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Beim Auftragsschweißen wird ein Zusatzwerkstoff auf ein Bauteil aufgebracht und stoffschlüssig mit diesem verbunden. Die hierzu erforderliche Materialaufschmelzung kann durch einen Bearbeitungsstrahl aus elektromagnetischer Strahlung wie z. B. durch einen Laser- oder Elektronenstrahl erfolgen. Durch Auftragschweißen lassen sich Beschichtungen oder Reparaturen an Bauteilen vornehmen, ebenso kann das Auftragschweißen als formgebendes Auftragschweißen für die generative Fertigung verwendet werden, z. B. zum Erzeugen von dreidimensionalen Bauteilen oder zum Erzeugen von dreidimensionalen Strukturen auf bestehenden Bauteilen.
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Der Zusatzwerkstoff wird häufig als Pulver zugeführt. Hierzu wird z. B. eine Zuführeinrichtung mit einer Pulverdüse verwendet, durch die das Pulver zur Schweißstelle befördert wird. Das Pulver kann z. B. unter Verwendung eines Fördergases, wie z. B. eines inerten Gases, durch die Zuführeinrichtung befördert werden. Der aus der Pulverdüse austretende Pulverstrom ist auf eine Stelle fokussiert, den sogenannten Pulverfokus.
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Bei herkömmlichen Verfahren zum Auftragsschweißen wird das Bauteil auf einem Schweißtisch oder anderen Basiselementen z. B. mittels Spannvorrichtungen befestigt. Während des Schweißprozesses werden der Bearbeitungsstrahl und der Pulverstrom über das Bauteil bewegt. Dies erfolgt z. B. über mehrachsige Portalanlagen oder Industrieroboter, wie z. B. Gelenkarmroboter.
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Bei hohen Geschwindigkeiten oder Ausgleichsbewegungen ist jedoch die Dynamik von Portalanlagen mit mehreren Achsen stark eingeschränkt. Dadurch kann es zu Abweichungen kommen, z. B. in den angestrebten Parametern der Vorschubgeschwindigkeit oder Genauigkeit, beispielsweise beim Ruckeln der Portalanlage. Weiterhin ist eine Anschaffung von Portalanlagen bzw. Roboteranlagen mit der entsprechenden beweglichen Peripherie sehr kostenintensiv.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, die ein prozesssicheres Pulver-Auftragsschweißen auch bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere bei dreidimensionalen Schweißnahtgeometrien erlaubt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Patentanspruch 10.
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Bei dem Verfahren zum Pulver-Auftragschweißen ist ein Bearbeitungsstrahl zur Erzeugung eines Schmelzbads auf ein Bauteil gerichtet, ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff wird mittels einer Zuführeinrichtung dem Schmelzbad zugeführt und eine Schweißraupe wird ausgebildet, die den Zusatzwerkstoff beinhaltet. Während des Verfahrens wird die Zuführeinrichtung ortsfest gehalten und das Bauteil längs der auszubildenden Schweißraupe bewegt.
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Somit wird das feste Ende und das dynamische Ende der Bearbeitung umgedreht: die Pulverzuführung bleibt während des Schweißprozesses ortsfest, während an dem Bauteil alle erforderlichen Positionsänderungen vorgenommen werden. Auf die Zuführeinrichtung für den Zusatzwerkstoff wirken keine dynamischen Kräfte mehr ein, wodurch konstante Bedingungen im Pulverfokus erreicht werden können. Die Schweißbahnqualität kann folglich gesteigert werden.
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Vorzugsweise wird das Bauteil so bewegt, dass das Schmelzbad stets in Wannenlage erzeugt wird, bzw. das Auftragschweißen in Wannenlage erfolgt. Hierdurch lassen sich die Schweißbedingungen vereinheitlichen und die Reproduzierbarkeit von Gefüge- und Bauteileigenschaften steigt. Auch kann die Bauteilausrichtung in Wannenlage mit geringem zusätzlichem Aufwand erfolgen, da eine Bewegung des Bauteils entlang des Schweißnahtverlaufs ohnehin erfolgt.
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Um die Prozesssicherheit weiter zu steigern und eine gleichbleibende Gefügebeschaffenheit zu fördern, erfolgt die Pulverzuführung vorzugsweise im Wesentlichen vertikal, d. h. der Pulverstrom ist im Wesentlichen entlang der Vertikalen gerichtet. Die Pulverzufuhr erfolgt vorzugsweise von oben nach unten in Richtung auf das Bauteil, d. h. in Richtung der Schwerkraft senkrecht nach unten. Hierdurch lässt sich ein besonders konstanter und einheitlicher Pulverstrom realisieren.
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Die Bewegung des Bauteils im Raum und in Relation zur Pulverzuführung wird vorzugsweise mittels eines Industrieroboters realisiert, insbesondere mittels eines mehrachsigen Gelenkarmroboters. Alternativ kann in manchen Anwendungsfällen der Industrieroboter auch ein Portalroboter sein.
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Vorzugsweise ist die Bewegung des Bauteils eine zumindest dreiachsige Bewegung, alternativ kann die Bewegung des Bauteils ebenso eine vierachsige Bewegung, fünfachsige Bewegung oder sechsachsige Bewegung sein. Die mehrachsige Bewegung kann eine rein rotatorische oder translatorische Bewegung sein oder eine Kombination aus rotatorischer und translatorischer Bewegung, z. B. kann das Bauteil in der horizontalen Ebene bewegt werden und gleichzeitig um eine oder mehrere Achsen gedreht bzw. gekippt werden. Andere kombinierte rotatorische und translatorische Bewegungen sind ebenfalls möglich. Die mindestens dreiachsige Bewegung des Bauteils stellt sicher, dass das Bauteil auch bei komplexen Schweißbahnen an der Bearbeitungsstelle in jede erforderliche Position bewegt und z. B. immer in Wannenlage gehalten werden kann.
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Das Verfahren erlangt besondere Vorteile, wenn die Schweißraupe einen dreidimensionalen Verlauf aufweist, bzw. wenn die Auftragschweißung entlang einer Schweißbahn erfolgt, die einen dreidimensionalen Verlauf aufweist. Hier muss die Schweißraupe nicht nur in einer Ebene ausgebildet werden. Dies ist z. B. beim Auftragschweißen im Bereich von Ecken oder Kanten der Fall. Bislang musste bei solchen Schweißbahnen zumindest teilweise in Zwangslage, z. B. steigend, fallend oder quer, geschweißt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können nun auch dreidimensionale Schweißraupen vollständig in Wannenlage geschweißt werden.
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Da eine Bewegung der Pulverzuführeinrichtung während des Verfahrens nicht mehr notwendig ist, kann die Schweißbahnqualität auch hohen Schweißgeschwindigkeiten verbessert werden. Somit eignet sich das Verfahren insbesondere zur generativen Fertigung. So wird vorzugsweise auf zumindest einem Teilbereich des Bauteils eine Struktur ausgebildet, die mindestens zwei übereinander liegende Auftragsschweißraupen aufweist. Beispielsweise können durch das Aufbringen mehrerer übereinander liegender Schweißraupen dreidimensionale Bauteilabschnitte hergestellt werden.
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Besonders eignet sich das Verfahren zur Bearbeitung von Fahrwerks- oder Karosseriebauteilen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
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Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Bearbeiten von Guß-, Schmiede- oder Blechbauteilen aus Metall, insbesondere aus Alumininium oder Stahl.
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Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Pulver-Auftragschweißen mit einer Strahlerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bearbeitungsstrahls, einer Strahlführungseinrichtung zur Bereitstellung des Bearbeitungsstrahls an einer Bearbeitungsstelle, einer Zuführeinrichtung, mit der ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff der Bearbeitungsstelle zugeführt werden kann, und einem Industrieroboter, der eingerichtet ist um ein zu schweißendes Bauteil an der Bearbeitungsstelle zu positionieren und längs einer auszubildenden Schweißraupe zu bewegen.
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Der Bearbeitungsstrahl ist ein elektromagnetischer Strahl und stellt die für die Schweißung notwendige Energie bereit. Der Bearbeitungsstrahl kann z. B. ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl sein, vorzugsweise ist der Bearbeitungsstrahl ein Laserstrahl.
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Die Strahlerzeugungseinrichtung erzeugt den Bearbeitungsstrahl und kann z. B. eine Elektronenstrahlkanone oder Laserquelle sein.
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Der erzeugte Bearbeitungsstrahl wird mittels der Strahlführungseinrichtung von der Strahlerzeugungseinrichtung bis an die Bearbeitungsstelle geleitet. Hierzu kann die Strahlführungseinrichtung z. B. ein Optiksystem mit Linsen und/oder Spiegeln, Lichtwellenleitern etc. beinhalten, wenn der Bearbeitungsstrahl ein Laserstrahl ist. Bei einem Elektronenstrahl kann die Strahlführungseinrichtung z. B. Ablenkspulen oder andere für die Fokussierung und Ablenkung eines Elektronenstrahls geeignete Vorrichtungen aufweisen.
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Die Zuführeinrichtung führt den pulverförmigen Zusatzwerkstoff der Bearbeitungsstelle zu. Hierzu kann die Zuführeinrichtung z. B. eine Düse bzw. Pulverdüse umfassen, die über eine oder mehrere Leitungen mit einem oder mehreren Pulvervorratsbehältern und einem Pulverförderer verbunden ist. Das Pulver kann von der Zuführeinrichtung beispielsweise mittels eines Transportgases, wie z. B. Argon, an die Bearbeitungsstelle transportiert werden. Hierzu wird das Pulver dem Transportgas zugegeben, wodurch ein Pulverstrom entsteht.
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Aus der Pulverdüse kann der Pulverstrom im Wesentlichen koaxial zum Bearbeitungsstrahl austreten. Z. B. kann der Bearbeitungsstrahl durch die Pulverdüse geführt werden und das Pulver wird über einen konzentrischen Spalt zugeführt oder alternativ über einen oder mehrere Einzelspalte. Alternativ kann der Bearbeitungsstrahl auch off-axis zum Pulverstrom an die Bearbeitungsstelle gebracht werden.
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Die Bearbeitungsstelle ist der Ort, an dem die Auftragschweißung ausgeführt wird.
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Weiterhin weist die Vorrichtung einen Industrieroboter auf, der die notwendige Bewegung des zu schweißenden Bauteils vornehmen kann. So kann der Industrieroboter sowohl das Bauteil an der Bearbeitungsstelle positionieren, als auch die Vorschubbewegung des Bauteils zur Ausbildung der Schweißraupe bewirken.
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Der Industrieroboter hat einen Effektor und einen Manipulator. Der Effektor dient zur Bauteilaufnahme bzw. zur Fixierung des zu schweißenden Bauteils, z. B. durch Kraftschluss oder Formschluss und kann z. B. als Greifer ausgebildet sein.
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Der Manipulator ermöglicht eine Bewegung des mit ihm verbundenen Effektors in mehreren Richtungen. Vorzugsweise ermöglicht der Manipulator eine zumindest dreiachsige Bewegung des Effektors und damit des Bauteils. Der Manipulator ist vorzugsweise so ausgebildet, dass durch die Manipulatorbewegung das in dem Effektor fixierte Bauteil entlang der Schweißbahn unter dem Bearbeitungsstrahl bzw. dem Pulverfokus vorbeigeführt werden kann. Der Manipulator kann je nach Anforderungen durch die Schweißbahnführung z. B. mehrere Linearachsen oder mehrere Rotationsachsen aufweisen oder eine Kombination von Linear- und Rotationsachsen.
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Vorzugsweise weist der Roboter weiterhin eine Kontrollvorrichtung auf, mit der die Bewegungen des Manipulators und des Effektors gesteuert werden. Hierzu kann die Kontrollvorrichtung z. B. ein oder mehrere Steuergeräte und einen Computer aufweisen. Die Positionierung und Bewegung des Bauteils mithilfe des Roboters kann z. B. anhand eines Ablaufprogramms gesteuert werden. An ein Ablaufprogramm zur Bewegung des Bauteils während des Auftragschweißens werden grundsätzlich ähnliche Anforderungen gestellt wie an ein Ablaufprogramm zur mehrachsigen Bewegung eines Schweißkopfes bzw. einer Pulverdüse. Insofern liegt die Erstellung eines geeigneten Ablaufprogramms zur Bewegung des Bauteils im Rahmen des fachmännischen Handelns.
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Vorzugsweise ist der Industrieroboter ein mehrachsiger Gelenkarmroboter. Insbesondere ein Gelenkarmroboter mit fünf Achsen, mit sechs Achsen oder mehr als sechs Achsen ermöglicht eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich der möglichen Achsbewegungen und damit eine schnelle Ausführung der Bauteilbewegungen.
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Da während des Verfahrens alle erforderlichen Bewegungen an dem Bauteil vorgenommen werden, ist eine Bewegung der Zuführeinrichtung nicht mehr erforderlich. Somit kann die Zuführeinrichtung während des Auftragschweißens ortsfest gehalten werden, die Relativbewegung zwischen Bauteil und Zuführeinrichtung während des Schweißens resultiert lediglich aus einer Bewegung des Bauteils mittels des Roboters.
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In einer Ausgestaltung ist die Zuführeinrichtung ortsfest angeordnet. Hierzu kann die Zuführeinrichtung z. B. an einem Gestell, wie z. B. einer Rahmenkonstruktion, unbeweglich angebracht sein. Somit wird der Anlagenaufbau vereinfacht und Kosten können reduziert werden. Gleichwohl kann die Zuführeinrichtung auch so angebracht werden, dass sie während des Verfahrens zwar ortsfest gehalten wird, nach dem Verfahren jedoch bewegt werden kann, z. B. an einem verschiebbaren Gestell oder einem Manipulator.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Zuführeinrichtung eine Pulverdüse auf, die im Wesentlichen vertikal angeordnet ist. Hierdurch kann der Pulverstrom im Wesentlichen senkrecht nach unten austreten, wodurch eine besonders gleichmäßige Pulverzuführung erzielt wird. In Kombination mit der Schweißung in Wannenlage lassen sich so besonders gute Gefüge- und Bauteileigenschaften erzielen.
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Ebenso können die Strahlführungseinrichtung und die Strahlerzeugungseinrichtung ortsfest angeordnet sein. Vorzugsweise sind bei der Anlage die gesamten Peripherieelemente unbewegt, d. h. die Zuführungeinrichtung für den Zusatzwerkstoff, die Strahlerzeugungs- und Strahlführungseinrichtung, optionale Sensoren zur Erfassung von Verfahrensparametern, eine optionale Schutzgaszufuhreinrichtung etc. Eine Mitführung dieser Elemente während des Verfahrens ist nicht mehr notwendig. Hierdurch wird die Kontrolle bzw. Steuerung der Strahlparameter und der Pulverzuführung erheblich vereinfacht. Weiterhin können die Anlagenkosten verringert werden, da eine aufwendige Mitführung der Peripherieelemente nicht länger notwendig ist. Es lassen sich hohe Schweißgeschwindigkeiten bei guter Positioniergenauigkeit erzielen. Eine ortsfeste Anordnung der Strahlerzeugungs- und Strahlführungseinrichtung begünstigt darüber hinaus die Verwendung einer Elektronenstrahlquelle.
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In einer Ausgestaltung kontrolliert eine zentrale Kontrollvorrichtung sowohl die Bewegung des Roboters als auch den Bearbeitungsstrahl und die Zuführeinrichtung. Somit kann der gesamte Schweißprozess zentral von einer einzigen Kontrollvorrichtung gesteuert bzw. geregelt werden, wodurch die Prozesskontrolle verbessert wird. Hierzu kann beispielsweise die Kontrollvorrichtung des Roboters zusätzlich an die Strahlerzeugungseinrichtung und die Zuführeinrichtung gekoppelt sein und die Funktion der zentralen Steuerung bzw. Regelung übernehmen. Alternativ kann die zentrale Kontrollvorrichtung auch zusätzlich oder anstelle der Kontrollvorrichtung des Roboters vorgesehen sein. Alternativ kann der Prozessablauf auch mithilfe von mehreren miteinander gekoppelten Kontrollvorrichtungen gesteuert bzw. geregelt werden.
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Die Koppelung zwischen Kontrollvorrichtung und Roboter, Strahlerzeugungseinrichtung, Zuführeinrichtung und ggf. weiteren Vorrichtungsbestandteilen kann z. B. drahtgebunden über Leitungen erfolgen oder drahtlos, z. B. über Funk.
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Mit anderen Worten ist das Laserauftragschweißen ein Prozess, bei welchem eine große Anzahl an Parametern dynamisch zusammenspielen. Die Bewegung der Düse, welche Schutzgas, Pulver und Energie (Laser) an einen Punkt befördert, wird bisher über Portalanlagen (5-Achsen, ähnlich den CNC-Systemen) oder Roboter realisiert. Dabei wird das Bauteil auf einem Schweißtisch oder anderen Basiselementen mittels Spannvorrichtungen befestigt. Jegliche zwei- und dreidimensionale Bewegung wird durch das System der Düse durchgeführt.
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Für dreidimensionale Strukturen bestehen zwei ausschlaggebende Nachteile: Zum einen ist die Dynamik von Portalanlagen bei hohen Geschwindigkeiten und Ausgleichsbewegungen mehrerer Achsen stark eingeschränkt. Dadurch kann es zu Abweichungen in den angestrebten Parametern der Vorschubgeschwindigkeit und durch Ruckeln auch in der Genauigkeit kommen. Zum anderen ist die Anschaffung von Portalanlagen als auch Roboteranlagen mit der entsprechenden beweglichen Peripherie sehr kostenintensiv (Invest).
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Das Konzept sieht vor, das feste Ende und dynamische Ende der Bearbeitung umzudrehen: Dabei wird die Düse fest installiert, was die Mitführung von den Peripherieelementen vereinfacht, und das Bauteil wird mittels eines Roboters bewegt.
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Die Bedingungen im Pulverfokus sind konstant, da keine dynamischen Kräfte mehr auf das zugeführte Material einwirken. Hierdurch wird eine Erhöhung der Schweißbahnqualität erreicht. Eine Beschaffung von kostenintensiven Konstruktionen von Portal- oder Robotersystemen zur Bewegung der Düse inklusive der Peripherie wie Optik, Sensorik etc. entfällt. Die Düse wird fest installiert, ebenso wie die Sensorik und Optik. Die kompletten Anlagenkosten in der Beschaffung würden um ein Vielfaches gesenkt werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff ”kann” verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
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1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die in 1 dargestellte beispielhafte Vorrichtung 10 zum Pulver-Auftragsschweißen hat eine Strahlerzeugungseinrichtung 100 zur Erzeugung eines Bearbeitungsstrahls L. Gemäß 1 ist die Strahlerzeugungseinrichtung eine Laserquelle und der Bearbeitungsstrahl L folglich ein Laserstrahl. Der Laserstrahl L wird mittels einer Strahlführungseinrichtung 110 zu der Bearbeitungsstelle gelenkt. Je nach verwendetem Lasertyp kann die Strahlführungseinrichtung 110 z. B. Lichtwellenleiter oder Spiegelsysteme beinhalten. Darüber hinaus können in der Strahlerzeugungseinrichtung und/oder der Strahlführungseinrichtung Optikelemente, wie z. B. Linsen, Spiegel etc. zur Fokussierung des Strahls vorgesehen sein. Alternativ kann der Bearbeitungsstrahl jedoch auch ein Elektronenstrahl sein und z. B. von einer Elektronenstrahlkanone erzeugt werden.
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Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine Zuführeinrichtung 200 auf, mit der ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff P an der Bearbeitungsstelle bereitgestellt werden kann. Gemäß 1 weist die Pulverzuführeinrichtung eine Pulverdüse 210, einen Pulverförderer 220 sowie mindestens eine erste Zuleitung 230 für das Pulver und mindestens eine zweite Zuleitung 240 für ein Förder- bzw. Transportgas auf, die die Pulverdüse 210 mit dem Pulverförderer 220 verbinden. Der Zusatzwerkstoff P wird mit dem Transportgas, z. B. Argon, gemischt und verlässt die Pulverdüse 210 als fokussierter Pulverstrom. Der Pulverstrom kann je nach Düsenform zum Pulverfokus hin hohlkegelartig ausgebildet sein oder aus mehreren Teilströmen bestehen, die auf einen gemeinsamen Pulverfokus fokussiert sind.
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Gemäß 1 wird der Bearbeitungs- bzw. Laserstrahl L koaxial zu dem Pulverstrom an die Bearbeitungsstelle geführt. Alternativ kann der Bearbeitungsstrahl auch off-axis, d. h. von der Seite an die Bearbeitungsstelle geführt werden.
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Die Zuführeinrichtung 200 ist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ortsfest angeordnet durch Befestigung an einem Gestell 500. Hierbei ist die Pulverdüse 210 in vertikaler Position angeordnet, so dass der aus der Pulverdüse austretende Pulverstrom im Wesentlichen vertikal nach unten gerichtet ist.
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Weiterhin ist auch die Strahlführungseinrichtung 110 ortsfest angeordnet, gemäß 1 durch Integration in die ortsfeste Pulverdüse 210.
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Die Vorrichtung 10 weist ferner einen Industrieroboter 300 auf, Der Industrieroboter 300 beinhaltet einen Manipulator bzw. Roboterarm 310 sowie einen daran angeordneten Effektor 320. Der Effektor 320 dient zur Fixierung eines zu schweißenden Bauteils 400, z. B. durch Kraftschluss oder Formschluss und kann z. B. als Greifer ausgebildet sein. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Industrieroboter 300 ein Gelenkarmroboter mit fünf Rotationsachsen X1, X2, X3, X4 und X5, also fünf Freiheitsgraden. Die Bewegungsmöglichkeiten sind durch die Doppelpfeile veranschaulicht. Der Effektor 330 hält das zu bearbeitende Bauteil 400, während die für die Bearbeitung notwendige Positionierung und Bewegung des Bauteils durch den Roboterarm 310 vorgenommen wird.
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Alternativ können je nach Anforderungen durch die Schweißbahnführung auch andere Roboter verwendet werden, z. B. Gelenkarmroboter mit mehr oder weniger als 5 Achsen, z. B. mit drei, vier, sechs oder mehr als sechs Achsen. Weiterhin kann der Roboter z. B. auch mit zusätzlichen Linearachsen ausgerüstet sein.
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Die Vorrichtung 10 zum Pulver-Auftragschweißen kann weiterhin eine optionale zentrale Kontrollvorrichtung 600 aufweisen, welche die gesamten Prozessabläufe kontrolliert, d. h. regelt oder steuert. Beispielsweise werden sowohl die Bewegungen des Roboterarms, als auch die Strahlerzeugung und Pulverzuführung von der zentralen Kontrollvorrichtung kontrolliert. Hierzu kann beispielsweise, wie in 1 angedeutet, die Kontrollvorrichtung 600 sowohl an den Roboter 300 als auch an die Strahlerzeugungseinrichtung 100 und die Zuführeinrichtung 200 gekoppelt sein. Alternativ können die Bauteilbewegungen, die Strahlparameter und die Pulverförderung auch mithilfe von mehreren (nicht dargestellten) Kontrollvorrichtungen gesteuert bzw. geregelt werden.
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Die Koppelung zwischen zentraler Kontrollvorrichtung 600 und Roboter 300, Strahlerzeugungseinrichtung 100 und/oder Zuführeinrichtung 200 kann z. B. drahtgebunden über Leitungen 610, 620, 630 erfolgen oder drahtlos, z. B. über Funk.
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Die Vorrichtung 10 kann weiterhin nicht dargestellte Sensoren aufweisen, z. B. am Roboter 300 oder an der Düse 210.
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Beim Auftragschweißen wird somit nunmehr das dynamische Ende der Bearbeitung zum Bauteil verlegt. Das Bauteil führt mittels des Roboters die Bewegungen aus, die zum Aufbringen der Schweißraupe auf den gewünschten Stellen erforderlich ist. Beispielsweise wird das Bauteil so an der Bearbeitungsstelle positioniert, dass die Auftragsschweißung an der beabsichtigten Stelle beginnen kann. Dann wird das Bauteil entsprechend dem beabsichtigten Verlauf des Materialauftrags bewegt, so dass sich eine relative Bewegung zwischen Bauteil und Pulverstrom bzw. Bearbeitungsstrahl ergibt. Eine Bewegung der Zuführeinrichtung, insbesondere der Pulverdüse, ist nicht mehr notwendig. Diese kann ortsfest montiert werden. Ebenso kann auch die Strahlerzeugungseinrichtung und Strahlführungseinrichtung ortsfest montiert werden.
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Das Ausführungsbeispiel ist nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zum pulver-Auftragschweißen
- 100
- Strahlerzeugungseinrichtung
- 110
- Strahlführungseinrichtung
- 200
- Zuführeinrichtung
- 210
- Pulverdüse
- 220
- Pulverförderer
- 230, 240
- Zuleitungen
- 300
- Industrieroboter
- 310
- Roboterarm, Manipulator
- 320
- Effektor
- 400
- Bauteil
- 500
- Gestell
- 600
- zentrale Kontrollvorrichtung
- 610, 620, 630
- Leitungen
- L
- Bearbeitungsstrahl, Laserstrahl
- P
- pulverförmiger Zusatzwerkstoff
- X1 bis X5
- Roboterachsen
