Kunststoffschweißen mit einem Roboter

Selbst entwickeltes Konzept

Robert Kemeling: „Die hochwertige Verbindung der Plattenteile erfordert einen zertifizierten Schweißer, während ein Roboter auch von einem nicht zertifizierten Mitarbeiter gesteuert werden kann. Für die Programmierung ist jedoch Wissen auf Ebene eines Grundstudiums erforderlich. Aus diesem Grund haben wir die Möglichkeiten der Roboterautomatisierung mit Bachelor-Praktikanten ausgearbeitet. Bei einem Testaufbau für das Thermoschweißen der HDPE-Platten haben wir einen gebrauchten ABB-Roboter verwendet. Dieses Konzept wurde von Valk Welding in einer Anordnung ausgebarbeitet, bei der runde Tanks mit einem Durchmesser von 3 m auf einer Stützplatte sowohl von innen als auch außen thermisch verschweißt wurden. Der Tisch dreht sich mit einer Geschwindigkeit, mit der der Extruder Schritt halten kann.

Die Stärke von Valk Welding liegt vor allem in der Umsetzung unseres Konzeptes in eine funktionierende Roboterzelle mit dem Schwerpunkt auf der Steuerung des Roboters und der Kommunikation mit der Pivot-Tabelle.“

Sauberer Prozess ohne kritische Toleranzen

Im Laufe des Prozesses wird aus der Spule Kunststoff zugeführt, während der Extruder das Material beider Plattenteile erhitzt, wodurch die drei Elemente eine besonders starke molekulare Verbindung bilden. Hessel Luiten, der das gesamte Projekt als Praktikant im Rahmen seines Industriedesign-Studiums begleitete und nun für die Programmierung und die gesamte Roboteranlage verantwortlich ist: „Es ist ein absolut sauberer Prozess, bei dem im Gegensatz zum Schweißen von Metall keine Dämpfe freigesetzt werden. Darüber hinaus sind die Toleranzen weniger kritisch. Solange der Roboter den Extruder in der geneigten Position in die Senkrechte drückt, reicht die Erhitzung zum Schmelzen des Materials. Die Art und Weise, wie die beim Schmelzen auftretenden Maßverluste kompensiert werden können, machen den größten Teil des Know-hows und der Erfahrung aus.“

Einsparung von Arbeitskosten

Der größte finanzielle Gewinn liegt in den Einsparungen bei den Arbeitskosten und der Qualitätssicherung. Robert Kemeling: „Die Produktionskapazität konnte gesteigert werden, weil jetzt ein einzelner Bediener gleichzeitig an zwei Containern arbeitet. Darüber hinaus wird die Arbeit in einer konstanten, ununterbrochenen Bewegung durchgeführt, die eine hohe, gleichbleibende Qualität gewährleistet. Zudem ist die kontinuierliche Bedienung eines Extruders für den Fachmann eine schwere Belastung.“ www.kemeling.nl