Direkte Antwort: Eine Schiene verlängert den Arbeitsbereich des Roboters; ein Positionierer verändert die Werkstückzuführung zum Schweißbrenner. Sie erfüllen unterschiedliche Anforderungen und werden separat spezifiziert. Ein Roboter, der zwei Positionierstationen bedient, ist nur dann sinnvoll, wenn das Beladen an einer Station das Schweißen an der anderen überschneidet – nicht, weil er einen Roboter einspart – und das gilt nur, wenn das Werkstück tatsächlich in Position gebracht werden kann.
Für wen ist das: Ingenieurmanager planen Roboterschweißzellen für große vorgefertigte Strukturen, bei denen ein Roboter mehrere Stationen bedienen muss.
Umfang: Dieser EVST-Leitfaden basiert auf der Videoaufzeichnung einer einzelnen Zelle: Ein Roboter fährt auf einer Bodenschiene, flankiert von einer Zwei-Achs-Positionierstation. Es handelt sich um eine kontinuierliche Beobachtung, daher werden weder Zykluszeit, Fahrzeit noch Ausbringungsmenge für die aufgezeichnete Arbeit angegeben.
Eine Schienen- und Positioniervorrichtungskombination für große Strukturen beantwortet zwei Fragen
Eine Führungsschiene vergrößert den vom Roboter bearbeitbaren Bereich. Ein Positionierer verändert die Position, in der das Werkstück auf den Schweißbrenner trifft. Werden diese Komponenten als austauschbar betrachtet, kommt es vor, dass Schweißzellen mit einer langen Führungsschiene arbeiten und trotzdem in ungünstigen Positionen schweißen.
In dem Referenzvideo fährt ein Roboter auf einer Bodenschiene, an deren beiden Seiten sich jeweils eine Zwei-Achsen-Positionierstation befindet. Die Schiene ermöglicht es einem einzelnen Roboterarm, beide Achsen zu bedienen; die Positionierstation sorgt dafür, dass jede Schweißnaht präzise positioniert wird.
Die beiden Entscheidungen basieren auf unterschiedlichen Eingangsgrößen: Schienenlänge aus dem Bahnhofslayout und der Reichweite, Positionierergröße aus dem Teilegewicht, Versatz und der Nahtliste.
Gemäß ISO-10218 2: 2025Der geschützte Raum einer integrierten Zelle ergibt sich aus der Bewegung jedes einzelnen Teils des Systems, was bei einem schienengebundenen Roboter bedeutet, dass die Fahrt selbst zu diesem Raum gehört.
| Situation | Welche Achse beantwortet diese Frage? | Was sollte zuerst geklärt werden? |
|---|---|---|
| An einem Teil verlaufen die Nähte in verschiedene Richtungen. | Positionierer | Gewicht, Versatz und die Indexwinkel, die die Nahtliste benötigt |
| Teil länger als die Roboterhülle | Schiene | Reiselänge im Vergleich zum Reichweitenbereich |
| Ein Roboter bedient zwei Stationen | Schiene, mit einem Positionierer an jeder Station | Ob die Belastung Schweißnähte überlappen kann |
| Das Teil lässt sich überhaupt nicht drehen. | Keins von beidem; überprüfen Sie die Begegnung erneut. | Ob die Naht in einer akzeptablen Haltung erreichbar ist |
Erste Frage: Lässt sich das Teil drehen?
Das entscheidende Kriterium für einen Positionierer ist nicht die Rotationsgeschwindigkeit. Entscheidend ist, ob jede Naht in eine stabile, erreichbare Position gebracht werden kann, in der der Pool gestützt wird.
Bauteilgewicht, Schwerpunktverlagerung, Klemmmethode und Leistungsverlustverhalten werden alle anhand des ungünstigsten Bauteils der Familie dimensioniert. Eine versetzte Last stellt oft höhere Anforderungen als eine schwere, symmetrische Last.
Im Videomaterial beginnt der Bogen erst, nachdem das Teil gedreht wurde. Diese Reihenfolge gehört zum Konzept, nicht zur Inbetriebnahme; außerdem muss die Wiederholgenauigkeit der Positionierung überprüft werden, denn wenn der Winkel stärker variiert, als die Naht toleriert, muss jedes Teil neu positioniert werden.
Was die Schiene wirklich kauft
Ein Roboterarm, der zwei Stationen bedient, rettet nicht primär einen Roboter. Er ermöglicht es, eine Station zu beladen, während an der anderen geschweißt wird.
Im Video ist zu sehen, wie der Roboter eine Seite abschließt, entlang der Schiene fährt und an der zweiten Station weiterfährt, sodass Beladen und Schweißen zeitlich versetzt erfolgen. Diese Überlappung entspricht der Rückfahrt im Gleisplan.
Der Nutzen entfällt, wenn die beiden Stationen sehr unterschiedliche Teile transportieren und der Programmwechsel kostspielig ist. Die Stationszuordnung hängt daher vom Produktmix und nicht nur vom Hallenplan ab.
Sicherheitsgrenzen werden neu gezeichnet, nicht kopiert.
Sobald eine Bahnstrecke die Roboterbewegung über zwei Stationen erstreckt, müssen die Sicherheitseinrichtungen, Lichtvorhänge und Verriegelungen neu geplant werden. Ein System für eine einzelne Station lässt sich nicht unverändert übertragen. Die Normen ISO 10218-2 und ISO 12100 bilden den Rahmen für diese Bewertung; sind Sicherheitsfunktionen in der Steuerung implementiert, gilt ISO 13849-1.
Der interessante Fall ist absichtlich herbeigeführt: Eine Person bestückt eine Station, während an der anderen geschweißt wird. Die Beurteilung muss das Bestücken, Spannen, die Bedienung des Schweißbrenners, den Drahtwechsel und die Fehlerbehebung umfassen – also die Tätigkeiten, die die Personen den Gefahren am nächsten bringen.
Die Hüllkurve des Positionierers gehört in die gleiche Beurteilung, insbesondere bei langen Teilen, die beim Drehen ein großes Volumen überstreichen.
Gemäß ISO 12100:2010Die Risikobewertung umfasst alle Phasen des Maschinenlebenszyklus, einschließlich Einrichtung, Beladung, Reinigung und Fehlersuche. Genau diese Aufgaben bringen Menschen in eine Zwei-Stationen-Zelle, während die Maschine läuft.
Gemäß ISO-13849 1: 2023Das erforderliche Leistungsniveau einer Sicherheitsfunktion ergibt sich aus der Schwere, Häufigkeit und Vermeidbarkeit der Gefahr, die sie adressiert, und nicht aus der bereits installierten Ausrüstung.
Auswahlreihenfolge: zuerst die Nahtliste, dann die Ausrüstung.
Erstellen Sie eine Liste aller Schweißnähte mit Angabe ihrer Position, Länge, Dicke und der erforderlichen Schweißposition. Ermitteln Sie anhand dieser Liste, wie viele Indexpositionen benötigt werden und ob ein Arm beide Stationen abdecken kann.
Projekte, bei denen die Reihenfolge umgekehrt wird, müssen dies später durch zusätzliche Vorrichtungen oder manuelles Drehen ausgleichen, was beides zu Kostenkonstanz führt.
Solange Teilegröße, Gewicht und Zielausstoß nicht feststehen, sind Schienenlänge und Positionierkapazität Schätzwerte. Das Gewicht wird am häufigsten unterschätzt, da Vorrichtungen und Klemmen nicht berücksichtigt werden.
Was das Filmmaterial nicht belegen kann
Die Reisezeit zwischen den Stationen, die Stationswechselzeit und der erreichbare Zyklus werden auf dem Boden gemessen; sie können nicht aus dem Bild abgelesen werden.
Die Schweißnahtqualität und die Inspektionsergebnisse werden anhand von Verfahrens- und Inspektionsprotokollen ermittelt, wobei die Qualitätsstufen selbst in der Norm ISO 5817 definiert sind.
Die beiden dargestellten Stationen befinden sich innerhalb einer Zelle in einem kontinuierlichen Aufnahmeprozess und nicht in zwei unabhängigen Produktionslinien.
Die Reihenfolge, in der EVST arbeitet, ist jedes Mal gleich: zuerst die Nahtliste, dann, ob das Teil gedreht werden kann, und schließlich, wie viele Stationen ein Arm bedienen soll.
Häufig gestellte Fragen
Wann reicht ein Positionierer ohne Schiene aus?
Wenn alle Nähte des Werkstücks an einer Station positioniert werden können und der Arbeitsbereich des Roboterarms das Werkstück vollständig abdeckt, wird die Schiene relevant.
Verbessert eine Schiene die Zykluszeit?
Indirekt. Dadurch kann das Beladen an einer Station mit dem Schweißen an einer anderen Station zusammenfallen. An sich verlängert die Fahrtzeit die Betriebszeit, der Vorteil ergibt sich also nur, wenn die Anordnung die beiden Vorgänge tatsächlich überlappt.
Wie wird die Positionierkapazität bestimmt?
Ausgehend vom ungünstigsten Teil: Gewicht einschließlich Vorrichtung, Schwerpunktverlagerung, resultierendes Moment, Klemmmethode und Verhalten bei Leistungsverlust – und ausgehend von der Anzahl der Indexpositionen, die die Nahtliste erfordert.
Verändert das Hinzufügen einer Schiene die Sicherheitsbewertung?
Ja. Da sich die Bewegung des Roboters nun über zwei Stationen erstreckt, müssen die Bewachung, die Verriegelungen und die Aufgaben, die die Mitarbeiter während des Betriebs der Zelle ausführen, neu bewertet werden, anstatt von einem Ein-Stationen-Layout übernommen zu werden.
Projektbeiträge für eine Antragsprüfung
Zur Dimensionierung einer Schienen- und Positionierzelle wird eine EVST-Anwendungsprüfung anhand dieser Eingaben durchgeführt:
- Abmessungen des größten Teils, Gewicht inklusive Befestigung und Schwerpunktverlagerung
- die Nahtliste mit Position, Länge, Dicke und Schweißposition
- Feldspannweite, Kranbedingungen und nutzbare Geschosslänge
- Zielausgabe, Chargenstruktur und Lademethode
Senden Sie uns die Teilegröße, das Gewicht und die gewünschte Ausbringungsmenge, und wir berechnen daraus die Schienenlänge, die Positionierkapazität und das Stationslayout. Weiterführende Informationen: Reichweitentests für das robotergestützte Schweißen großer Werkstücke, Spindelstock- und Reitstockpositionierer.