Industrie 5.0 löst Industrie 4.0 ab. Immer mehr Medien publizieren über die Auswirkungen auf Betriebe und Arbeitsmarkt. Was aber bedeutet dieser Begriff für metallverarbeitende Betriebe? Was verkörpert er im Hinblick auf die unterschiedlichen Schweißprozesse in der gewerblichen wie industriellen Fertigung? Welche Auswirkung hat die digitale Vernetzung von Mensch, Anlagen und Komponenten – welche Vorteile bringt sie für Unternehmen?
Stabile Schweißprozesse mit geringem Verzugsverhalten sicherstellen. Schweißparameter analysieren, optimieren und dokumentieren. Gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit erhöhen. Das sind heute die fundamentalen Herausforderungen für viele metallverarbeitende Unternehmen. Digitalisierung und Vernetzung spielen dabei eine wichtige Rolle. Am Standort Wels betreiben wir neben unserem Prototypen-Zentrum eine sogenannte „Labormeile“, wo digitales Highend-Equipment anschaulich zur Anwendung kommt. Somit bieten wir potenziellen Kundinnen und Kunden nicht nur die Möglichkeit, das Prototypenschweißen vollständig auszulagern, sondern auch eine Menge Beispiele dafür, wie Industrie 5.0 in der Praxis aussehen kann.
Viele Betriebe programmieren ihre Schweißfolgen „offline“ – getrennt von ihren Roboteranlagen. Auf diese Weise müssen die Schweißarbeiten nicht zuerst beendet werden, falls ein Roboter für künftige Aufgaben zu teachen ist. Die neuen Schweißfolgen werden dabei Naht für Naht im Vorhinein festlegt und simuliert. Offline-Programmier- und Simulationssoftware wie unser Pathfinder erkennt Achslimits, berechnet Start- und Endpunkte sowie Anfahrtswege und setzt selbstständig Positionspunkte. Störkonturen werden visualisiert und Brenneranstellungen rechtzeitig korrigiert – schon im Vorfeld und nicht erst während der ersten Schweißversuche. Offline-Programmieren und -Simulieren optimiert den Schweißablauf, erhöht die Produktivität und spart unnötige Stillstandkosten.
Für hochwertige Schweißverbindungen müssen Metalloberflächen von Schmutz und Fremdpartikel befreit werden – zum Beispiel im Automobilbau. Das von uns entwickelte Oberflächenreinigungssystem „Acerios“ revolutioniert diesen Reinigungsprozess. Dabei nutzt es die Wirkung von Heiß-Aktiv-Plasmatechnologie: Trifft heiß-aktives Plasma auf Werkstoffoberflächen, verursacht der Gasstrom eine mechanische Reinigung. Dabei lösen Plasma und Hitze einen chemischen Prozess aus. Gemeinsam beseitigen sie organische und filmische Verschmutzungen auf Metallen wie Aluminium oder Stahl punktgenau, schnell und wirksam. Zeitgleich führt ein Roboter den Brenner mit Geschwindigkeiten von etwa 6 Metern/Minute über die Metallflächen. Während dieses Vorgangs erzeugt das System eine Plasma-Flamme mit bis zu 1.000 Grad Celsius. Je nach Anforderung können entweder ganze Flächen oder einzelne Bereiche punktuell behandelt werden.
Unsere Kundinnen und Kunden erzielen dabei eine deutliche Effizienzsteigerung: Statt so sauber wie möglich reinigt Acerios präzise so sauber wie nötig und schont zugleich Geld- und Umweltressourcen – auch deshalb, weil Acerios ohne chemische Reinigungszusätze auskommt.
Stabile, spritzerarme Schweißprozesse erfordern digitale Schweißsysteme mit enormer Rechenleistung – ganz abgesehen von gigantischen Speicherkapazitäten, extrem schnellen Bussystemen und nicht zuletzt dynamischen Drahtvorschüben. Ausgezeichnete Wurzelerfassung, hohe Abschmelzleistung bei reduziertem Wärmeeintrag, stabiles Einbrand-Verhalten und konstante Lichtbogenlänge sind die geforderten Eigenschaften.
Wir tragen diesen Ansprüchen mit der zukunftsorientierten Schweißgeräteplattform TPS/i Rechnung. Sie ermöglicht innovative Schweißprozesse wie LSC (Low Spatter Control), PMC (Pulse Multi Control) oder PCS (Pulse Controlled Spray Arc). LSC zeichnet sich durch hohe Lichtbogenstabilität und reduzierte Spritzerbildung aus. PMC besticht durch eine verbesserte Pulskorrekturfunktion und dem weiterentwickelten Synchro-Puls-Verfahren. Beide Schweißprozesse verfügen über Einbrand- und Lichtbogenlängen-Stabilisatoren. PCS wiederum erlaubt es Schweißfachkräften, übergangslos zwischen Impulslichtbogen und Sprühlichtbogen zu wechseln. Der problematische Übergangslichtbogen wird dabei ausgeblendet.
Innovative Schweißprozesse und Kennlinien vereinfachen die Bedienung der Schweißgeräte, sparen Zeit und erhöhen die Qualität von Schweißnähten. Noch immer unübertroffen – besonders beim Dünnblechschweißen – ist unser CMT-Prozess, der eine kontrollierte Tropfenablöse bei limitiertem Wärmeeintrag ermöglicht.
Automatisiertes, vollkommen autonomes Schweißen mit fehlerlosen Schweißnähten – das ist unsere Vision. Schweißsysteme sollen Spalten, Spanntoleranzen und andere Unregelmäßigkeiten selbstständig ausgleichen.
Mit WireSense, SeamTracking und TouchSense stellen wir innovative Assistenzsysteme für unterschiedliche Anwendungen zur Verfügung. Die Effizienzsteigerung, die sie ermöglichen, ist beträchtlich. Schweißroboter können mit ihrer Hilfe die programmierten Schweißbahnen selbstständig an abweichende Nahtverläufe anpassen. Das verringert die Nacharbeit deutlich. Der Aufwand für ein nachträgliches Umprogrammieren von Roboterbahnen reduziert sich. Alle drei Assistenzsysteme verwenden die Drahtelektrode sowohl als Sensor als auch als Zusatzwerkstoff. Einschränkungen bei der Bauteilzugänglichkeit, wie dies häufig mit Laser- oder Kamera-Sensorsystemen der Fall ist, gibt es keine.
Unternehmen sparen Wartungsarbeiten und Ausgaben für zusätzliche Sensor-Hardware.
Fronius WireSense
Unser ArcView-Kamerasystem ermöglicht Schweißfachkräften einen unmittelbaren Blick auf den Lichtbogen und damit eine Echtzeit-Überwachung des laufenden Schweißprozesses. Im Betrieb mit TPS/i-Schweißsystemen liefert ArcView hochauflösende Bilder. Erzeugt werden sie durch eine pulsgesteuerte Bildgenerierung, exakt in den Dunkelphasen des Lichtbogens. Dabei werden unterschiedliche Belichtungen zu einem detailreichen HDR-Bild zusammengefügt. Wird ein Schweißfehler wie zum Beispiel eine Porenbildung erkannt, kann jederzeit eingegriffen werden.
Transparenz und Sicherheit sind häufige Anforderungen in der schweißtechnischen Produktion. Das Gleiche gilt für Produktivitätssteigerung und Zeitersparnis. Dazu braucht es die Aufzeichnung von Schweißdaten zur Analyse und Dokumentation. Unmittelbares Feedback hilft, Prozesse zu optimieren, Systemzustände zu überwachen und Fehler zu erkennen. Unsere Datendokumentationssoftware WeldCube speichert alle relevanten Daten aus dem Schweißprozess und ermöglicht ein präzises Tracken aller Schweißnähte.
Unsere WeldCube-Varianten sind webbasierte Softwarelösungen. Nutzerinnen und Nutzer können über Computer oder mobile Endgeräte zugreifen und Details zu ihren Schweißergebnissen abrufen. Das System dokumentiert den Fortschritt der Schweißarbeiten und bewertet per Ampelsystem jede einzelne Schweißnaht.
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Unser modernes optisches Vermessungssystem, wie es im Prototypen-Zentrum Verwendung findet, prüft Verzug und Bauteilabweichungen im Vergleich mit den CAD-Konstruktionsdaten der Bauteile. Ein Roboter bringt dafür an verschiedenen Stellen der Bauteile eine spezielle Vermessungskamera in Position. Bevor diese abgelichtet werden, wird ein Lichtgitter auf die Bauteile geworfen. Mit Hilfe dieses Lichtgitters erkennt das System die Konturen des Bauteils und erzeugt ein dreidimensionales Bild. Abweichungen von den ursprünglichen Konstruktionsdaten werden von der Systemsoftware erkannt und ausgewertet. Die Ergebnisse aus den Vermessungsdaten dienen nicht nur der Qualitätskontrolle, sie führen auch zu einem permanenten Optimieren der Fügearbeiten.
Vielfältige Bauteile aller Größen und Formen verlangen nach intelligenten Schweißkonzepten. Unsere Welding Automation setzt in der Robotik auf den Plattformgedanken. Dieser ermöglicht es, standardisierte Komponenten zu einem kundenspezifischen Schweißsystem zu kombinieren. Zum Einsatz kommen Schweißroboter, Handling-Roboter, Positionierer, Wechselstationen für Brenner und Kontaktrohre, Greifer-Ablagesysteme, Bauteilschleusen für den Ein- und Austransport und automatisierte Regalsysteme. Die digitale Vernetzung all dieser Komponenten und die Steuerung über eine zentrale Systemsteuerung gewährleisten voll automatisierte Abläufe beim Schweißen und Bauteil-Handling und sorgen so für ein hohes Maß an Autonomie. Verfügbar sind Schnittstellen zu gängigen ERP-Systemen und eine Web-API für den Datentransfer zu Drittsystemen.
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