Mit neuen Schweißlösungen in Richtung Industrie 5.0

Josep Viñolas gründete Viñolas Metall 1968 in Cornellà del Terri. Seitdem stellt das Unternehmen Metallkonstruktionen für Betriebe und private Konsumenten her. Jahre später trat sein Sohn David Viñolas in das Unternehmen ein und investierte in neue Maschinen und Technologien für das Exportgeschäft und die softwaretechnische Optimierung von Projektabläufen. Die Werkseinrichtungen wurden vor Kurzem um eine 4.000 m2 große Produktionsstätte in Banyoles erweitert, welche die 800 m2 große Montagewerkstatt in Cornellà del Terri ergänzt. Darüber hinaus wurde Viñolas Metall von der Fronius Welding Academy nach ISO 3834-2 zertifiziert.

Die Kunden des Tech-Unternehmens sind breit gefächert und kommen aus unterschiedlichen Branchen: Weinbau, Wasseraufbereitung, Schwimmbadzubehör, Maschinenbau, Anlagenbau, Werkzeugbau, Kraftwerksbau und Eisenbahnbau. Viñolas Metall ist für innovative Lösungen, seine hohe Servicequalität und seine effiziente, kundenorientierte Projektabwicklung bekannt.

Aktuelle Situation und neue Herausforderungen

Gegenwärtig entfallen 70 bis 80 % der Produktionszeiten auf Schweißarbeiten. Am häufigsten werden Kohlenstoffstahl, Edelstahl (304, 316, Duplex und Superduplex), Aluminium und COR-TEN® verarbeitet.

Gefügt werden vorwiegend kleinere Komponenten, aber auch Bauteile mit großen Abmessungen und hohem Gewicht. Das Spektrum der Blechstärken bewegt sich zwischen zwei und 40 mm. Geschweißt wird in den Positionen PA (Wannenposition), PB (Horizontal-Vertikal-Position) und PC (Querposition) – bei Vertikalträgern und Rohren auch in den Zwangslagen PF (Steigposition) und PG (Fallposition). Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind WIG und MIG/MAG bei manuellen Aufgaben sowie das ArcTig-Stichlochverfahren bei automatisierten Anwendungen. Ebenfalls zum Einsatz kommen Orbitalschweißsysteme. Hier rotiert der Brenner beim Fügen um das Bauteil.

Angesichts der Spezialisierung auf technisch anspruchsvolle, komplexe Metallkonstruktionen steht Viñolas Metall vor zwei neuen Herausforderungen: Die erste besteht in einer Lösung für das Fügen von hochwertigen, jederzeit reproduzierbaren Schweißnähten für die Serienproduktion. Dabei muss auf Branchenvorgaben und Schweißnormen Rücksicht genommen werden. Es geht hier um Komponenten, die hohen Belastungen ausgesetzt sind und in stark korrosiver Umgebung zum Einsatz kommen – zum Beispiel im Anlagenbau.

Bei der zweiten Anforderung stehen Schweißautonomie und Anlagenoptimierung im Vordergrund. Das gewünschte System soll in der Lage sein, selbstständig und ohne Einbußen an Schweißqualität zwischen zwei Schweißverfahren (WIG und MIG/MAG) zu wechseln – all das im Zuge eines schnellen Prozesswechsels. 

Die Lösung: Roboterschweißzelle mit TPS 400i CMT

Infolge der guten Erfahrung mit Fronius Schweißgeräten und Prozessen setzt Viñolas Metall sowohl in technischer Hinsicht als auch bei Effizienzthemen auf die Professionalität und Zuverlässigkeit von Fronius.

„Wenn wir identische Teile in höchster Schweißqualität schweißen müssen, wenden wir uns an Fronius, weil wir dort immer die Lösung finden, nach der wir suchen“, sagt David Viñolas, Geschäftsführer von Viñolas Metall.

Im konkreten Fall besteht die Herausforderung für Viñolas im Schweißen von Trägern für Schwimmbadüberdachungen. Zum Einsatz kommen die austenitischen Chrom-Nickel-Stähle 304 und 316. Die schweißtechnische Lösung besteht aus einer Roboterschweißzelle, ausgestattet mit einem TPS-400i-CMT-Schweißgerät, einem Hohlarm-Schweißroboter und einem H-Wender, der beidseitig mit je zwei senkrechten Drehtischen auf Horizontalachse ausgestattet ist. Zwischen den Drehtischen sind maßgeschneiderte Spannvorrichtungen montiert. Jede einzelne kann vier der Edelstahlträger aufnehmen.

Ist eine Seite des H-Wenders mit vier Stahlträgern bestückt, werden diese in die Schweißzelle hineingedreht und in einem einzigen Zyklus gefügt. Währenddessen können auf der anderen Seite die fertiggeschweißten Bauteile entnommen und vier neue positioniert werden. Das spart wertvolle Taktzeit. Sobald das Teachen der Anlage beendet ist, sind Schweißprogramm samt Achsbewegungen vorgegeben und die Schweißnahtqualität gesichert. Das Bauteilhandling selbst kann von angelernten Bedienerinnen und Bedienern übernommen werden. Dafür werden keine erfahrenen Schweißfachkräfte benötigt – in Zeiten des Fachkräftemangels ein besonderer Vorteil.

„Wir möchten, dass unsere besten Schweißerinnen und Schweißer an großen Projekten mit hoher Wertschöpfung arbeiten. Kleinere Serienteile schweißen wir dagegen mit der Roboterschweißzelle“, erklärt Mechatroniker Matheus Borborema. 

Der in der Schweißzelle zum Einsatz kommende Cold-Metal-Transfer-Prozess (CMT) zeichnet sich durch seinen minimalen Wärmeeintrag aus. Dieser reduziert die Wärmeeinflusszone und somit die Verformung des Grundmaterials. Gleichzeitig besticht er durch eine enorm hohe Lichtbogenstabilität. CMT ermöglicht dadurch höhere Schweißgeschwindigkeiten bei geringer Spritzerbildung, was unwirtschaftliche Nacharbeiten und Verbrauchsmaterialkosten reduziert.