Sind Bahnkorrekturen notwendig, können die betroffenen Teach-Punkte bequem per Drag-and-drop verschoben werden. Soll eine Anfahrt zum Bauteil geändert werden, drücken die Fachkräfte kurzerhand „Reset“. In der Folge fährt der virtuelle Roboter zum Start einer neuen Anfahrt in die Home-Position. Im Realbetrieb müsste man den Roboter zeitaufwendig freifahren, mittels Robotersteuerung in die Home-Position bewegen und den Teach-Vorgang neu starten. Indem sich die Expertinnen und Experten von Anton Paar für die Offline-Programmier- und Simulationssoftware Pathfinder entschieden haben, gewinnen sie nicht nur wertvolle Zeit für Schweißarbeiten, sondern erkennen Fehlerquellen bereits im Vorfeld.  

Die Robotersteuerung beinhaltet für jeden Workflow-Typ ein hierarchisch übergeordnetes Roboterprogramm. Darin werden die mit Pathfinder erstellten Schweißprogramme abgelegt. Wird an der HMI eine Palette für Workflow 2 (Bauteile werden unmittelbar auf der Palette geschweißt) angelegt, filtert sie die entsprechenden Roboterschweißprogramme und die Schweißfachkraft von Anton Paar kann bequem zwischen all jenen, die für Workflow 2 verfügbar sind, wählen und der Palette das benötigte Schweißprogramm zuordnen. Außerdem besteht die Möglichkeit, nicht nur ein einzelnes Schweißprogramm einzusetzen, sondern eine ganze Arbeitskette zu erstellen. Es ist zum Beispiel möglich, für eine Palette zuerst ein WIG-Programm anzulegen, dem in der aktuellen Kette ein MAG-Programm (z. B. CMT) folgt. In diesem Fall würde die Roboterschweißanlage beide Programme nacheinander abarbeiten und dabei den Schweißprozess automatisch wechseln. Darüber hinaus können die Expertinnen und Experten von Anton Paar bestimmte Sonderschritte in den HMI‑Ablauf einfügen. Das System kennt beispielsweise den Sonderschritt „Bauteil wenden“, der zwischen den beiden Schweißverfahren (WIG und CMT) bei Bedarf eingesetzt werden kann.  

Wird für das Paletten-Handling, wie in Workflow 1 beschrieben, ein bestimmter Greifer benötigt, müssen ihn Anlagenbedienerin oder Anlagenbediener im System auswählen. Insgesamt stehen – wie bereits erwähnt – sechs verschiedene Greifer zur Verfügung, die allesamt in einem Greiferbahnhof stationiert sind.

Greif- und Ablagepositionen teachen

Die klassische Handling-Abfolge selbst – Palette abholen, für das Schweißen in Position bringen, rücktransportieren und ablegen – ist ein Standardprogramm und erfordert kein Eingreifen vom Operator. Im Fachjargon spricht man von einer „gekapselten“ Funktion. Lediglich die Greifpositionen müssen angegeben werden.  

Wird ein neues Bauteil „eingefahren“ und von einer der Ablage- oder Aufnahmestationen nicht erkannt, pausiert an dieser Stelle der Automatiklauf. Die Schweißfachkraft wird aufgerufen, mit der Robotersteuerung – dem Fanuc iPendant – einen Teach-Vorgang zu starten, und erhält dafür eine Schritt-für-Schritt-Anleitung von der Anlagensoftware. Auf diese Weise „lernt“ das System die benötigte Greif-/Ablageposition für die betroffene Station (z. B. für die Zwischenablage). Sie wird in einem Register gespeichert und steht dem Handling-Ablauf ab sofort zur Verfügung. Anschließend kann der Automatiklauf bis zur nächsten Station fortgesetzt werden. Ist das Bauteil dort ebenfalls unbekannt, muss auch diese Position geteacht werden. Hat man alle Stationen nach dem soeben beschriebenen Schema durchgearbeitet, transportiert der Handling-Roboter alle weiteren gleichen Bauteile vollautomatisch durch die Anlage – ohne Unterbrechung.  


Sollten für eine Palette sieben Bauteile vorgesehen sein, sich aber nur drei Bauteile darauf befinden, stellt das für die Anlage kein Problem dar. Sie erkennt einen „Leergriff“ und fährt automatisch zur nächsten Bauteilposition.

Custom-made: die Teach-Palette   

Zusätzlich zur standardgemäßen Offset-Belegung, die einfache Bauteilformen bevorzugt, setzte sich Anton Paar zum Ziel, bis zu 30 Metallkomponenten an beliebigen Palettenplätzen ablegen zu können. Fronius löste diesen Wunsch mit der Funktion „Teach-Palette“. Wird sie ausgewählt, kann die Position jedes Bauteils auf der Palette separat geteacht werden.  

„Diese beiden Varianten – Offset- und Teach-Palette – bieten uns ein Maximum an Flexibilität bei der Bauteilbestückung“, erörtert Dr. Ingo Riemenschneider, Department Manager Production Automation. „Nicht immer ist es sinnvoll, dass wir Bauteilpositionen über Offset-Abstände definieren. Es gibt Bauteile, die wir wegen ihrer komplexen Formen in verschiedenen Orientierungen fixieren müssen.“

Präzise wie am ersten Tag – auch nach Monaten   

Wollen die Schweißfachkräfte einen Schweißvorgang starten, scannen sie die Artikelnummer mit ihrem Handscanner vom Bauteildatenblatt.  

„Erkennt die Anlage die Artikelnummer und somit das Bauteil, weiß sie über Handling und Schweißprozess Bescheid und startet den Betrieb. Gesteuert wird alles über die HMI-T21 RS. Welcher Greifer und welche Vorrichtung benötigt werden, ist für jedes der Bauteile hinterlegt“, führt Riemenschneider aus. „Das Gleiche gilt für die Argon-Spüldauer während des Formierens und die Nahtlaufzeit. Ebenso weiß das System, ob und welche Daten für die Prozessdatenerfassung benötigt werden.“  

Monate später ist die Roboterschweißzelle noch genauso präzise wie am ersten Tag: Die Schweißnaht sitzt perfekt an der gleichen Stelle. Auch deshalb, weil man bei Anton Paar die Bauteile µm-genau fertigt und vorbildlich anarbeitet.

Mehrfaches Wenden von Bauteilen möglich – auch beim Formieren

Der Dreh-Kipp-Positionierer besitzt eine Mediendurchführung für vier Durchströmleitungen, zwei für Luft und zwei für Argon, und kann bis zu 32 Input-Output-Signale (IOs) übergeben. Diese ist aus Kunststoff und wurde von Anton Paar im 3-D-Druck produziert. Muss formiert werden, holt sich der Handling‑Roboter zuerst die dafür benötigte Spannvorrichtung aus dem Palettenregal und spannt diese mit der Hilfe eines speziellen Spannsystems auf dem Manipulator auf. Ab sofort sind sowohl die Luftleitungen für die Pneumatik-Zylinder als auch die Gasleitungen für das Spülen mit Argon angeschlossen. Auch die elektrischen Signale werden jetzt von der Spannvorrichtung weitergegeben. In der Folge positioniert der Handling-Roboter die Bauteile und die Anlage löst das Signal zum Spannen aus. Jetzt kann formiert und anschließend geschweißt werden. Das System ist so ausgelegt, dass ein mehrfaches Wenden der Bauteile auf einer einzigen Spannvorrichtung möglich ist.
„Es ist uns wichtig, dass sämtliche Prozesse und Eigenschaften, die in der Anlage umgesetzt wurden, bezüglich ihrer Wiederholbarkeit offen sind. Ob ein Wendeprozess einmal oder hundertmal durchgeführt wird, muss vom System her egal sein. Da sich die Komplexität der Bauteile immer wieder ändert, haben wir gemeinsam mit den Expertinnen und Experten von Fronius sehr viel Energie verwendet, um die Abläufe so uneingeschränkt wie möglich zu gestalten“, betont Riemenschneider.

Schweißtechnisch auf höchstem Niveau