Die Revolution der Metallverarbeitung Zunehmender Einsatz von Cobots für das Plasmaschneiden in der Fertigung

Kollaborative Roboter – sogenannte Cobots (collaborative robots) – kommen zunehmend auch in der Fertigung zum Einsatz. Um die Hersteller beim Metallschneiden zu unterstützen, hat Hypertherm Associates^® eine Reihe von Technologien entwickelt, die für das Plasmaschneiden die Vorteile von Cobots nutzen. Industrieroboter sind groß, im Allgemeinen fest verankert und für eigenständiges Arbeiten ausgelegt. Cobots hingegen sind kleiner, können leicht von einem Arbeitsplatz zum anderen bewegt werden und sollen neben Menschen arbeiten. Sowohl Cobots als auch herkömmliche Roboter ermöglichen präzise, konsistente und hochwertige Schneide- und Fertigungsprozesse. Sie eignen sich ideal für Branchen mit heterogenen Aufträgen und kleineren Stückzahlen und helfen, die Produktivität zu steigern, manuelle Arbeit zu reduzieren und den Fachkräftemangel auszugleichen. Hypertherm Associates blickt mit der Produktlinie Hypertherm^® für das Plasmaschneiden auf eine mehr als 55-jährige Geschichte zurück, an deren Anfang die Gründer einen schmalen Plasmalichtbogen für schnelleres und präziseres Metallschneiden entwickelten. Die Innovationskraft des Unternehmens zeigte sich sodann in der patentierten* intelligenten Kartusche und im Schneidbrenner für das Powermax SYNC^® System. Die Integration dieser Kartusche und eines Plasmaschneid-Cobots in den Fertigungsbetrieb kann zu mehr Sicherheit, Flexibilität und Produktivität führen. Hypertherm Associates bietet auch die Offline-Programmiersoftware Robotmaster^® für Plasmaschneiden an, um die Programmierung von Robotern für Prozesse und komplexe Formen zu unterstützen. Das Unternehmen verfügt über eine reichhaltige Geschichte bei der Integration von Schneidtechnologien in die Robotik. Im Laufe der Jahre haben die Vertriebspartner von Hypertherm Associates diese Schneidtechnologien erfolgreich in ihre robotergestützten Systeme integriert und so fortschrittliche Lösungen für Stahlkonstruktion, Rohrschneiden, Automobil- und Transportindustrie, Fertigungs- und Industrieanlagen sowie Luft- und Raumfahrt entwickelt.

Ausprobieren und erst dann kaufen

Hersteller, die nicht bereit sind, umfangreich in einen Roboter zu investieren, können es mit einem kleineren Cobot versuchen. Cobots bieten einen leichten Einstieg, da sie für Hersteller geringere Kapitalinvestitionen erfordern. Es gibt Leasing- und Mietprogramme für Cobots, damit die Technologie in Fertigungsbetrieben und Werkstätten erprobt werden kann, bevor eine dauerhafte und integrierte Investition getätigt wird. Neben der flexiblen Finanzierung bieten Cobots auch physische Flexibilität. Cobots sind tragbar und können innerhalb eines Fertigungsbetriebs problemlos von einer Arbeitszelle zur nächsten transportiert werden. Sie sind einfach zu programmieren – auch für Bediener mit eingeschränkten Computerkenntnissen. Und Cobots benötigen nur sehr wenige Werkzeuge. Da Cobots auf die Zusammenarbeit mit Menschen ausgelegt sind, werden ihre Benutzerschnittstellen immer intuitiver und benutzerfreundlicher. Cobots verfügen über eine integrierte Point-and-Click-Programmierung, sodass Bediener schnell einen Teileradius definieren und den erforderlichen Schneideweg glätten können. Für die Zusammenarbeit mit Menschen verfügen Cobots über integrierte Lernfunktionen, sodass frühere Handlungen und Bewegungen für ähnliche Projekte gespeichert werden.

Intelligente Kartuschen

Hersteller, die Cobots zum Plasmaschneiden in der Fertigung einsetzen, verwenden auch intelligente Verschleißteile. Hypertherm Associates hat die einteilige Powermax-Kartusche entwickelt, um die Technologie des Plasmaschneidens leichter automatisierbar zu machen. Diese neue Kartusche eröffnet Herstellern viele Möglichkeiten. Die Kartusche ersetzt den herkömmlichen 5-teiligen Verschleißteile-Stapel durch ein perfekt passendes Einzelteil. Die Kartusche ermöglicht eine hohe Automatisierung rund um die Uhr, hält länger als mehrteilige Verschleißteile und minimiert Fehler, die bei der Montage eines fünfteiligen Stapels auftreten können. Dank des einfacheren Kartuschenwechsels können Hersteller Ausfallzeiten minimieren. Das Kartuschendesign bietet noch weitere Vorteile. Die Komponenten der Powermax-Kartusche sind auf gleichmäßigen Verschleiß ausgelegt, sodass die Kartusche eine vorhersehbarere Lebensdauer bietet und Bediener besser vorhersehen können, wann die Kartusche das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, was die Ausfallzeiten weiter reduziert.

In die Powermax-Kartusche ist eine Funkfrequenzidentifikation (RFID) integriert, die Informationen von der Plasmaspitze an das ERP-System der Bediener weiterleitet. Dadurch ist die Konfiguration für Bediener kein Ratespiel mehr. Bediener laden einfach eine App auf das Smartphone, halten das Gerät nahe an die Powermax-Kartusche und die Technik erledigt den Rest. „Das Ergebnis ist eine höhere Konsistenz und Schneidgenauigkeit, wodurch sich auch die Teilequalität verbessert. Die Powermax-Kartusche, die für Powermax SYNC-Systeme erhältlich ist, wird in vier Stromstärken – 45, 65, 85 und 105 A – zum Schneiden von unlegiertem Stahl angeboten. Es gibt auch Kartuschen für größere Reichweiten, bündiges Schneiden (Aufsätze ausbauen) und Fine-Feature-Schneiden.

Offline-Programmierung

Für Hersteller, die den Druck des heutigen Fachkräftemangels spüren, kann ein Cobot, der mit der Offline-Programmiersoftware von Hypertherm Associates Robotmaster® verbunden ist, ein Mittel sein, die Arbeitsleistung zu vervielfachen, ohne mehr Personal einstellen zu müssen. Dies kann insbesondere bei der Herstellung dreidimensionaler Teile wie Druckbehälter, Kuppeln und I-Träger nützlich sein. Die Robotmaster®-Software lässt sich nahtlos in die Offline-Programmierung und in die Roboter-Zellensimulation integrieren und sorgt dadurch für schnelle und fehlerfreie Robotik-Programme. Mit dem Robotmaster können Bediener potenzielle Probleme wie Reichweitenbeschränkungen oder mögliche Kollisionen des Roboters im Voraus erkennen und beheben. Robotmaster verfügt auch über integrierte Prozesskenntnisse zur Bestimmung der erforderlichen Geschwindigkeit und Stromstärke und nutzt das gesamte Plasmawissen für die Roboterprogrammierung. Ein Druckbehälterhersteller gibt an, dass sein Cobot mit Offline-Programmiersoftware es ermöglichte, die Nacharbeit zu streichen, Fertigungsengpässe zu vermeiden und die Zykluszeit von drei Minuten auf elf Sekunden zu verkürzen. Viele unserer Kunden berichten, dass auch Bediener ohne Kenntnisse in Robotik oder Programmierung die Offline-Programmierung problemlos durchführen können. Durch die Nutzung der intelligenten Funktionen von Robotmaster für Plasma können Bediener auch sekundäre Vorgänge wie Schleifprozesse reduzieren, die häufig erforderlich sind, um Werkstücke für das Schweißen vorzubereiten. Ein Cobot ist eine großartige Möglichkeit, Robotik in der Fertigung einzuführen. Die Hardware-, Software- und digitalen Lösungen von Hypertherm Associates ermöglichen es Fertigungsbetrieben und Werkstätten, ihre derzeitigen Mitarbeiter optimiert einzusetzen, indem sie sich wiederholende und zeitaufwendige Aufgaben automatisieren. Dadurch können sich Fachkräfte auf komplexere und wertschöpfendere Tätigkeiten konzentrieren und die Gesamteffizienz steigern.