Fertigung schwerer Rohrstrukturen

Im Zuge eines Forschungsprojektes hat die IMG zur Verringerung fertigungsbedingter Kosten bei der Herstellung von Fundamentstrukturen für Offshore Windparks eine automatisierte Anlagenlösung entwickelt. Da insbesondere die kumulierten Errichtungskosten von Offshore Windkraftanlagen mit zunehmender Leistung und Nabenhöhe steigen, sind kostenreduzierende Fertigungsabläufe für Fundamentgründungen insbesondere Jacketstrukturen gefordert. Dazu zählt hauptsächlich die aufwändige Fertigung der in dieser Gittermastbauweise zahlreich vorhandenen Rohrknoten (Rohr-Rohr-Verbindung). Neben den sehr hohen Fertigungszeiten, kann aufgrund der aktuell rein manuellen Fertigung eine reproduzierbare Nahtqualität in diesen hochbelasteten Bereichen nicht sicher gewährleistet werden. Durch die großen Dimensionen der zu fügenden Rohre, der ungleichmäßigen und oftmals ungenauen Nahtvorbereitung sowie der Vielzahl unterschiedlich anfallender Rohrknotentypen und Blechdicken, liegt die besondere Herausforderung in einer automatisierten Lösung. Um den zukünftigen Bedarf in der geforderten Qualität bedienen zu können, wurde ein Konzept im Rahmen einer geplanten Linienfertigung durch die IMG mbH entwickelt und anlagentechnisch realisiert.

Schneid- und Montageanlage

Das neu entwickelte Schneid- und Montageportal bildet eine Vielzahl wertvoller Einzelfunktionen ab. Neben der Aufnahme und der Handhabung von großformatigen Rohren, sorgt die Anlage für einen schnellen Zuschnitt auf Länge und Kontur. Das innovative Roboterprogramm nutzt dabei die echte Topologie des Hauptrohres um eine exakte Schneidkontur für das Ansatzrohr zu erstellen. Vorliegende Toleranzen werden messtechnisch ermittelt und zusammen mit konstruktiven und schweißtechnischen Randbedingungen im Fertigungsablauf berücksichtigt. Die Gesamtanlage ist verfahrbar und kann mehrere Arbeitsplätze bedienen. Eingespannte und zugeschnittene Ansatzrohre können in den geforderten Ansetzwinkeln ausgerichtet und präzise am Hauptrohr positioniert werden. Zusätzliche Vorrichtungen zur Sicherung der Lage werden nicht benötigt. Die vereinfachte Zugänglichkeit zur Baugruppe unterstützt das anschließende Heften der einzelnen Bauteile. Unser entwickeltes Anlagenkonzept reduziert die Montage-, Transport- und Handhabungsaufwände deutlich und sorgt für einen komfortablen und sicheren Arbeitsablauf bei Einzel- als auch Serienfertigungen.

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Dreh- und Spannvorrichtung

Mit der Dreh- und Spannvorrichtung können schwere Bauteile und komplexe Strukturen dauerhaft eingespannt und ausgerichtet werden. Die Vorrichtung lässt sich problemlos in Fertigungslinien einbinden. Sie stellt in allen kommenden Fertigungsschritten die lagerichtige Positionierung des Werkstücks sicher. Die Längsachse ist als Roboterdrehachse ausgeführt. In Kombination mit dem Schneid- und Montageportal lässt sich das eingespannte Werkstück beliebig erweitern ohne dabei einen Kran nutzen zu müssen. 

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Schweißportal mit Kipptisch

Das Roboterschweißportal dient als Träger des Schweißroboters und des Schweißhilfsroboters. Es werden insgesamt 11 Roboterachsen während des Schweißens angesteuert. Der Schweißhilfsroboter wird im Slave-Betrieb u.a. zur Reinigung (Bürsten und Schleifen) der Zwischenlagen verwendet. Das Portal ist auf Schienen verfahrbar um den Kipptisch per Kran mit dem Wechselrahmen zu bestücken. Der Kipptisch ist ein Bestandteil der Rohrkontenschweißanlage. Ausgelegt als Roboterachse des Schweißportals ermöglicht er während des automatisierten Schweißprozesses zusammen mit der Drehachse des Wechselrahmens, dass stets in PA Position geschweißt werden kann.

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