Das Roboterschweißen hat sich in modernen Produktionslinien als unumgängliche Lösung durchgesetzt. Es erfüllt die steigenden Anforderungen an Präzision, Wiederholbarkeit und Taktung in vielen Industriezweigen.
Zu den innovativsten Verfahren gehört das Rührreibschweißen, kurz FSW, das sich dadurch auszeichnet, dass es nicht schmilzt und Materialien miteinander verbindet, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer schweißbar sind.
Die Integration dieses Verfahrens in robotergestützte Systeme eröffnet neue technische Leistungen. Es ermöglicht, die Effizienz des FSW mit der Flexibilität und Automatisierung von Industrierobotern zu kombinieren.
Doch was hat es mit dem robotergestützten FSW-Schweißen auf sich? In diesem Artikel stellt Ihnen TRA-C industrie die Prinzipien des robotergestützten FSW-Schweißens, seine Anwendungsbereiche, seine konkreten Vorteile und die technischen Herausforderungen bei seiner Umsetzung vor…
Was ist Roboterschweißen?
Roboterschweißen bezeichnet den Einsatz von Robotern zur Automatisierung von Schweißvorgängen. Mit diesen Geräten lassen sich präzise, wiederholbare und kontrollierte Schweißnähte mit gleichbleibender Qualität in großen Stückzahlen herstellen.
Mithilfe von Gelenkarmen und fortschrittlichen Steuerungssystemen können Schweißroboter an verschiedene Geometrien angepasst werden. So können sie komplexe Bahnen ausführen und an Werkstücken unterschiedlicher Größe arbeiten!
Dieses Verfahren verringert auch die Abhängigkeit von Arbeitskräften, verbessert die Sicherheit, indem es die Exposition der Bediener begrenzt, und steigert die Produktivität. Daher eignet es sich besonders für anspruchsvolle Industrieumgebungen.
Schließlich kann der Schweißroboter verschiedene Verfahren integrieren: MIG/MAG, WIG, Laser und Friction Stir Welding (FSW). Diese Diversifizierung eröffnet dann neue Perspektiven für Anwendungen mit hoher Wertschöpfung.
Das Reibrührschweißverfahren
Das Rührreibschweißen ist ein innovatives Fügeverfahren, das auf mechanischer Reibung beruht. Die Rotation eines Werkzeugs erzeugt Wärme, plastifiziert die Materialien an der Kontaktstelle und ermöglicht ihre Verbindung im festen Zustand.
Das rotierende Werkzeug mit einer Spitze dringt in die zu schweißenden Teile ein und erzeugt eine Durchmischung des Materials. Dadurch entstehen feste, homogene Verbindungen mit wenigen metallurgischen Fehlern.
Das FSW-Verfahren eignet sich besonders für Leichtmetalllegierungen wie Aluminium, wird aber auch bei Kupfer, einigen Stählen und Verbundwerkstoffen angewendet. Es zeichnet sich durch die erzielte Schweißqualität und die geringe Verformung der Werkstücke aus.
Ohne Metallzufuhr oder Schmelzen garantiert FSW eine hervorragende mechanische Festigkeit der Verbindungen. Damit erfüllt es die Anforderungen anspruchsvoller Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Eisenbahn…
Integration von Friktionsmischen in die Robotik
Das robotergestützte Rührreibschweißen beruht auf der Kombination eines Roboterarms und eines speziellen FSW-Kopfes. Der Roboter steuert die Bewegung und Ausrichtung des Werkzeugs, während der Kopf für die Rotation und die präzise Steuerung der Andruckkraft auf das Werkstück sorgt.
Die FSW-Köpfe für Roboter sind so konstruiert, dass sie eine perfekte Prozessstabilität aufrechterhalten. Sie enthalten hochpräzise Motoren, Kraftsensoren und Kühlsysteme, um eine gleichbleibende Qualität der Schweißnaht zu gewährleisten!
Die FSW-Werkzeuge, die aus einem Stift und einer Schulter bestehen, sind speziell für Roboteranwendungen geeignet. Ihre Geometrie variiert nämlich je nach den zu schweißenden Materialien und Stärken, um die Durchmischung und die Qualität der Verbindungen zu optimieren.
Die kombinierte Funktion von Roboterarm und FSW-Kopf ermöglicht es, komplexen 3D-Bahnen zu folgen. So wird der Weg frei für die automatisierte Montage von Teilen mit unterschiedlichen Formen, mit erhöhter Produktivität und kontrollierter Qualität.
Industrielle Anwendungen des FSW-Roboterschweißens
Das FSW-Roboterschweißen findet in vielen Industriezweigen Anwendung. Seine Fähigkeit, feste Verbindungen ohne Schmelzfehler herzustellen, macht es zur bevorzugten Wahl für Leichtbauteile.
In der Luftfahrtindustrie wird er zum Zusammenbau von Aluminiumplatten und Rumpfkomponenten verwendet. Seine präzise Steuerung reduziert Verformungen und gewährleistet eine hohe mechanische Qualität, die für diesen anspruchsvollen Bereich unerlässlich ist.
In der Automobilindustrie ermöglicht der robotergestützte FSW das Schweißen von Karosserieteilen, Batteriewannen, Kühlplatten und Aluminiumbaugruppen. Es trägt dazu bei, dass die Fahrzeuge leichter werden, und gewährleistet gleichzeitig eine schnelle und wiederholbare Produktion…
Das Verfahren wird auch im Eisenbahnwesen, in der Leistungselektronik und im Energiesektor eingesetzt. Das Verfahren erleichtert den Zusammenbau von Gehäusen, Kühlern oder komplexen Teilen und bietet eine hervorragende Kosten- und Qualitätskontrolle.
Herausforderungen in Bezug auf Qualität und Nachhaltigkeit beim Roboterschweißen
Beim Roboterschweißen geht es vor allem darum, eine gleichbleibende Qualität der Schweißnähte auch bei großen Serien zu gewährleisten. Durch die genaue Kontrolle der Parameter reduziert es Fehler, die auf menschliche Variabilität und Produktionsbedingungen zurückzuführen sind.
Beim robotergestützten FSW werden Porositäten, Risse und andere metallurgische Defekte durch das Fehlen von Schmelzvorgängen begrenzt. Die entstehenden Verbindungen bieten daher eine hervorragende Homogenität und langzeitstabile mechanische Eigenschaften.
Die Wiederholbarkeit des robotergestützten Prozesses ermöglicht außerdem eine strenge Rückverfolgbarkeit. Jede Schweißnaht kann dokumentiert und kontrolliert werden – ein entscheidender Vorteil für Branchen, die strengen Qualitätsstandards unterliegen.
Schließlich trägt die Haltbarkeit der FSW-Baugruppen robotergestützten dazu bei, die Lebensdauer der Endprodukte zu verlängern. Diese Leistungskontrolle ist besonders in der Luftfahrt-, Eisenbahn- und Automobilbranche gefragt!
Vorteile des robotergestützten Reibrührschweißens
In Verbindung mit der industriellen Robotik bietet das Rührreibschweißen zahlreiche spezifische Vorteile. Es ermöglicht die Erfüllung vielfältiger industrieller Anforderungen, die über die Anforderungen an Qualität und Haltbarkeit hinausgehen:
- Senkung der Produktionskosten: Der robotergestützte Prozess optimiert zunächst einmal die Zykluszeiten und reduziert den Bedarf an Fachkräften;
- Flexibilität bei den Teilegeometrien: Der Roboterarm ermöglicht auch das Schweißen komplexer oder großer Formen, die im stationären Modus nur schwer zu bearbeiten sind;
- Einfache Integration in die Produktionslinie: Das robotergesteuerte FSW lässt sich problemlos in bestehende Automatisierungslinien integrieren und erleichtert so die Modernisierung von Linien;
- Umweltfreundliches und energieeffizientes Verfahren: Der FSW verbraucht auch weniger Energie als Schmelzverfahren und erzeugt nur wenig Abfall oder Emissionen;
- Vereinfachte Anlagenwartung: FSW-Robotersysteme sind im Vergleich zu herkömmlichen Schweißgeräten wartungsarm;
- Optimierung der Fertigungszeiten: Die Robotisierung sichert schließlich die Produktionsverpflichtungen durch eine bessere Kontrolle der Fristen.
Das Interesse an einem Spezialisten für robotergestütztes Reibrührschweißen
Die Beauftragung eines Spezialisten für das robotergestützte Rührreibschweißen garantiert eine präzise, zuverlässige und den industriellen Anforderungen entsprechende Arbeit. Die Beauftragung eines Fachmanns, der die Besonderheiten des Verfahrens beherrscht, hilft auch, die Produktionskosten und -zeiten zu optimieren.
Als anerkannter Akteur in der Schweißbranche ist TRA-C industrie Experte für die Konzeption, Entwicklung, Integration und Wartung von Industrierobotern für das Reibschweißen mischen. So bieten wir Lösungen, die auf die spezifischen Bedürfnisse jedes Kunden zugeschnitten sind!
Ergänzend dazu sorgen wir auch für die Ausbildung Ihrer Bediener, um eine optimale und sichere Nutzung der Geräte zu gewährleisten. Dieser umfassende Ansatz garantiert eine dauerhafte Autonomie beim Betrieb von Roboterschweißsystemen.
Schließlich arbeitet TRA-C industrie eng mit spezialisierten Anbietern von Robotern wie Fronius, SEI-Roboprod und Fanuc zusammen. Diese strategischen Partnerschaften ermöglichen es, Spitzentechnologien zu integrieren und technischen Support auf höchstem Niveau zu gewährleisten.
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