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Reducing welding costs
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Factory Automation

OEE erhöhen und Kosten sparen beim Schweißen

Fertigungsunternehmen in Europa sind einem zunehmenden Kostendruck sowie Fachkräftemangel ausgesetzt. Daher sind Optimierungen in der Produktion sowie Kosteneinsparungen gefragt. Die neue Schweißsteuerung PRC7000 ist mit Funktionalitäten ausgestattet, welche die OEE beim Widerstandspunktschweißen erhöhen und hohe Einsparpotenziale bieten. So löst zum Beispiel die Anwendung „Adaptive Spatter Reduction“ ein zentrales Problem: sie ermöglicht eine automatisierte Spritzerreduzierung. Damit entfällt unter anderem die sonst erforderliche Nachbearbeitung.

Fertigungsunternehmen aus China, Indien und anderen asiatischen Ländern bieten ihre Leistungen zu immer günstigeren Preisen an. Für hiesige Unternehmen kann das bedeuten: Gelingt keine Kostenoptimierung, wandert die Produktion schnell nach Asien ab. Es gilt also, an den richtigen Schrauben zu drehen, um im Wettbewerb weiter bestehen zu können.

Herausforderungen: Kostenreduktion und Erhöhung der OEE

Eine Möglichkeit zur Kostenreduzierung liegt im Outsourcing von Know-how. Manche Unternehmen sehen sich zu diesem Schritt auch gezwungen, beispielsweise, weil sie nicht ausreichend Fachkräfte finden. Know-how ist für ein Unternehmen zwar ein hohes und wertvolles Gut, doch immer öfter wird es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit in großem Umfang ausgelagert.

Weiteres Potenzial für Kosteneinsparungen liegt in der Erhöhung der OEE (Overall Equipment Effectiveness). Diese Kennzahl ist ein anerkanntes Maß für die Fertigungsproduktivität und beschreibt die Gesamtanlageneffektivität. Die entsprechenden Erhebungen erfolgen in den drei Schlüsselbereichen Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Dabei gilt es, diejenigen Faktoren zu identifizieren, die den jeweiligen OEE-Wert maßgeblich beeinflussen. Ziel ist eine Steigerung der Produktivität, beispielsweise durch die Reduzierung von Verschwendung. Bosch Rexroth bietet mit seiner Schweißsteuerung PRC7000 und deren Funktionen verschiedene Möglichkeiten zur Erhöhung der OEE.

Fehler schneller beheben – und gar nicht erst entstehen lassen

Ein Kernbestandteil der Schweißsteuerung, der die OEE positiv beeinflusst, ist die frühzeitige und präzise Fehlermeldung. So lassen sich binnen kurzer Zeit Abstellmaßnahmen treffen. Doch das Ziel sollte sein, nicht nur die Symptome zu beheben, sondern die Ursachen. Daher lassen sich mit der PRC7000 verschiedene Parameter und Konfigurationen so verändern, dass weniger Fehlerhäufigkeiten auftreten.

Beispiele dafür sind: Ein Stanzwerk stanzt Bleche aus Rohblechen. Das Stanzwerkzeug verschleißt irgendwann. Die Bleche werden unsauber gestanzt und es ergibt sich eine Spalte beim Schweißen. Die Steuerung erkennt diesen unnatürlichen Spalt und weist auf einen fehlerhaften „Vorprozess“ hin. Oder ein Roboter wird geteached auf eine bestimmte Punktlage. Wird diese unsauber geteached, erkennt das System dies. So kann der Fehler erkannt und ausgeglichen werden.

Standzeiten der Elektroden verlängern

Ein weiterer Stellhebel, der mit der neuen Schweißsteuerungsgeneration von Bosch Rexroth zur OEE-Erhöhung betätigt werden kann, ist die Erhöhung der Standzeit der Punktschweißelektroden. Die PRC7000 ermöglicht es, die Standzeit der Elektroden zu verlängern. So werden zum Beispiel mehr Fräszyklen integriert, bevor es zum Austausch der Elektroden kommt. Über neue mechanische Signale (7. Achse) und das neue adaptive Regelverfahren Alu/Stahl 2.0 können die Standzeiten der Elektroden ebenfalls verlängert und das Fräsen und Schweißen optimiert werden.

Automatisierte Spritzerreduzierung

Eine Besonderheit der neuen Schweißsteuerung PRC7000 liegt außerdem in der integrierten Funktion „Adaptive Spatter Reduction“. In der industriellen Fertigung sind immer kürzere Taktzeiten gefordert, welche die Produktivität steigern sollen. Dies ist unter anderem bei der Serienproduktion von Fahrzeugkarosserien von großem Interesse. Immer komplexere Schweißverbindungen wie zum Beispiel warmumgeformte Stähle, kürzere Taktzeitvorgaben und somit neue Ansätze wie Kurzimpulsschweißen führen zunehmend zu einer steigenden Spritzerquote. Mit zunehmender Schweißgeschwindigkeit nimmt jedoch auch die Spritzerbildung massiv zu. Spritzer in der Produktion ziehen etliche Probleme nach sich, wie Verunreinigungen, Ablagerungen und Anhaftungen auf Oberflächen. Bisher sind sie kaum zu vermeiden und bedeuten insbesondere in der Automobilbranche aufwändigere Nachbearbeitung.

In der Regel müssen Spritzer an Karosserieteilen manuell weggeschliffen werden und bleiben auch auf Produktionsmaschinen hängen. Mit der „Adaptive Spatter Reduction“ geschieht dies automatisiert. Da sämtliche adaptiven Maßnahmen innerhalb der gesetzten Grenzwerte stattfinden, sind keine nachträgliche Validierung der Funktion sowie Qualitätssicherung notwendig. Über eine Algorithmik wird der fließende Strom bedarfsweise angepasst.

Für Anwendende bedeutet die automatische Spritzerreduzierung, dass die Nachbearbeitung sowie die Reinigungszyklen bei Anlagen deutlich minimiert werden, was wiederum zur Verringerung der Kosten beiträgt. Die Anwendung ist in die PRC7000 integriert und über Lizenzierung nutzbar.

Künstliche Intelligenz für schnelle Prozessentscheidungen

Neben klassischen Optimierungsmethoden entwickelt Bosch Rexroth derzeit auch Funktionen in Richtung Künstliche Intelligenz (KI). Die neue hochperformante Schweißsteuerungsgeneration ist in der Lage, komplexe Rechenmodelle durchzuführen. Da das Modell direkt auf der Steuerung abläuft, können so während des Prozesses Entscheidungen abgeleitet werden Dies führt zu erheblichen Einsparpotenzialen.

Mit diesen und weiteren Funktionen der PRC7000 können Unternehmen beim Widerstandspunktschweißen Optimierungen auf unterschiedlichen Ebenen erzielen und die Wirtschaftlichkeit ihrer Produktion erhöhen.