertigung gemeldet.

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