Mehrere Hundert Meter an Schweißnähten müssen bei der Produktion eines Harvesters ausgeführt werden.
Foto: Fronius

Schweißen

Zuverlässige Schweißgeräte für robuste Harvester

Seine Harvester für die Holzernte schweißt die finnische Ponsse mit Technik von Fronius, darunter auch die aktuelle Schweißstromquellengeneration TPS/i.

Die Holzernte in den Wäldern ist längst ein automatisiertes Geschäft. Eingesetzt werdden dazu effiziente Maschinen wie der Harvester Scorpion King von Ponsse. Es handelt sich um eine der modernsten Holzerntemaschinen zur Kurzholzaufarbeitung (CTL, Cut to Length). Mit acht Rädern, drei gegeneinander verdrehbaren Rahmensegmenten und einem auf einer Gabelsäule ruhenden, über die Kabine greifenden Kranausleger ist die Maschine in jedem Gelände einzusetzen. Anders als bei Baggern befindet sich die Kransäule in der Arbeitsposition nicht vor der Kabine, so dass der Bediener freie Sicht hat auf das Harvester-Aggregat zum Abschneiden, Entasten und Ablängen der Bäume.

Kranausleger für höchste Belastungen

Die Beanspruchungen des Materials im bis zu 11 m langen Kranausleger sind hoch. „Der neuralgische Punkt eines Harvesters ist immer der Ausleger. Wenn etwas bricht, dann dort“, erklärt Heikki Selkälä, Production Development Manager von Ponsse. Entsprechend sorgfältig haben die Ingenieure des finnischen Unternehmens den als C50 bezeichneten Parallelkran entworfen und getestet.

Die Fertigung des C50 übernimmt Ponsse weitgehend selbst, vor allem die besonders beanspruchten Kernkomponenten aus höherfestem Stahl mit einer Streckgrenze von 500 MPa werden in eigenfertigung hergestellt. Ohne Schweißen geht dabei gar nichts. Bis ein Fahrzeugrahmen fertig ist, müssen die derzeit 100 Schweißer des Unternehmens – unterstützt von neun Roboterzellen – bis zu 100 Nähte mit einer Gesamtlänge von etwa 300 Metern schweißen. Um immer in der optimalen Lage (PA, PB) zu schweißen, werden die Werkstücke mit einem Manipulator imme r wieder gedreht, sodass die Schweißer oft neu ansetzen und der Anteil kurzer Nähte hoch ist.

Auch beim Fügen des C50 fallen umfangreiche Schweißarbeiten an, die Roboter und Mensch Hand in Hand erledigen: Das Anschweißen der Gabelsäule aus Gussstahl an den Kranausleger übernimmt zum Beispiel ein Roboter. Da es sich bei dem Ausleger um eine kritische Komponente handelt, wird danach jede Schweißnaht mit Ultraschall überprüft.

Bindefehler führten zu umfangreicher Nacharbeit

In der Vergangenheit deckten diese Ultraschallprüfungen immer wieder Defekte an den manuell geschweißten Nähten auf, die von Bindefehlern beim Schweißstart herrührten. Ein großer Kostenfaktor, da gerade an den Rahmen viele manuell geschweißte kurze Nähte mit erforderlich sind. Jeder Defekt bedeutet hier, dass die betroffene Stelle ausgeschliffen, nachgeschweißt und erneut geprüft werden muss.

„Zuverlässigkeit und Qualität unserer Maschinen sind für unsere Kunden vorrangig“, stellt Heikki Selkälä klar. „Wir können und wollen daher in der Produktion und insbesondere auch beim Schweißen kein Risiko eingehen und setzen deshalb nur die beste Fertigungstechnik ein.“

Kari Lehtomaa, Geschäftsführer des finnischen Fronius Repräsentanten Pronius Oy, war überzeugt, dieses Problem mit der neuen Schweißstromquelle TPS/i von Fronius bei Ponsse lösen zu können. Schließlich gehört ein besonders zuverlässiger Schweißstart zu den Eigenschaften dieser Schweißstromquelle.

Der Erfolg stellte sich schnell ein, wie Produktionsentwicklungsleiter Heikki Selkälä berichtet: „Unser vorrangiges Ziel, die Nahtqualität beim manuellen Schweißen weiter zu verbessern, haben wir mit dem Wechsel zur TPS 500i erreicht. Es hat sich dabei schnell gezeigt: Die neue Generation ist wirklich eine Klasse für sich!“

Doch nicht nur in allen Schweißphasen einschließlich des Schweißstarts ist der Einbrand jetzt zuverlässig tief. Auch bei der Nahtoptik hat der Forstmaschinenhersteller durch den Einsatz der TPS/i in Verbindung mit der Kennlinie PMC (Pulse Multi Control) deutliche Verbesserungen erzielt.

Als weitere Folge der minimalen Spritzerneigung und des sicheren Einbrands konnte Ponsse den Zeitaufwand für die Nacharbeit um 20 Prozent reduzieren. Und das ohne zusätzliche Maßnahmen und ohne Schulung durch Fronius. „Das System ist so einfach zu handhaben, das wir keine nennenswerte Unterstützung bei der Einführung der TPS/i gebraucht haben.“

Gerade das große Touch-Display der TPS/i schätzen die Schweißer bei Ponsse. Es erleichtert die Bedienung mit seiner Volltextanzeige, lässt sich mit dem Handschuh problemlos bedienen und unterstützt Finnisch als Bediensprache. Mittlerweile hat das Unternehmen 63 Maschinen aus der TPS/i-Serie innerhalb eines halben Jahres für manuelle und robotergestützte Schweißaufgaben gekauft und in Betrieb genommen.

Eine Dekade gemeinsamer Erfolg

Damit setzt die TPS/i die Partnerschaft von Fronius und Ponsse fort. Im Jahr 2007 schaffte der Forstmaschinenhersteller das erste Gerät aus Österreich an, eine Schweißstromquelle aus der Serie TPS 9000, die seitdem in einer Roboterzelle für das Schweißen von Frontrahmen arbeitet. Ihr folgten weitere Geräte wie ein Tandemsystem TimeTwin für das robotergestützte Schweißen schwerster Teile mit Blechdicken von über 30 mm, wie etwa den Heckrahmenkomponenten für den Bear, dem größten Harvester von Ponsse. „Mit dem vor dem TimeTwin-System eingesetzten Einzeldrahtverfahren hat das Schweißen eines Werkstücks sieben Stunden gedauert, jetzt sind es weniger als drei!“, freut sich Heikki Selkälä.

Höhere Zuverlässigkeit – weniger Verbrauchsmaterial

Nachdem auch noch ein Gerät für das Handschweißen aus der TransSteel-Serie dazu kam, gingen die Verantwortlichen bei Ponsse als Handlungsgrundlage für weitere Investitionsentscheidungen daran, detaillierte Zahlen über die Zuverlässigkeit der Fronius-Geräte und die Kosten für das Verbrauchsmaterial zu sammeln und zu analysieren. Die Zahlen waren durchweg sehr erfreulich. Geräteausfälle sind die absolute Seltenheit und bei den Gasdüsen beispielsweise sank der Verbrauch gegenüber den Vorgängermaschinen aus der Produktion eines anderen bekannten Herstellers um fast 100 Prozent. Mindestens genauso positiv die Entwicklung bei den Kontaktrohren: Während die Schweißer bei Ponsse vor dem Wechsel zu Fronius-Geräten die Kontaktrohre als Folge der Zündprobleme bis zu 30 Mal am Tag ersetzen mussten, halten diese jetzt eine Woche und mehr.

Datenbasis für Prozessoptimierung

Zukünftig will Ponsse noch tiefere Einblicke in den Status der Schweißsysteme und Schweißprozesse erhalten und dazu die von den Schweißstromquellen gesammelten Staus- und Schweißnahtinformationen nutzen, um die Schweißprozesse zeitnah zu überwachen, zu analysieren und zu dokumentieren. Mit Hilfe einer zentralen Servereinheit (WeldCube) ist es in naher Zukunft darüber hinaus möglich, die anfallenden Daten mehrerer Schweißstromquellen unternehmensübergreifend zusammenzuführen und zu verwalten.

„Solche Neuerungen sind es, die uns voranbringen. Wir sehen nicht nur in Punkto Innovationsfreude viele Übereinstimmungen in der Firmenkultur von Fronius und Ponsse, sondern auch bei der absoluten Kundenorientierung, der Qualität der Produkte und dem Willen, ständig ganz vorne mit dabei zu sein“, schließt Heikki Selkälä.

Autor: Franz Joachim Roßmann

Foto: Stampack

Software

Werkzeugbau: Simulation ersetzt die Probierpresse

Konstruktionsbüros, die Folgeverbundwerkzeuge auslegen und konstruieren, können mit einer Simulationssoftware die Probierpresse ersetzen.

Foto: Fronius

Schweißen

Zuverlässige Schweißgeräte für robuste Harvester

Seine Harvester für die Holzernte schweißt die finnische Ponsse mit Technik von Fronius, darunter auch die aktuelle Schweißstromquellengeneration TPS/i.

Wasserstrahlschneiden

Was kann der Wasserstrahl?

Die Euroblech hat gezeigt: beim Wasserstrahlschneiden geht der Trend zu automatisierten und ressourcenschonenden Systemen.

Foto: Red Bud

Umformtechnik

Streckrichten als Alternative zum Walzrichten

Eben und spannungsfrei: Streckrichten eliminiert Eigenspannungen und Unebenheiten allein durch die Zugbelastung eines Bandabschnitts über die Streckgrenze hinaus.