Integration von Laser-Schweißproduktionslinien: Wann sich eine Zelle rechnet

Ein Laser-Schweißgerät auf einer Werkbank ist ein Werkzeug. Dasselbe Schweißgerät in einer umzäunten Zelle mit einem Roboterarm, einer Zwei-Stationen-Vorrichtung und einer SPS, die ihm Teile zuführt, ist eine Produktionslinie. Diese Aufrüstung kostet in der Konstruktion etwa das Dreifache des Maschinenpreises und ist für etwa die Hälfte der Betriebe, die sie versuchen, der falsche Weg.

Der Grund ist einfach: Die Zykluszeit eines Handschweißgeräts wird davon bestimmt, wie schnell eine Person zielen kann. Automatisieren Sie nur den Lichtbogen und lassen Sie die Beschickung manuell, haben Sie eine schnellere Naht gekauft und den langsamen Teil behalten.

Was Integration tatsächlich bedeutet

Nehmen Sie das Modewort weg und ein
Integrationsprojekt für eine Laser-Schweißproduktionslinie
besteht aus vier Dingen, in dieser Reihenfolge: einer Vorrichtung, die das Werkstück in einer Position hält, einer Möglichkeit, das Werkstück ein- und auszuführen, einer Möglichkeit, den Brenner zu richten, und einer Möglichkeit, zu verhindern, dass die Maschine startet, wenn jemand in der Zelle steht.

Die
Multifunktions-Laser-Schweißmaschine
aus der KEY-1500WaterW / 2000WaterW / 3000WaterW-Familie passt dazu, weil sie bereits das meiste mitbringt, was eine Zelle braucht: neun Meter Kabel, Stickstoffunterstützung, einen schubladenartigen Schutzglaswechsel, der von außerhalb des Zauns möglich ist, und eine Leistungsverstellung von zehn bis einhundert Prozent, sodass ein Programm sowohl dünnes Blech als auch eine dickere Naht abdeckt.

Auf einer Werkbank ist die Positionierung die Hand des Bedieners und das Richten des Brenners sein Auge. In einer Zelle wird die Positionierung zu einer Vorrichtung und einer Klemme, die Sie besitzen und entwerfen, das Richten zu einem Teach-Punkt des Roboters, den der Integrator besitzt, und die Sicherheit zu einer verriegelten Tür, die mit der Zelle geliefert wird. Die Zykluszeit ergibt sich aus allen drei.

Positionierung ist das, was Sie kaufen. Die meisten Werkstätten kommen mit einer Zahl, die von Hand gemessen wurde: „Wir schweißen eine Halterung in zwölf Sekunden.“ Diese zwölf beinhalten Aufnehmen, Spannen, Schweißen, Abnehmen und Ablegen. Die Automatisierung betrifft nur das Schweißen. Wenn das Schweißen drei dieser zwölf Sekunden ausmachte, könnte die Zelle insgesamt fünf Sekunden erreichen, nicht drei.

Ermitteln Sie die Zahl ehrlich: Messen Sie Be- und Entladen sowie Schweißen getrennt und fragen Sie dann, was Sie tatsächlich automatisieren werden. Projekte geraten ins Stocken, wenn die Antwort „alle drei“ war, das Budget aber nur den Schweißkopf abdeckte. Eine zweite Station mit Hebe- und Setzvorrichtung ist oft günstiger als ein Roboter-Upgrade und meist das, was die Zelle rentabel macht.

Lesen Sie die folgende Tabelle als die Version, die wir tatsächlich vorschlagen würden. | Arbeitsart | Manueller Zyklus | Ein-Stationen-Zelle | Zwei-Stationen-Zelle |

Wenn Ihre Umrüstzeit Ihren Zyklus übersteigt, amortisiert sich eine zweite parallel laufende Vorrichtung schneller als ein schnellerer Laser.

Schweißen, Reinigen, Schneiden und was Sie nicht automatisieren sollten

Diese Maschinenfamilie ist ein Vier-in-Eins: Schweißen, Schneiden, Reinigen und Schweißnahtreinigung in einem Gehäuse. In einer Fertigungslinie ist das ein echter Vorteil und eine echte Versuchung, denn die Versuchung besteht darin, alle vier Aufgaben in einer Station unterzubringen. Widerstehen Sie ihr. Jede Aufgabe erzeugt unterschiedliche Rauchgase und Absauganforderungen – beim Schweißen von Edelstahl muss an der Düse erfasst werden, beim Schneiden benetzt Oxidrauch die Vorrichtung, beim Reinigen setzen sich Partikel auf jedem Sensor ab. Wer sie vermischt, erhält ein mittelmäßiges Absaugsystem statt vier korrekter Systeme.

Auch eine Größenbeschränkung gehört in die Layoutzeichnung. Die angegebene Leistungsfähigkeit reicht etwa von 0,5 bis 8 mm. In einer Vorrichtung mit Roboter ist die praktische Obergrenze niedriger anzusetzen, denn der Brenner muss an jedem Punkt einen gleichbleibenden Winkel erreichen. Teile über etwa 6 mm oder tiefe V-Nähte, die von beiden Seiten gefüllt werden, verlangen weiterhin einen manuellen Schweißer.

Aufträge, die wir nicht in eine Zelle geben, sind Prototypen, Reparaturbereiche und alles, bei dem das eingehende Material um mehr als ein oder zwei Millimeter schwankt. Eine Zelle setzt darauf, dass das nächste Teil identisch mit dem letzten ist; ist es das nicht, wird die Vorrichtung zur Variationsquelle.

Kühlung, Gas und die Dienstleistungen hinter der Zelle

Zwei Dienstleistungen entscheiden darüber, ob eine Zelle sechs Stunden oder sechs Monate läuft. Wasserkühlung ist oberhalb von 1500 W nicht optional. Die KEY-1500WaterW und KEY-2000WaterW laufen mit einphasigen 220 V, die KEY-3000WaterW benötigt dreiphasige 360 V, was oft eine neue Zuleitung vom Verteiler statt einer freien Wandsteckdose bedeutet. Planen Sie diese Strecke vor der Bestellung, denn ihre Lieferzeit übersteigt die der Maschine.

Stickstoff ist auf eine Weise wichtig, wie es an einer Werkbank nicht der Fall ist. Eine offene Werkbank erlaubt es, dass ein Mitarbeiter weggeht, während Gas nachströmt; eine geschlossene Zelle konzentriert alles, was der Prozess erzeugt, und die Stickstoffunterstützung erzeugt weiterhin Oxidrauch, den die Absaugung beseitigen muss. Dimensionieren Sie die Absaugung für die tatsächliche Belastung – eine Zelle im Zweischichtbetrieb muss auch nachts standhalten.

So kaufen Sie die Integration

Kaufen Sie die Integration als Projekt, nicht als Maschine plus Roboter. Der Integrator sollte vier Punkte schriftlich zusagen: Zykluszeit bei der realen Geometrie Ihres Werkstücks, Rüstzeit und was die Zelle tut, wenn ein Werkstück die Prüfung nicht besteht oder die Tür mitten im Zyklus geöffnet wird. Lassen Sie ihn Ihre tatsächlichen Werkstücke laufen, nicht Demo-Muster — eine Zelle, die eine leere Vorrichtung weiter schweißt, ist eine verschrottete Vorrichtung und möglicherweise ein verschrotteter Brennerkopf.

Unsere eigene Einschätzung: Ein Betrieb mit weniger als etwa fünfzehn Minuten täglichem Schweißen an einer Werkstückfamilie sollte bei einer
handgeführten Laser-Schweißmaschine
bleiben und das Budget in eine bessere Vorrichtung und einen Absaugarm investieren. Bei mehreren Stunden pro Tag an einer stabilen Werkstückfamilie ist eine Zelle die bessere Investition.

FAQ

Wie lange dauert die Installation einer integrierten Laser-Schweißproduktionslinie?
Vier bis zwölf Wochen sind normal, und die Elektroarbeiten sind der kritische Pfad, nicht das Schweißen. Ein Drehstromanschluss für eine 3000-W-Maschine kann allein schon Wochen hinzufügen.

Können wir unser vorhandenes Handschweißgerät behalten und einen Roboter darum herum ergänzen?
Manchmal, wenn es Fernstart unterstützt und einen stabilen Fokus hält. Viele Handschweißgeräte stellen diese Signale nicht sauber bereit, also testen Sie, bevor Sie darauf aufbauen.

Braucht die Zelle eine Sicherheitseinhausung?
In den meisten Rechtsordnungen ja, denn ein kontinuierlicher 1500-W-Faserlaser stellt eine ernsthafte Gefahr für die Augen dar. Verriegelte Türen oder ein Lichtvorhang sind der übliche Weg, und darum kümmert sich der Integrator, nicht Ihr Schweißgerätelieferant.

Wie lang ist die realistische Amortisationszeit?
Bei einer stabilen Teilefamilie, die den ganzen Tag geschweißt wird, in der Regel unter zwei Jahren. Bei kleinen Losgrößen oder häufigen Umrüstungen kann sie verschwinden — deshalb gehört die Umrüstzeit in die Kaufentscheidung.

Die Kurzfassung

Die Integration einer Laser-Schweißproduktionslinie zahlt sich aus, wenn drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Das Teil ist morgen dasselbe wie heute, das Schweißen dauert an einem Tag lange genug, um ins Gewicht zu fallen, und der Zyklus wird eher vom Beladen als vom Lichtbogen bestimmt. Fehlt eine davon, haben Sie einen teuren Weg gekauft, schneller zu schweißen als nötig.

Belade-, Schweiß- und Entladezeit getrennt erfassen. Bleiben Sie bei der Werkbank, wenn die Zahlen nicht passen; kaufen Sie die
wassergekühlte Schweißgeräte-Serie
plus eine Zelle, wenn sie passen.