Nachträgliche Fasen-Anarbeitung ohne Roboter

Bad Wörishofen - Roboter gelten weithin als unverzichtbar, wenn es um das Anarbeiten nachträglicher Schweißnahtvorbereitungen an bereits geschnittene Bauteile geht. Der CNC-Schneidsysteme-Hersteller MicroStep hat eine Alternative auf den Markt gebracht, die diese vermeintliche Gewissheit gewaltig ins Wanken bringt: Das neue Verfahren heißt ABP – Additional Beveling Process – und ermöglicht äußerst präzises nachträgliches Anfasen auf Portalschneidanlagen.

Das Verfahren, bei geschnittenen Bauteilen nachträglich Schweißnahtvorbereitungen anzuarbeiten, ist in einigen Bereichen der metallverarbeitenden Industrie Standard. Beispielsweise bei Herstellern von Maschinen und Materialien für Kraftwerke, Turbinen, Pumpen oder den Bergbau: Denn dort wird Stahl häufig auch in sehr großen Materialstärken verarbeitet. Und das führt dazu, dass Bauteile, die aus einem solch dicken Blech geschnitten wurden, oftmals nicht sofort im Anschluss – also direkt auf dem verwendeten Autogen- oder Plasmaschneidtisch – mit einer Fase versehen werden können. Entweder aufgrund der gegebenen Restriktionen der verwendeten Schneidtechnologie oder weil das Ganze mit einem immensen Materialverlust einhergehen würde.

Üblichen Verfahren deutlich überlegen

In der Praxis wird heutzutage bei besonders großen Materialstärken daher in der Regel im Rahmen eines zweistufigen Verfahrens vorgegangen: Zunächst wird mit einem Schneidsystem die gewünschte Kontur aus einem Blech geschnitten. Dann muss das fertige Bauteil entnommen und zu einem neuen Bearbeitungsplatz transportiert werden. Dort wird das Bauteil dann von einem Roboter bearbeitet und nachträglich mit den benötigten Schweißnahtvorbereitungen versehen.

MicroStep bietet eine neue Lösung für das nachträgliche Anfasen, die hinsichtlich Effizienz und Qualität dem bisher üblichen Verfahren weit überlegen ist. Gleichzeitig wird dabei im Vergleich zur Anschaffung eines Roboterarbeitsplatzes nur ein Bruchteil der Investitionskosten fällig. Das Verfahren heißt ABP – Additional Beveling Process – und wurde von der Firma MicroStep entwickelt.

Initiale Frage: Warum wird überhaupt ein Roboter benötigt?

„Die initiale Fragestellung war aus unserer Sicht, warum für das nachträgliche Anbringen von Schweißnahtvorbereitungen überhaupt ein Roboter benötigt wird“, erklärt Dr. Alexander Varga, Entwicklungschef und Gründer der MicroStep Gruppe. Denn moderne CNC-Schneidsysteme von MicroStep sind mit einem endlosdrehenden Rotator ausgestattet und verfügen damit bereits über die Möglichkeit, an Blechen, Rohren, Profilen und Behälterböden präzise Fasenschnitte bis 45° (Laser, Wasserstrahl), 52° (Plasma) und sogar bis 65° (Autogen) vorzunehmen.

ABP-Scanner eröffnet völlig neue Möglichkeiten

Damit diese Technologie auch für das nachträgliche Anfasen verwendet werden kann, muss das CNC-Schneidsystem lediglich mit dem zusätzlichen ABP-Laserscanner ausgerüstet werden. Folgendermaßen läuft der Prozess anschließend ab: Zunächst wird die 2D-Zeichnung des zu bearbeitenden Bauteils in die CAM-Software AsperWin® von MicroStep eingelesen. Dann definiert der Maschinenbediener in einem benutzerfreundlichen Interface die nachträglich anzubringenden Fasen.

Anschließend generiert das System den Schneidplan für den Fasenschnitt. Um die exakte Position des zu bearbeitenden Bauteils auf dem Schneidtisch zu finden, verwendet die Maschine den ABP-Laserscanner. Während des Scan-Vorgangs werden die programmierte und die reale Kontur des Bauteils verglichen. Nach anschließender Überprüfung des Startpunktes beginnt der Schneidvorgang. Dabei können V-, Y-, und unter bestimmten Bedingungen auch X- und K-Fasen realisiert werden. Das System kann ebenso Teile scannen und bearbeiten, die mit gänzlich anderen Technologien vorgefertigt wurden. Um dauerhaft höchste Genauigkeit zu gewährleisten, wird der Scanner automatisch kalibriert – auf diese Weise wird eine perfekt synchronisierte Aufstellung von Scanner und Rotator erreicht.

Neues Verfahren birgt viele Vorteile

Im Vergleich zur Bearbeitung fertiger Bauteile mit einem Roboter besticht das System mit einer ganzen Reihe von Vorteilen: Die komplette Bearbeitung (2D-Zuschnitt und nachträgliches Anfasen) findet an einer Maschine statt – das spart Platz in der Produktion und vermindert den Aufwand bezüglich des Bauteilehandlings erheblich. Zudem sind die Investitionskosten für die zusätzliche Ausrüstung des Schneidsystems mit einem ABP-Laserscanner im Vergleich zur Einrichtung eines kompletten Roboterarbeitsplatzes äußerst gering. Und das Schneidergebnis auf einer Portalmaschine ist aufgrund der höheren Steifigkeit des Systems – auch beim Fasenschneiden – nach wie vor präziser.

ABP auch an Edelstahl und Aluminium

Mit ABP können nicht nur große Blechstärken aus Baustahl bearbeitet werden, sondern auch stärkere Bauteile aus Aluminium und Edelstahl. Dies belegen Testreihen, die MicroStep durchführte. Beispielsweise ein 15 mm starkes Edelstahl-Blech wurde mit 130 A bearbeitet. Das Ergebnis: die nachträgliche Anarbeitung von Fasen gelang reibungslos (siehe Foto).
„Die Schlacke ist leicht zu entfernen. Das Verfahren liefert beeindruckende Ergebnisse. Gerade bei Edelstahl spart diese Bearbeitungsweise jede Menge Material und Handlingkosten“, so Dr.-Ing. Alexander Varga, Entwicklungschef der MicroStep Gruppe.


Zu MicroStep

MicroStep zählt zu den weltweit führenden Herstellern CNC-gesteuerter Schneidsysteme. Das Unternehmen entwickelt und produziert Plasma-, Autogen-, Laser- und Wasserstrahl-Schneidanlagen – von kleinen CNC-Maschinen für Schulen und Werkstätten bis hin zu maßgeschneiderten Fertigungsstraßen für Schiffswerften, Stahlcenter oder die Automobil- und Luftfahrtindustrie.
Die international tätige MicroStep Gruppe wurde Anfang der 1990er-Jahre in der slowakischen Hauptstadt Bratislava gegründet. Zu ihr gehört die MicroStep Europa GmbH, die speziell für Kunden aus dem deutschsprachigen Raum Beratung, Planung, Finanzierung, Schulung und Support zu allen MicroStep-Produkten bietet.

Am Firmensitz im bayerischen Bad Wörishofen betreibt MicroStep Europa das CompetenceCenter Süd, an der Niederlassung in Dorsten (NRW) das CompetenceCenter Nord. Ständig stehen in den beiden Schulungs- und Vorführzentren modernste Schneidlösungen bereit. Darüber hinaus ist MicroStep in Deutschland noch mit zwei Stützpunkten in Kiel (Schleswig-Holstein) und Berlin vertreten. Für Österreich unterhält MicroStep einen Stützpunkt bei Wien (in Bratislava, Slowakei) und in der Schweiz bei Bern (beim MicroStep-Partner LWB WeldTech AG in Wünnewil).


Quelle und Bilder: MicroStep Europa GmbH