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Mittwoch 12. November 2008
Keine Chance für Nietenzähler: Bau moderner Alu-Waggons in der Roboter-Schweißanlage
Wie werden die Waggons für die Deutsche Bahn gebaut? Die WBN Waggonbau Niesky GmbH gibt einen Einblick in die Fertigung moderner Alu-Waggons mit Hilfe einer Roboter-Schweißanlage.
Auf der 60 m langen Roboteranlage werden die Aluminium-Baugruppen für die Waggons geschweißt (Foto: Cloos Schweißtechnik)
Der Waggonbau hat in der sächsischen Kleinstadt Niesky Tradition. Zu Beginn der industriellen Revolution vor 1900 wurden hier bereits auch Dampfmaschinen gebaut. 1917 begann die Produktion von Schienenfahrzeugen mit Güter-, Post- und Reisezugwagen sowie Straßenbahnen.
Zu DDR-Zeiten spezialisierte man sich auf Güterwagen und Drehgestelle. Nach der Wende wurde der Betrieb als Waggonbau Niesky Teil der DWA-Gruppe und erlebte in den Folgejahren den Verkauf zuletzt an die kanadische Bombardier. "Doch mit unseren Güterwagen waren wir Exoten in diesem Konzern", erinnert sich Werner Weinhold, zuständig für Fabrikplanung in Niesky.
Und so kam es vor zwei Jahren - nach Eintritt des Investors SEAG mbH und des Mitarbeiter e.V. - zum Neustart als eigenständiges Unternehmen WBN Waggonbau Niesky GmbH. Auf einer Produktionsfläche von über 36.000 qm arbeiten 250 Mitarbeiter und produzieren moderne Güterwaggons und Personenwagenbaugruppen aus Aluminium und Stahl für den europäischen Markt.
"Unsere Auftragsbücher sind für die nächsten Jahre gut gefüllt", freut sich Weinhold. So stehen mehrere hundert Waggons allein für die Deutsche Bahn, die Schweizer Bahn und die Österreichische Bahn im eng gesteckten Produktionsplan. "Darüber hinaus hat sich unsere Kompetenz und Flexibilität in der Branche herumgesprochen, so dass wir außerdem als Zulieferer für andere Waggonbauer arbeiten."
Gerade für diese Aufträge, bei denen hohe Flexibilität gefragt ist, suchten Werner Weinhold und Klaus-Dieter Jeschke ( Verantwortliche Schweißaufsichtsperson der WBN ) eine leistungsfähige Schweißanlage, um die bis zu 20 m langen Alu-Waggonbaugruppen rationell fertigen zu können.
"Da sich bei anderen Herstellern Portalanlagen bewährt hatten, gingen wir auch mit diesen Anforderungen auf die Suche", so der Fabrikplaner. Doch als die Angebote in Niesky eintrafen, machte sich Ernüchterung breit. Gut 30% lag selbst der günstigste Anbieter über dem kalkulierten Budget. Da war guter Rat teuer. "Außerdem waren für uns die langen Lieferzeiten und aufwändigen Umbaumaßnahmen in der bestehenden Fertigungshalle nicht akzeptabel."
Als Alternative bot sich zunächst eine Roboterschweißanlage mit Bodenverfahreinheit. Aber war das die günstigere Lösung? "Hier kamen wir ins Gespräch mit den Experten von Cloos Schweißtechnik. Die haben uns in kürzester Zeit von einem Konzept überzeugt, bei dem sich der Roboter an einer 60 Meter langen Höhenverfahreinheit entlang bewegt", erklärt Klaus-Dieter Jeschke. "Da uns die Kundenaufträge im Nacken saßen, haben wir binnen vier Wochen das Projekt entscheidungsreif geplant und Cloos den Auftrag erteilt."
An der 60 m-Höhenfahrbahn bewegen sich zwei ROMAT-Roboter vom Typ 350 längs und 2,5 m quer an je einem Ausleger. Damit arbeitet die Anlage pro Roboter mit sechs internen und zwei externen Achsen und erreicht alle benötigten Schweißpositionen. Durch den großen Schwenkbereich der sechs Roboterachsen ergibt sich ein kugelförmiger Arbeitsbereich von 3500 mm.
Der ROMAT ist trotz schlanker und kompakter Bauweise sehr steif ausgelegt. Seine digital gesteuerte Antriebstechnik, die spielfreie Lagerung der sechs Achsen und sein absolutes Wegmesssystem ermöglichen eine exakte und schnelle Positionierung, kürzeste Verfahrzeiten und hohe Bahngenauigkeiten auch bei großen Verfahrgeschwindigkeiten. Die Wiederholgenauigkeit liegt unter 0,1 mm. Im Motor integrierte Haltebremsen arbeiten nach dem Ruhestromprinzip und verhindern auch bei Stromausfall eine ungewollte Bewegung des Roboterarms.
Auf einem separaten Wagen fahren pro Roboter parallel die Schweißstromquelle GLC 603 Quinto sowie die beheizte, große Abspulvorrichtung für den Schweißdraht mit. Zwei externe Kühlgeräte sorgen für die sichere Kühlung der Schweißbrenner und der beiden CST-Laser, mit der die Online-Nahterkennung und Nahtverfolgung realisiert ist.
Die 6-Achsen-Roboter verschweißen im MIG-Prozess die Alustrangpressprofile mit Wandstärken zwischen 3 und 10 mm unter reiner Argon-Atmosphäre mit Stumpf- und Kehlnähten. Verwendet wird 1,6 mm Schweißdraht in der Güte SAL 5183, der von 40 kg-Großspulen über das Duo-Drive-System, das für einen sicheren und schlupffreien Drahtablauf sorgt, dem Roboter automatisch zugeführt wird. Durch die Heizung der Großspulabwickelvorrichtung wird der Draht optimal vorgewärmt und Feuchtigkeitsbildung wirkungsvoll ausgeschlossen.
Um die Arbeitsluft in der Fertigungshalle nicht zu belasten, verfügt die Anlage über eine Hochvakuum-Brennerabsaugung. "Zur Zeit werden Baugruppen für zwei komplette Wagenkästen pro Woche auf der Anlage geschweißt", sagt Klaus-Dieter Jeschke. Dazu ist die Anlage in Arbeitsbereiche von 2 x 21 m und 1 x 17 m unterteilt. Während in zwei Bereichen geschweißt wird, kann der Bediener an den anderen Stellen neue Teile einlegen oder fertige Teile entnehmen. Dabei kommen pro Teil gut 200 m Schweißnahtlänge zusammen.
Von: MAB, Dipl.-Ing. Walter Lutz