Wenn ein Regierungsauftrag keinen Raum für Fehler lässt: Automatisierung des Schweißens von Motorgehäusen in Russland

Auf einen Blick

Die Herausforderung: Garantierter Output, nicht nur besserer Output

Als dieser Kunde uns zum ersten Mal kontaktierte, fragte er nicht, wie er seine Produktion steigern könne. Sie fragten, wie man es schützen könne.

Hierbei handelt es sich um einen Motoren- und Ölzylinderhersteller, der im Rahmen eines staatlichen Liefervertrags tätig ist und Motoren in die Regionen Nordrusslands liefert. Diese Unterscheidung ist wichtig. Ein gewerblicher Kunde, der nicht rechtzeitig beliefert wird, verliert einen Verkauf. Ein Hersteller im Rahmen eines Regierungsauftrags, der seine Lieferziele verfehlt, muss mit ganz anderen Konsequenzen rechnen. Der Zeitplan ist nicht verhandelbar. Die Lautstärke ist nicht flexibel.

Damals beschäftigten sich zehn Handschweißer mit dem Schweißen großer Motorgehäuse – schwerer Industriegussteile, die in Erdöl- und Energieanlagen verwendet wurden. Das sind keine kleinen, einfachen Teile. Motorgehäuse sind groß, strukturell komplex und erfordern lange, gleichmäßige Schweißnähte. Manuelles Schweißen in dieser Größenordnung ist langsam und körperlich anstrengend. Die Konstanz eines Schweißers nimmt im Laufe einer Schicht ab. Die Schweißqualität variiert von Bediener zu Bediener, von morgens bis nachmittags, von Tag zu Tag.

Zehn qualifizierte Schweißer, die in Vollschichten arbeiteten, produzierten Output – allerdings schwankte der Output, war schwer genau vorherzusagen und stand zunehmend unter Druck, da das Auftragsvolumen der Regierung zunahm. Die Frage, die sie an SZGH richteten, war direkt: Kann ein Roboterschweißsystem den Durchsatz garantieren, den wir benötigen, um diesen Vertrag zuverlässig in jedem Produktionszyklus zu erfüllen?

Das ist die Art von Frage, die ich ernst nehme. Es geht nicht um eine schrittweise Verbesserung. Es geht darum, ein System aufzubauen, das sie nicht im Stich lässt.

Warum Motorgehäuse eine lineare Schiene erfordern – nicht nur einen Roboter

Ich möchte hier konkret auf die technische Herausforderung eingehen, denn sie ist der Hauptgrund dafür, dass diese Lösung anders aussieht als eine Standard-Schweißroboterinstallation.

Bei den meisten Fallstudien zu Schweißrobotern – darunter auch bei anderen in unserem Portfolio – handelt es sich um relativ kompakte Werkstücke. Ein Möbelrahmen, eine Halterung, ein hydraulischer Beschlag. Für diese Anwendungen ist ein Roboterarm, der an einer festen Position montiert ist und mit einem Positionierer arbeitet, der das Teil dreht, genau die richtige Konfiguration. Der Roboter bleibt stehen; Der Positionierer bringt die Schweißnaht zum Roboter.

Motorgehäuse sind ein ganz anderes Problem. Dabei handelt es sich um große, lange Industriegussteile. Ein fester Roboterarm, egal wie leistungsfähig er ist, hat eine begrenzte Reichweite. Bei einem Werkstück dieser Größe kann eine einzelne feste Montageposition nicht den gesamten Schweißweg von Ende zu Ende abdecken. Sie benötigen entweder mehrere Roboter, die entlang des Teils positioniert sind – eine kostspielige und komplexe Anordnung – oder Sie nehmen in Kauf, dass bestimmte Abschnitte der Schweißnaht immer noch von Hand ausgeführt werden müssen.

Keines davon war für die Anforderungen dieses Kunden akzeptabel.

Diese Lösung verwendet eine lineare Schiene (oder „Bodenschiene“) – ein am Boden montiertes Schienensystem, entlang dem sich der Roboter während des Schweißprozesses bewegt. Anstatt an einem einzigen Punkt fixiert zu bleiben, bewegt sich der Roboter entlang der Schiene und deckt dabei die gesamte Länge des Motorgehäuses ab; Dies erweitert den effektiven Arbeitsbereich des Roboters und ermöglicht ihm die Bearbeitung des gesamten Werkstücks durch ein einziges automatisiertes Programm. Gleichzeitig dreht und neigt ein Positionierer das Gehäuse und sorgt so dafür, dass der Roboter jede Schweißnaht immer im optimalen Winkel anfährt.

Das Ergebnis ist ein koordiniertes System aus drei Elementen: Linearschiene, Schweißroboter und Positionierer – alles gesteuert von der SZGH-Steuerung als einheitliche Zelle. Der Roboter stoppt nicht und startet nicht neu; Während des Schweißens bewegt es sich kontinuierlich entlang der Schiene und hält nur an, wenn der Positionierer das Teil für den nächsten Durchgang neu positionieren muss.

Diese Konfiguration bewältigt, was ein fester Roboter einfach nicht kann.

Die Lösung: Eine koordinierte dreiachsige Schweißzelle

SZGH hat für diesen Kunden eine komplette Schweißzelle geliefert und in Betrieb genommen: einen industriellen Schweißroboter, einen für schwere Gussteile von Motorgehäusen ausgelegten Positionierer und eine lineare Bodenschiene, die auf die Länge der zu schweißenden Teile abgestimmt ist.

Der SZGH-Controller koordiniert alle drei Elemente gleichzeitig. Wenn das Schweißprogramm ausgeführt wird, bewegt sich der Roboter entlang der linearen Schiene, der Positionierer passt die Gehäuseausrichtung nach Bedarf an und die Schweißparameter bleiben durchgehend konstant – Fahrgeschwindigkeit, Lichtbogenspannung, Drahtvorschub – unabhängig davon, wo entlang des Gehäuses der Roboter arbeitet. Hierbei handelt es sich nicht um das Umschalten zwischen manuellen Modi für verschiedene Abschnitte. Es handelt sich um einen einzelnen, kontinuierlichen automatisierten Zyklus.

Bei großen, strukturell komplexen Schweißpfaden an Industriegussteilen dieser Art ist Konsistenz nicht nur ein Qualitätsproblem, sondern eine strukturelle Anforderung. Schweißnähte an Motorgehäusen im industriellen Einsatz müssen strengen Standards genügen. Die Wiederholbarkeit des SZGH-Systems stellt sicher, dass jedes Gehäuse Schicht für Schicht das Band verlässt und diesen Standards entspricht, ohne die Schwankungen, die sich bei manuellen Prozessen im Laufe der Zeit ansammeln.

Das System ist so konzipiert, dass es das Schweißprogramm zuverlässig über jede Produktionsschicht hinweg mit der Durchsatzrate ausführt, die erforderlich ist, um den vertraglichen Produktionsplan des Kunden einzuhalten – und zwar nicht nur in der ersten Betriebswoche.

Der Kundenbesuch: Den Umfang verstehen, bevor man eine Lösung empfiehlt

Wir haben die Anlage dieses Kunden in Russland besucht, bevor wir etwas spezifiziert haben.

Dieser Besuch war wichtig. Als wir die Motorgehäuse persönlich sahen – die großen roten Industriepumpengehäuse, die grünen Mehrzylinder-Motorblöcke mit ihren Zylinderreihen – bekamen wir einen direkten Einblick in die Größenordnung dessen, was sie produzieren. Dabei handelt es sich um massive Industriegussteile. Fotos geben das Gewicht und die Länge solcher Teile erst dann vollständig wieder, wenn Sie daneben stehen.

Wir trafen uns mit dem Team des Kunden in seinem Werk, machten einen Rundgang durch die Produktionshalle und untersuchten die spezifischen Teile und Schweißwege im Detail. Wir haben Messungen vorgenommen. Wir haben die Vertragsvolumina und den Lieferplan ausführlich besprochen. Erst nach dieser Bewertung haben wir die Empfehlung zur Einbeziehung des linearen Gleises finalisiert.

Dies ist kein Katalogverkauf. Die Wahl der falschen Konfiguration – die Angabe eines festen Roboters, wenn eine lineare Schiene erforderlich ist – hätte zu einem System geführt, das das eigentliche Problem nicht lösen konnte. Das Vertrauen des Kunden in SZGH wurde durch die Beratung vor Ort aufgebaut, und die von uns gelieferten Spezifikationen basierten auf direkten Kenntnissen über seinen Betrieb. Auf diese Weise arbeiten wir mit Kunden aus der Schwerindustrie zusammen, und deshalb machen wir Besuche vor Ort zu einem Standardbestandteil unseres Prozesses für Anwendungen dieser Größenordnung.

Warum dieser Fall für die Schwerindustrie wichtig ist

Die meisten Fallstudien zur Schweißautomatisierung konzentrieren sich auf die Leichtfertigung – kleine Teile, kurze Schweißnähte, sich wiederholende Zyklen mit hohem Volumen. Das sind gültige Bewerbungen, und SZGH bedient sie gut. Aber dieser Fall zeigt etwas anderes.

Die Schweißrobotersysteme von SZGH eignen sich für Anwendungen in der Schwerindustrie – große Gussteile, lange, komplexe Schweißnähte und Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Regierungsverträgen. Hersteller in den Bereichen Energieausrüstung, Öl und Gas, Schwermaschinen und Industrieinfrastruktur stehen vor demselben strukturellen Engpass: Das manuelle Schweißen großer Teile ist langsam, inkonsistent und schwer zu skalieren. Die lineare Schienenkonfiguration erweitert das Roboterschweißen auf Teilegrößen, für die andernfalls dedizierte Großrahmensysteme zu deutlich höheren Kosten erforderlich wären.

Wenn es bei Ihrer Produktion um große Werkstücke und hohe Leistungsanforderungen geht, ist diese Konfiguration ein direktes Gespräch wert.

Zusammenfassung der Ergebnisse

Ist Ihre Produktionslinie bereit für die Automatisierung?

SZGH arbeitet mit Herstellern aus den Bereichen Schwerindustrie, Energie und Präzisionsfertigung zusammen – von kompakten Baugruppen bis hin zu großen Industriegussteilen. Wir bewerten Ihre tatsächlichen Produktionslinien-, Teile- und Produktionsanforderungen, bevor wir eine Konfiguration empfehlen. Wenn Sie unter Auftragsdruck stehen oder die Produktion steigern möchten, lassen Sie uns darüber sprechen, wie das richtige System für Ihre spezifische Situation aussieht.