Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laser-Remote-Schweißanlagen vereinen Schnelligkeit und Flexibilität

10.08.2009
Die Laser-Remote-Technik reduziert bei Vielpunktschweißungen in der Blechbearbeitung unproduktive Nebenzeiten auf ein Minimum. Die Zeitersparnis beträgt im Vergleich zu den konventionellen Produktionsmethoden etwa 30%, die Einsparung von Produktionsfläche sogar rund 70%.

Bei der Laser-Remote-Technik wird mittels eines in zwei Achsen drehbaren Spiegels eine Positionierung des Laserstrahlfokus in der Ebene generiert. Bedingt durch die großen Brennweiten der Fokussieroptik bewirken kleine Auslenkungen des Spiegels bereits lange Wege in der Ebene und damit verbunden auch sehr schnelle Positionierungen des Fokus an verschiedenen Schweißpositionen.

Mit Hilfe dieses Prinzips werden Vielpunktschweißungen in der Blechbearbeitung revolutioniert, da unproduktive Nebenzeiten auf ein Minimum reduziert werden. Dieses Verfahren ist besonders geeignet für große, überwiegend flache Bauteile, die eine hohe Anzahl an Fügeverbindungen aufweisen.

Mit Systemen von Bergmann & Steffen lassen sich bis zu 200 Schweißverbindungen pro Minute erzeugen und so Widerstandspunktschweißungen substituieren. Damit entwickelt eine einzige Laser-Remote-Schweißanlage die Produktivität von zehn konventionellen Widerstandspunktschweiß-Robotern.

Laser-Anwendungen mit Rofin-Rechnik realisiert

Bergmann & Steffen hat ein Fertigungskonzept zum Laser-Remote-Schweißen für Automobilteile entwickelt. Es basiert auf einem Rundschalttischkonzept, das wahlweise im 90°- oder 180°-Betrieb und entweder mit ein, zwei oder drei Einlege- und Entnahmepositionen ausgerüstet sein kann. „Selbstverständlich ist dieses System auch für viele andere Produkte einsetzbar“, sagt Uwe Bergmann, geschäftsführender Gesellschafter der Bergmann & Steffen GmbH. „Die Leistungsfähigkeit dieses Systems ist natürlich wichtig, wir haben aber gelernt, dass die Flexibilität heute eine mindestens ebenso große Rolle für unsere Kunden spielt.“

Die Kombinationsmöglichkeiten sind vielfältig. Über die verwendete Vorrichtungsanzahl, die Kombination verschiedener Produkte auf einer Anlage, die Anzahl der Bediener und die Betriebsart kann flexibel reagiert werden. Weitere Vorteile sind die geringe benötigte Stellfläche (7 m × 8 m) und eine segmentierte Bauweise, die sowohl Transportkosten als auch Montage-/Demontage- und Inbetriebnahmezeiten reduzieren.

Alle bisherigen Anwendungen wurden, aufgrund der für lange Brennweiten (bis 1800 mm) erforderlichen hohen Stahlqualitäten und der einfachen Handhabung, mit Rofin-CO2-Slab-Lasern und Rofin-Scannertechnik realisiert.

Die Nachfrage nach diesen Laser-Remote-Schweißanlagen wurde in den ersten Jahren massiv durch einen einzigen, großen Automobilzulieferer bestimmt. Dieses Unternehmen hat, wo technisch sinnvoll, seine komplette Produktpalette nach Laser-Remote-Anwendungen durchforstet und konsequent umgestellt. Anlagen und Vorrichtungen von Bergmann & Steffen sind heute vorwiegend bei Johnson Controls, Faurecia, Keiper, TWB Presswerk und Lear im Einsatz, wobei Johnson Controls sicher zurzeit aufgrund der Anzahl der vorhandenen Systeme und der langjährigen Erfahrungen eine dominante Position einnimmt.

Laser-Remote-Schweißtechnik erfordert Umdenken in der Konstruktion

In früheren Zeiten wurden PKW-Sitzkomponenten wie Vorder- und Hintersitzlehnen, Sitzschalen oder Sitzschienen häufig in einer Kombination aus Lichtbogenschweißen und Widerstandsschweißen hergestellt. Natürlich erforderte die Umstellung auf die Laser-Remote-Schweißtechnik nicht nur die Investition in neue Produktionsmittel, sondern auch ein völliges Neudesign, also ein Umdenken in den Konstruktionsabteilungen, um die Vorteile des Verfahrens voll nutzen zu können.

„Dieser Schritt hat — gerade in der Anfangszeit in den Jahren 2002 und 2003 — viel Mut auf Seiten des Kunden erfordert“, so Bergmann. „Heute ist das Schweißverfahren für Sitzkomponenten am Markt voll etabliert und zahlt sich die damalige Entscheidung für unseren Kunden aus. Er erhält von uns langlebige, wartungsarme Anlagentechnik, gepaart mit hoher Flexibilität und Verarbeitungsgeschwindigkeit. Der Wissensvorsprung um diese Verbindungstechnik und die langjährige Produktionserfahrung sichern heute seine sehr gute Marktposition.“

Remote-Schweißen mit Faserlaser

Mit Blick voraus erklärt der Geschäftsführer: „Aufgrund der aktuellen Nachfragesituation werden wir das System in näherer Zukunft auch mit einem Faserlaser anbieten.“ Faserlaser weisen im Vergleich zu den heute verwendeten CO2-Lasern Vorteile wie einen höheren technischen Wirkungsgrad und damit einen geringeren Energieverbrauch, eine kompakte Bauform, Wartungsarmut und zukünftig wohl auch eine Investitionskostenersparnis auf.

Die Zeitersparnis für den Kunden beträgt mit diesen Schweißmaschinen etwa 30% im Vergleich zu den konventionellen Produktionsmethoden wie Lichtbogenschweißen und Widerstandsschweißen, die Einsparung von Produktionsfläche liegt sogar bei etwa 70%. Aber obwohl insbesondere in der Automobilzulieferindustrie jede Sekunde und jeder Quadratmeter zählt, ist die Zeitersparnis nicht einmal der größte Vorteil in dieser Branche. Dort ist vielmehr die hohe Flexibilität das entscheidende Kriterium.

Bei der Entwicklung der Anlage wurde auf kürzeste Vorrichtungswechselzeiten und intelligente SPS-Programmierung Wert gelegt. Heute können unterschiedliche Produkte gleichzeitig auf einer Anlage und quasi auf Knopfdruck hergestellt werden. „Der Kunde kauft sich nicht mehr, wie in früheren Zeiten, eine spezifische Schweißanlage, sondern einfach Produktionskapazität“, urteilt Bergmann. „Die Nutzung dieser Anlagen obliegt dem Kunden – diese sind für Klein- und Großserien oder auch zur Prototypenfertigung gleichermaßen geeignet.“

Erfolgsgeheimnis liegt in der verwendeten Spanntechnik

Das Erfolgsgeheimnis beim Laserschweißen liegt nicht zuletzt in der verwendeten Spanntechnik. Bergmann & Steffen hat neben spezieller Spanntechnik auch Verfahrenstechnik speziell zum Laser-Remote-Schweißen entwickelt. Dabei werden die Einzelteile durch eine Vielzahl von Druckelementen – häufig am Nahtanfang und Nahtende — prozesssicher an quasi beliebig vielen Stellen mit nur einer einzigen Bewegung eingespannt. Die typischerweise bei Umformteilen auftretenden Toleranzen spielen aufgrund der hydraulischen Werkstückspannung und der massiven Vorrichtungsbauweise nur noch eine untergeordnete Rolle.

Auch dem Problem der Plasmaabschirmung und anderer systembedingter Störeffekte wurde durch die Entwicklung geeigneter Verfahrenstechnik begegnet. Mit gerichteten Luftströmungen in der Schweißkabine und dem Schweißwerkzeug wird der Laserschweißprozess – unabhängig von der verwendeten Strahlquelle — stabilisiert und das Schweißen mit hohen Leistungen, also hohen Vorschubgeschwindigkeiten und hoher Wirtschaftlichkeit, erst möglich.

Peter Wulf | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/verbindungstechnik/articles/224584/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten