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Kapitalintensive Industrien sind auf Anlagen und Ausrüstungen angewiesen, die mit maximaler Effizienz arbeiten, welche jedoch häufig durch Verschleiß und Korrosion entscheidender Komponenten beeinträchtigt wird. Laserbeschichtung kann effektiv dazu beitragen, die Leistung und Langlebigkeit von Ausrüstungen zu verbessern, die in industriellen Umgebungen zu Verschleiß und Korrosion neigen.
Laserbeschichtung ist ein additive manufacturing-Prozess. Sie ermöglicht das Aufbringen von Hochleistungsmetall- oder Verbundschichten mit metallurgischer Verbindung auf neue oder wiederaufbereitete Komponenten, um einen verbesserten Schutz gegen Verschleiß und Korrosion zu bieten.
Der Verschleiß von Komponenten kann erhebliche Auswirkungen auf die Produktivität und die Gesamtbetriebskosten von Investitionsgütern haben.
Ausrüstung und Komponenten unterliegen dem Materialabtrag durch verschiedene Mechanismen, darunter Abrasion, Erosion, Korrosion, Kavitation, Hitze und Aufprall sowie jede Kombination dieser Verschleißmechanismen – daher verlängert eine maßgeschneiderte Oberfläche die Lebensdauer einer Komponente und verbessert ihre Leistung.
LaserBond ist ein australisches Unternehmen, das sich auf Oberflächentechnik spezialisiert hat und innovative Laserbeschichtungslösungen und -systeme für den Einsatz in verschiedenen Branchen entwickelt hat.
Das Unternehmen erkannte den Wert von Investitionen in neue Technologie, um die Produktivität der robotergestützten Laserzellen im additive manufacturing-Prozess zu verbessern.
Die Treiber für Automatisierung variieren je nach Anwendung, konzentrieren sich jedoch üblicherweise auf die Verbesserung der Fertigungseffizienz und Produktivität. Im Fall der Laserbeschichtung ist Automatisierung unerlässlich, da der Prozess nur mit präziser Steuerung der Roboterbewegung möglich ist und daher nicht manuell durchgeführt werden kann.
Wayne Hooper, CEO von LaserBond, erklärt: „Jeder Auftrag für die Laserbeschichtung ist unterschiedlich, daher benötigen wir wirklich Automatisierungssysteme, die für die Bediener benutzerfreundlich sind. Sie müssen einfach einzurichten sein und klare Anweisungen enthalten, um den Roboter sicher zu steuern, externe Achsen zu bewegen, den laser zu steuern und die zugehörige Ausrüstung zu kontrollieren.“
Um die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Einrichtungsprozesses für verschiedene Aufträge zu verbessern, beauftragte LaserBond Rockwell Automation mit der Bereitstellung der Hardware und Systeme, um die Entwicklung benutzerfreundlicher Steuerungen zu unterstützen, die die Einrichtungszeit verkürzen und somit die Produktivität steigern.
Die Herausforderung bestand darin, jede robotergestützte Laserbeschichtungszelle einfacher bedienbar zu machen, sodass der Bediener jeden Auftrag einrichten kann, ohne den Robotercode bearbeiten zu müssen.
Die neue Lösung umfasste das Steuerungs- und Informationsportfolio Rockwell Automation Integrated Architecture® mit Allen-Bradley® Compact GuardLogix® Steuerungen und Allen-Bradley Kinetix® Servo Drives mit integrierter Sicherheit und integrierter Achssteuerung über EtherNet/IP. Dies unterstützt die Fähigkeit, intelligente Anlagen zu schaffen, die die Einrichtungszeit reduzieren und den Zugriff auf Informationen ermöglichen.
Laser Cladding erzeugt sehr leistungsfähige Oberflächen
Da die gesamte Programmierung in den speicherprogrammierbaren Steuerungen für die Robotersteuerung entwickelt wurde, vereinfachte dies die Integration und unterstützte eine erhöhte Fertigungseffizienz bei der Roboterkonstruktion und -entwicklung. Darüber hinaus wurde die Inbetriebnahmezeit durch die Verwendung der Studio 5000® Umgebung verkürzt, die zudem dezentralen Zugriff auf das System über FactoryTalk® View Site Edition sowie FactoryTalk TransactionManager ermöglichte.
Automatisierung ist im laser cladding-Prozess unerlässlich, da sie nur mit der präzisen Steuerung der Robotik möglich ist.
Bei der Arbeit mit laser und Robotik gibt es erhebliche Sicherheitsprobleme. Für das laser-Auftragschweißen wird ein sehr leistungsstarker laser eingesetzt, weshalb es entscheidend ist, dass sich keine Personen in der Nähe des Prozesses aufhalten, um Sicherheitsrisiken zu minimieren. Durch die integrierte Sicherheit in der SPS wurde die Sicherheit des Systems optimiert und die Notwendigkeit, Sicherheitskomponenten separat zu verdrahten, vermieden.
Rockwell Automation Encompass™ Product Partner, Burkert Fluid Control Systems, stellte Flusssteuerungen auf EtherNet/IP zur Verfügung. Die Massendurchflussregelung ermöglicht Wiederholbarkeit und Konsistenz im gesamten Prozess, sodass sie angemessen gemessen und verwaltet werden kann.
„Die vollständig integrierte Lösung funktioniert gut mit der gesamten Roboter-laserzelle, und die Anwendererfahrung wurde mit FactoryTalk® View Site Edition verbessert. Durch die Integration von Sicherheit und Steuerung wurde das System erheblich vereinfacht und die Inbetriebnahmezeit für jede Anwendung verkürzt“, so Wayne Hooper.
Laser cladding ist eine effektive Möglichkeit, die Leistung von Anlagen zu verbessern, die in industriellen Umgebungen anfällig für Verschleiß und Korrosion sind. „Unsere Kunden erzielen in der Regel eine längere Lebensdauer ihrer Komponenten, weil wir in der Lage sind, sehr leistungsfähige Oberflächen zu produzieren“, erklärte Hooper.
„Die Hauptkostenersparnis für die meisten Kunden sind nicht so sehr die Kosten für das Teil selbst, sondern die Kosten für die Ausfallzeit, die mit dem Austausch dieses Teils verbunden ist“, fügte er hinzu.
Laserauftragsschweißen verbessert die Leistung von Anlagen, die in industriellen Umgebungen anfällig für Verschleiß und Korrosion sind.
Das Hauptziel dieses Projekts war die Verbesserung der Produktivität des laser cladding-Prozesses durch Verringerung der für jede Anwendung erforderlichen Einrichtungszeit.
Dank des neuen Steuerungssystems konnte die Einrichtungszeit für das Steuerungsprogramm von typischerweise 30 Minuten auf weniger als 5 Minuten für die meisten Aufträge verkürzt werden. Darüber hinaus kann LaserBond jetzt mehr Daten speichern und eine Bibliothek aufbauen, sodass bei einem ähnlichen Auftrag der Programmierprozess nicht von Grund auf neu gestartet werden muss, was weitere Zeitersparnisse mit sich bringt.
"Angesichts der inhärenten Variabilität der Anwendungsanforderungen benötigten wir ein System, das schnell eingerichtet werden kann und eine verbesserte Anwendererfahrung bietet. Die neuen Systeme sind sehr gut auf Industrie 4.0 abgestimmt und bieten Zugriff auf Betriebs- und Diagnoseinformationen von der Maschine. Sie haben die Konnektivität unserer Robotiksysteme verbessert und uns ermöglicht, die Produktivität erheblich zu steigern", fasst Wayne Hooper zusammen.
Über Rockwell Automation
Rockwell Automation Australia und Rockwell Automation New Zealand sind Tochtergesellschaften von Rockwell Automation, Inc., einem weltweit führenden Anbieter von industriellen Automatisierungs- und Informationslösungen, die Herstellern helfen, sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Das Unternehmen vereint führende globale Marken in der industriellen Automatisierung, darunter Allen-Bradley® Steuerungen und Services sowie Rockwell Software® Fabrikmanagementsoftware. Das breite Produktangebot umfasst Steuerungslogiksysteme, Sensoren, Mensch-Maschine-Schnittstellen, Antriebssteuerungen, Leistungsgeräte und Software.
Rockwell Automation Inc. (NYSE: ROK) ist ein weltweit führender Anbieter von industrieller Automatisierung und digitaler Transformation. Wir verbinden die Vorstellungskraft der Menschen mit dem Potenzial der Technologie, um das menschlich Mögliche zu erweitern und die Welt produktiver und nachhaltiger zu machen. Der Hauptsitz von Rockwell Automation befindet sich in Milwaukee, Wisconsin, und das Unternehmen beschäftigt rund 23000 Problemlöser, die sich unseren Kunden in mehr als 100 Ländern widmen. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie wir The Connected Enterprise® in Industrieunternehmen zum Leben erwecken, besuchen Sie www.rockwellautomation.com
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Veröffentlicht 4. Juni 2020
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