Technologie, die ankommt: neue Produktionschancen und -möglichkeiten bei Hopf GmbH mit dem ARCentre Schweißroboter unseres Partners ERL
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Technologie, die ankommt: neue Produktionschancen und -möglichkeiten bei Hopf GmbH mit dem ARCentre Schweißroboter unseres Partners ERL
Die Anforderungen in der metallverarbeitenden Industrie steigen rasant: komplexere Werkstücke, wachsender Zeitdruck und ein spürbarer Fachkräftemangel stellen Unternehmen zunehmend vor Herausforderungen. Die Hopf GmbH begegnet dieser Entwicklung jetzt mit einem klaren Schritt in Richtung Zukunft – und investiert konsequent in moderne Automatisierung.
Auf der Suche nach einer zukunftsfähigen Lösung wurde Geschäftsführer Engelbert Hopf auf einer Fachmesse fündig. Gemeinsam mit dem Automatisierungsspezialisten ERL entwickelte das Unternehmen ein maßgeschneidertes Konzept zur Optimierung der Schweißprozesse: die Einführung einer hochmodernen Schweißroboteranlage aus der ARCentre XPERT Reihe.
Herausforderung
Die metallverarbeitende Industrie steht zunehmend unter Druck. Komplexere Werkstücke, steigender Zeitdruck und der anhaltende Fachkräftemangel erhöhen den Bedarf an effizienteren Fertigungslösungen.
Lösung
Zukunftsfähige Schweißroboteranlage, um die Fachkräfte zu entlasten, die Prozess- und Produktqualität nachhaltig zu sichern und das Unternehmen attraktiver zu machen.
Seit mehr als 130 Jahren steht das Familienunternehmen, die Hopf GmbH für handwerkliche Präzision, technische Innovationskraft und kontinuierliche Weiterentwicklung im Metallbau. Heute ist die Hopf GmbH ein moderner Metallbauspezialist mit Fokus auf die Konstruktion und Fertigung hochwertiger industrieller Baugruppen. Insbesondere im Bereich des thermischen Trennens von Metall setzt das Unternehmen auf moderne Technologien, effiziente Fertigungsprozesse und höchste Qualitätsstandards. Als zertifizierter Fachbetrieb nach DIN EN 1090 EXC III überzeugt die Hopf GmbH mit präzisen Schweißarbeiten und zuverlässigen Fertigungslösungen. Damit ist das Unternehmen ein leistungsfähiger und vertrauensvoller Partner für anspruchsvolle Industriekunden verschiedenster Branchen.
Automatisierung bei der Hopf GmbH
Das ARCentre unseres Partners ERL GmbH schweißt im MIG/MAG-Standard-, Puls- und Spezial-Puls-Verfahren mit einer maximalen Reichweite von 2.011 Millimetern. In puncto Schweißtechnik kommt eine integrierte 450 A TAWERS Stromquelle von Panasonic in Kombination mit einem wassergekühlten DINSE Brennersystem zum Einsatz. Diese vereint die Steuerung und die Stromquelle in einer Einheit.
Das Herzstück der neuen Anlage bildet der Panasonic Schweißroboter TM-2000-WG3, der Bauteile flexibel im Wechsel auf zwei Stationen schweißen kann. Je nach Anforderung können die Stationen als Einzeldrehachse für die Bearbeitung von Langteilen oder als Dreh-Kipp-Achse für Bauteile, die ein schweißsynchrones Positionieren erfordern eingesetzt werden. Dabei können Bauteile bis zu einem Gewicht von 500kg aufgenommen werden. Die Manipulatoren sind für eine Schweißstromübertragung bis 500 A ausgelegt. Durch die gleiche Anordnung der Positionier-einheiten auf den beiden Stationen ist das Kopieren der Programme von einer zur anderen Station problemlos möglich. Um eine optimale Positionierung vor dem Bauteil zu erreichen, verfügt die Anlage über eine knapp 8 m lange Laufbahn. In die Laufbahn sind Energie Leitungen wie Strom und Druckluft sowie der Rolliner integriert.
Den zuverlässigen Drahttransport zum Roboter übernimmt das Drahtfördersystem Rolliner. Dessen um jeweils 90° versetzte Rollenpaare führen die Drahtelektrode besonders gleichmäßig und sorgen damit für eine hohe Lichtbogenstabilität. Gleichzeitig werden Abrieb und daraus resultierende Wartungsarbeiten minimiert. Damit lassen sich Nebenzeiten für den Spulenwechsel beseitigen, insbesondere wenn der Anwender auf 250-kg-Schweißdrahtfässer setzt, die außerhalb der Anlage positioniert sind. Außerdem werden zusätzliche Kosten und Platzbedarf für einen Tenderwagen eingespart. Ein weiterer Vorteil ist das integrierte Schnellwechselsystem: Damit kann der Anwender ohne Werkzeug zwischen Fass- und Korbspulenhalterung wechseln und so auch Sonderwerkstoffe für spezielle Aufträge flexibel am Roboter verarbeiten.
Für einen reibungslosen Schweißprozess sorgt zudem die automatische Reinigungsstation. Ihr integrierter Fräser entfernt Schweißspritzer zuverlässig aus der Düse, bevor anschließend automatisch Anti-Spritzmittel aufgetragen wird. Dadurch bleibt die Schweißqualität dauerhaft auf hohem Niveau, während ungeplante Stillstände deutlich reduziert werden. Ergänzend dazu sorgt die mitgeführte Wasserkühlung für eine schnelle und zuverlässige Regelung der Temperatur des Brennerkühlmittels. Dadurch werden die Verschleißteile geschont und ihre Lebensdauer nachhaltig erhöht.
Mehr Präzision, weniger Stillstand
Um optimale Voraussetzung für die Offline-Programmierung und das Eintauchen in enge Bauteilgeometrien zu schaffen, wurde eine T.Connector Hohlwellen-Garnitur von DINSE verbaut. Das hochtorsionsbeständige Schlauchpaket zeichnet sich durch einen sehr geringen Verschleiß, eine hohe Standzeit und lange Wartungsintervalle aus.
Dank schlanker Bauform und 260° Rotation zu beiden Seiten der sechsten Achse spart der T.Connector HW Zeit beim Konturenschweißen und ermöglicht eine optimale Bauteilzugänglichkeit. Mit dem METZ 574 Pistolenkopf, der eine Einschaltdauer von 100% bei 500A bietet, können auch hochamperige lange Schweißnähte problemlos geschweißt werden. Der extrem robuste und langlebige Brenner ist ein Garant für perfekte Schweißergebnisse.
Um stets den korrekten TCP und damit die richtigen Voraussetzungen für die Programme zu schaffen, wurde eine präzise Richtlehre mitgeliefert, die es den Anwendern erlaubt den Pistolenkopf mühelos einzustellen. Dabei werden sowohl Gasdüsensitz als auch der Düsenstock exakt eingerichtet.
In einem automatisierten, regelmäßigen Messzyklus wird der TCP mithilfe des TCP-Scouts überprüft. Bei festgestellten Abweichungen stoppt die Anlage, um die Entstehung von Ausschussteilen zu vermeiden. Auf diese Weise wird eine gleichbleibend hohe Schweißqualität mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,1 Millimetern – unabhängig von äußeren Einflüssen sichergestellt.
Die Schweißroboteranlage ist zusätzlich mit den Sensoriken TouchSensor und ARCSensor ausgestattet. Mit dem TouchSensor wird eine 3-dimensionale Verschiebung der Programme vorgenommen, falls die Bauteile große Toleranzen haben. Es wird ein Unterprogramm erstellt mit dem der Roboter mit der Gasdüse das Bauteil in X; Y; Z Richtung sucht und mit korrigierten Daten den Schweißprozess beginnt.
Der ARCSensor korrigiert Abweichungen wie Werkstücktoleranten oder Wärmeverzug beim Schweißen automatisch durch Erfassung der Änderungen des Schweißstroms während des Schweißens.
Das Ergebnis: maximale Flexibilität bei gleichzeitig minimalem Rüstaufwand. Dank der Dreh-Kipp-Achse und optimaler Roboterpositionierung können Werkstücke vollständig ohne Umspannen bearbeitet werden.
"Beeindruckend ist vor allem die konstant hohe Qualität: Während beim manuellen Schweißen bereits kleinste Bewegungen oder ein kurzes Zittern die Schweißnaht beeinflussen können, liefert der Roboter dauerhaft präzise und gleichbleibende Ergebnisse."
Zuverlässige Schweißprozesse dank automatisierter Peripherie und Absaugtechnik
Auch die Arbeitsabläufe wurden grundlegend neu durchdacht: Während der Roboter den Schweißprozess übernimmt, lassen sich parallel bereits Bauteile für die nachfolgenden Arbeitsschritte vorbereiten.
Stillstandzeiten werden drastisch reduziert, die Produktivität steigt spürbar. Gleichzeitig übernimmt die Anlage körperlich belastende Aufgaben wie das exakte Ausrichten der Werkstücke – eine deutliche Entlastung für das Team.
Neben Effizienz spielt auch das Thema Sicherheit eine zentrale Rolle. Ein vollständig eingehauster Arbeitsbereich, moderne Lichtschrankensysteme sowie eine automatische Absaugtechnik gewährleisten geschützte und saubere Arbeitsbedingungen. Die großflächige Absaughaube deckt den gesamten Arbeitsbereich des Roboters ab und erfasst den entstehenden Schweißrauch zuverlässig und vollständig. Die Reinigung der abgesaugten Luft übernimmt eine zentrale Absauganlage.
Um eine optimale Belademöglichkeit per Kran zu bieten, werden die Absaughauben nach dem Schweißvorgang in eine Parkposition zurückgefahren und bei Programmstart wieder über das Bauteil gefahren.
Prozessoptimierung durch Programmierung mittels Offlineprogrammierung
Ein weiterer Vorteil der Anlage liegt in der digitalen Vorbereitung der Fertigungsprozesse. Mithilfe des Offline-Programmiersystems Panasonic DTPS lassen sich Schweißabläufe bereits im Vorfeld realitätsnah simulieren und optimieren.
Dazu zählen unter anderem Zugänglichkeitsprüfungen, Kollisions-überwachungen sowie die Analyse von Schweiß- und Zykluszeiten. Dadurch können Abläufe frühzeitig abgestimmt und ein reibungsloser Produktionsstart sichergestellt werden.
Für die effiziente Erstellung und Bearbeitung der Schweißprogramme stehen zudem zahlreiche komfortable Funktionen wie Verschieben, Drehen, Kopieren oder Spiegeln von Programminhalten zur Verfügung. Neben den Bewegungsabläufen des Roboters lassen sich auch Schweißparameter und-geschwindigkeiten direkt definieren. Unterstützend kommt dabei der integrierte Schweißnavigator zum Einsatz, der insbesondere den Einstieg in die Produktion erleichtert. Darüber hinaus ermöglicht Panasonic DTPS den Import externer CAD-Daten und schafft damit die Grundlage für eine durchgängige und flexible Offline-Programmierung.
Gegenüber dem Handschweißen arbeitet die Anlage deutlich effizienter. Hinzukommt, dass neben den höheren Schweißgeschwindigkeiten insbesondere die angetriebenen Zusatzachsen zu einem optimierten Handling und verkürzten Prozesszeiten beiträgt. Mit der Investition in die neue Anlage von ERL setzt die Hopf GmbH bewusst auf zukunftsorientierte Fertigungstechnologien. Ziel ist es nicht, Fachkräfte zu ersetzen, sondern sie gezielt zu entlasten, die Prozess- und Produktqualität nachhaltig zu sichern und die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens langfristig zu stärken.
"Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2024 ist unsere Produktivität mit dem ARCentre wesentlich gestiegen. Besonders die wiederkehrenden Teile sind sehr interessant da diese sehr schnell ohne viel Arbeitsvorbereitung und Programmierung produziert werden können"
Managing Director
Hopf GmbH
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