Kraftgeregelte, servomotorische Schweißzange
Erhöhte Prozesssicherheit bei der Bearbeitung höchstfester Stähle
Das Punktschweißen ist bis heute die dominierende Fügetechnik im Karosseriebau. Der Antrieb der Schweißzangen erfolgt dabei traditionell pneumatisch. Elektromotorisch betriebene Zangen bieten jedoch große Vorteile in Bezug auf die Steuerungs- und Regelungstechnik. Ihr Einsatz ermöglicht eine deutliche Verbesserung von Prozesssicherheit und Qualität – vor allem bei der Bearbeitung innovativer Leichtbaustähle.Die INPRO-Partner erkannten dieses Potenzial und entschieden sich, die Vor- und Nachteile der neuen Technologie gemeinsam zu untersuchen, um die technologischen und wirtschaftlichen Vorteile gegenüber konventionellen pneumatischen Antrieben systematisch herauszuarbeiten.
Es konnte gezeigt werden, dass servomotorisch angetriebene Schweißzangen die Qualität beim Schweißen signifikant verbessern. Sie ermöglichen ein geregeltes Anfahren der Elektroden an das Blech und gewährleisten jederzeit eine exakte Positionsbestimmung. Das prallfreie Aufsetzen der Elektroden verbessert die Elektrodenstandzeiten und reduziert darüber hinaus Geräuschemissionen im Betrieb.
Besonders hervorzuhebende Vorteile sind die Möglichkeiten, Kraftprofile vorzugeben und das Nachsetzverhalten – also das Einsinken der Schweißkappen während des Schweißvorgangs – kontrolliert auszugleichen. Elektrisch angetriebene Schweißzangen garantieren eine schnellere Verfügbarkeit des vollen Kraftniveaus mit dem Ergebnis einer messbaren Taktzeitverkürzung.
Auf Basis der Untersuchungen von INPRO entschied KUKA, die Ansteuerung von elektrischen Schweißzangen als 7. Achse in der Robotersteuerung zu integrieren. Im Ergebnis dieser Entwicklung konnten heute zwei sehr erfolgreiche Produkte im Markt positioniert werden: Eine Drehmomentregelung über den Motorstrom des Zangenantriebs und eine Kraftregelung durch einen Kraftsensor am Elektromotor.
Heute sind über 5000 Einheiten im industriellen Einsatz, wobei die Automobilproduktion von der gesteigerten Zuverlässigkeit und Qualität in hohem Maße profitiert.
Moderne höchstfeste Stähle sind eine wichtige Basis für die Produktion von Karosserien mit hoher Stabilität und geringem Gewicht. Aus Sicht der Schweißtechnik ist ihre Verarbeitung eine große Herausforderung. Der Einsatz elektrisch angetriebener Servozangen erweist sich gerade hier als sehr vorteilhaft. Daher ist diese innovative Technologie auch ein Schlüssel zu Fahrzeugsicherheit und Leichtbau.