Die Entwicklung und die Auswirkungen von Schweißrobotern

Im Bereich der industriellen Fertigung hat der Einzug der Robotertechnologie eine bedeutende Revolution bewirkt. Ein Paradebeispiel für diesen Wandel ist der Einsatz von Schweißrobotern. Als Wegbereiter einer neuen Ära der Automatisierung und Präzision werden Schweißroboter ständig weiterentwickelt, um den vielfältigen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Dieser Artikel befasst sich mit den Feinheiten der Schweißroboter, ihrer Geschichte, ihren Vorteilen, Grenzen, Typen und Zukunftsaussichten.

Das Konzept verstehen: Handschweißen vs. Roboterschweißen

Beim Roboterschweißen wird, wie der Begriff schon sagt, ein Roboterarm für die Ausführung von Schweißarbeiten eingesetzt. Bei diesem automatisierten Verfahren manövriert der Roboter den Brenner entlang der Verbindung und erleichtert so das Verschmelzen der Teile. Die Fähigkeiten dieser Schweißroboter wurden durch die Integration fortschrittlicher Schweißwerkzeuge erheblich verbessert.

Roboterschweißsysteme lassen sich in zwei Typen unterteilen: automatische und halbautomatische Systeme. Bei einem automatischen System werden die Teile über ein Förderband oder ein Magazin zugeführt und in einer Position eingespannt, in der der Roboter das Schweißen durchführen kann. Nach dem Schweißen werden die Teile zur Prüfung, Montage oder Verpackung zu einem anderen Vorgang transportiert.

Bei einem halbautomatischen System hingegen betritt ein Bediener die Roboterzelle, um die fertige Schweißnaht zu entfernen und die nächsten Teile für den Roboter zum Schweißen zu positionieren.

Im Vergleich zum manuellen Schweißen zeichnet sich das Roboterschweißen durch seine überlegene Geschwindigkeit und Produktivität aus. Da Roboter keine Pausen benötigen, steigt die Produktivität, und die Schweißkosten pro Stück sinken, was es zu einer effizienteren Lösung macht.

Auf den Spuren der Wurzeln: Die Geschichte des Roboterschweißens

Entgegen der landläufigen Meinung sind Schweißroboter keine neue Erfindung. Sie gehen auf mehr als sechs Jahrzehnte zurück. Die Reise der Schweißroboter begann mit George Devol, der 1954 den ersten programmierbaren Roboter erfand. Sein Unternehmen Unimation stellte den ersten Industrieroboter namens Unimate her, der in einem Werk von General Motors zum Punktschweißen und zur Entnahme von Druckgussteilen eingesetzt wurde. Dies markierte den Beginn der breiten Einführung von Schweißrobotern.

In den 1980er Jahren erlebte die Industrieroboterindustrie ein beträchtliches Wachstum, und die Unternehmen führten regelmäßig neue Schweißroboter ein. In diesem Jahrzehnt wurden auch bedeutende Fortschritte bei den Roboterarmen erzielt, die zu einer verbesserten Mobilität und Kontrolle führten.

Die Erfindung von kollaborierenden Robotern (Cobots) war ein wichtiger Meilenstein in der Geschichte des Roboterschweißens. Diese Roboter, die an der Seite von Menschen arbeiten sollen, sind einfacher zu programmieren und sicherer als ihre industriellen Gegenstücke. Die Zukunft der Schweißroboter scheint vielversprechend, und es sind kontinuierliche Fortschritte zu erwarten.

Die Vorzüge: Vorteile des Schweißroboters

Schweißroboter bringen eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, von erhöhter Produktivität über gleichbleibende Qualität bis hin zu weniger Ausschuss.

Gesteigerte Produktivität

Schweißroboter übertreffen ihre menschlichen Gegenstücke in Bezug auf Geschwindigkeit und Effizienz. Sie können eine Effizienz von bis zu 85% erreichen, verglichen mit 20% bei ausgebildeten menschlichen Schweißern. Darüber hinaus können Roboter eine Lichtbogeneinschaltzeit von bis zu 95% einhalten, was die Fehleranfälligkeit deutlich verringert und die Produktionsrate erhöht.

Konstante Qualität

Die Konsistenz der Schweißroboter gewährleistet jedes Mal eine hohe Schweißqualität. Sie sorgen für eine konstante Schweißgeschwindigkeit, Stromstärke und andere Variablen, was sie ideal für Projekte mit strengen Qualitätsanforderungen macht.

Weniger Abfall und Verbrauchsmaterial

Das Roboterschweißen reduziert die mit dem menschlichen Schweißen verbundenen Fehler und Abfälle. Roboter nutzen Verbrauchsmaterialien wie Füllstoffe effektiver, minimieren den Abfall und verlängern die Lebensdauer von Komponenten wie Düsen. Dies führt zu Kosteneinsparungen, da Verbrauchsmaterialien seltener gekauft werden müssen.

Der Nachteil: Beschränkungen des Schweißroboters

Schweißroboter bieten zwar zahlreiche Vorteile, sind aber auch mit gewissen Einschränkungen verbunden. Zum Beispiel erfordern die meisten Industrieroboter komplexe Programmierkenntnisse. Dies bedeutet, dass die Unternehmen möglicherweise neue Programmierer einstellen und ihre Mitarbeiter speziell schulen müssen. Außerdem erfordert die Implementierung eines Schweißrobotersystems eine erhebliche Anfangsinvestition in Maschinen, Vorrichtungen und Schulungen. Bei richtigem Einsatz können sich Roboter jedoch innerhalb von ein bis drei Jahren bezahlt machen.

Die Anwendungen: Anwendungsfälle von Schweißrobotern

Derzeit entfallen 20% der gesamten Schweißarbeiten in den USA auf Schweißroboter, und diese Zahl nimmt rasch zu. Industrien mit hohen Produktionsraten, wie die Automobilindustrie, verwenden häufig Schweißroboter. Sowohl das Punktschweißen als auch das Lichtbogenschweißen sind beliebte Einsatzmöglichkeiten für Schweißroboter.

Die Vielfalt: Typen von Schweißrobotern

Auf dem Markt gibt es eine breite Palette von Schweißrobotern, die jeweils für ein bestimmtes Schweißverfahren konzipiert sind. Zu den verschiedenen Arten von Schweißrobotern gehören:

• Widerstands-Punktschweißroboter
• Kollaborative Schweißroboter
• Schweißroboter für das Schutzgasschweißen (SMAW)
• Roboter-Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW/MIG)
• Roboter-Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/TIG)
• Roboter-Laserschweißen
• Plasma-Schweißroboter

Jede Art von Schweißroboter hat einzigartige Merkmale und eignet sich für bestimmte Anwendungen. Widerstands-Punktschweißroboter werden zum Beispiel häufig in der Automobilindustrie eingesetzt, während kollaborative Schweißroboter ideal für die Arbeit an der Seite von Menschen in kleineren Anlagen sind. Schutzgasschweißroboter (SMAW) hingegen sind perfekt für das Schweißen dünner Teile oder für ästhetische und präzise Schweißnähte.

Blick in die Zukunft: Die Zukunft des Schweißroboters

Die Schweißindustrie entwickelt sich ständig weiter, vor allem durch das Aufkommen des Roboter- und Cobot-Schweißens. Da die Technologie immer weiter fortschreitet, ist nicht abzusehen, was die Schweißtechnik von morgen bringen wird. Eines ist jedoch sicher: Die Zukunft der Schweißroboter ist zweifellos vielversprechend, und uns steht eine aufregende Reise bevor!