Schweißroboter

In der Schweißindustrie findet eine Revolution statt, die von Schweißrobotern angeführt wird. International profitieren Schweißbetriebe von den Vorteilen dieser hochproduktiven Maschinen, die eine Mischung aus Geschwindigkeit, Präzision und Konsistenz bieten, die bei manuellen Schweißvorgängen nur schwer zu erreichen ist.

Dieser Artikel befasst sich mit der Welt des Roboterschweißens, seiner Entwicklung, seinen Vorteilen, Einschränkungen, Anwendungen, Typen und vielem mehr.

Eine Einführung in das Roboterschweißen

Unter Roboterschweißen versteht man den Einsatz von mechanisierten, programmierbaren Werkzeugen (Robotern), die einen Schweißprozess vollständig automatisieren, indem sie sowohl die Schweißung als auch die Handhabung des Teils übernehmen. Durch diese Automatisierung wird ein Maß an Geschwindigkeit und Präzision erreicht, das die Produktivität erhöht und die Betriebskosten senkt.

Handschweißen vs. Roboterschweißen

Beim manuellen Schweißen steuert ein Facharbeiter den Schweißprozess. Diese Methode hat zwar ihre Vorzüge, wie z. B. die Fähigkeit, sich an spezielle Arbeitsanforderungen anzupassen, aber sie hat auch ihre Grenzen, wenn es um Geschwindigkeit, Konsistenz und Produktivität geht.

Andererseits kann ein Schweißroboter den Schweißbrenner entlang der Nahtstelle bewegen, um die Teile ohne Unterbrechung zusammenzuschweißen, was die Produktivität erhöht und die Schweißkosten pro Stück senkt.

Beim Roboterschweißen gibt es zwei Hauptkategorien: automatisch und halbautomatisch. Bei einem automatischen System werden die Teile über ein Förderband oder ein Magazin zugeführt, in der richtigen Position eingespannt und dann vom Roboter geschweißt. Bei halbautomatischen Systemen betritt ein Bediener die Roboterzelle, entfernt die fertige Schweißnaht und positioniert die nächsten Teile für den Roboter zum Schweißen.

Eine kurze Geschichte der Schweißroboter

Schweißroboter gibt es schon seit über 60 Jahren. Der erste programmierbare Roboter wurde 1954 von George Devol erfunden. Diese Erfindung ebnete den Weg für die Gründung von Unimation, dem ersten Roboterunternehmen der Welt, wo Devol und sein Team den ersten Industrieroboter der Welt, Unimate, entwickelten. Dieser Roboter wurde in der General Motors (GM)-Automobilfabrik zum Punktschweißen und zur Druckgussentnahme eingesetzt.

In den 1980er Jahren erlebte die Industrieroboterindustrie einen erheblichen Aufschwung, und fast jeden Monat wurden neue Schweißroboter entwickelt. Diese Konstruktionen wurden kontinuierlich verbessert, wobei die Roboterarme an Beweglichkeit und Kontrolle gewannen, die Bedienerschnittstellen für eine einfachere Wartung und Reparatur verbessert wurden und kleinere kollaborative Roboter (Cobots) auf den Markt kamen, die an der Seite von Menschen arbeiten können.

Die Vorteile von Schweißrobotern

Schweißroboter bieten mehrere Vorteile, darunter:

Gesteigerte Produktivität

Roboterschweißer sind effizient, machen weniger Fehler und erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 85% im Vergleich zu 20% ihrer qualifizierten menschlichen Kollegen. Roboter werden nicht müde, brauchen keine Pausen oder gehen in den Urlaub. Sie können Schweißnähte in gleichbleibender Qualität herstellen und so die Produktivität steigern.

Konstante Qualität

Die Roboter halten eine konstante Schweißgeschwindigkeit, Stromstärke und andere Variablen aufrecht und liefern jedes Mal hochwertige Schweißnähte. Das macht sie ideal für Projekte, bei denen strenge Qualitätsanforderungen gelten.

Weniger Abfall und Verbrauchsmaterial

Schweißroboter vermeiden viele Schweißfehler, die beim menschlichen Schweißen entstehen. Sie können Verbrauchsmaterialien wie Füllstoffe effektiver nutzen, wodurch weniger Abfall anfällt. Verbrauchsmaterialien werden weniger häufig gekauft, was Kosten spart.

Beschränkungen von Schweißrobotern

Trotz ihrer Vorteile haben Schweißroboter ein paar Einschränkungen. Sie erfordern komplexe Programmierkenntnisse, was bedeutet, dass Sie möglicherweise neue Programmierer einstellen müssen, die sich mit der Programmierung des Roboters befassen. Außerdem benötigen Sie spezielle Schulungen und Sicherheitskurse für Ihre Mitarbeiter.

Darüber hinaus erfordern Schweißroboter eine beträchtliche Investition in Maschinen, Vorrichtungen und Schulungen. Bei ordnungsgemäßem Einsatz können sich die Roboter jedoch innerhalb von ein bis drei Jahren amortisieren.

Anwendungen von Schweißrobotern

Schweißroboter machen 20 Prozent der gesamten Schweißarbeiten in den USA aus, eine Zahl, die schnell steigt. Sie werden im Allgemeinen in Branchen eingesetzt, in denen hohe Produktionsraten erforderlich sind. Das Punktschweißen, das vor allem in der Automobilindustrie eingesetzt wird, ist eine der beliebtesten Anwendungen für Schweißroboter. Aber auch das Lichtbogenschweißen wird immer beliebter für den Einsatz von Schweißrobotern.

Arten von Schweißrobotern

Auf dem Markt gibt es verschiedene Arten von Schweißrobotern, die sich nach den von ihnen verwendeten Schweißverfahren unterscheiden. Dazu gehören:

Widerstands-Punktschweißroboter

Beim Widerstands-Punktschweißen, das häufig in der Automobilindustrie eingesetzt wird, werden zwei oder mehr Bleche an einer einzigen Stelle mit größeren elektrischen Strömen verbunden. Punktschweißroboter sind Gelenkroboter mit Drehgelenken.

Kollaboratives Roboterschweißen

Beim kollaborativen Roboterschweißen, auch bekannt als Cobot-Schweißen, wird ein 6-achsiger Roboterarm mit einem Schweißbrenner als Endeffektor eingesetzt. Im Gegensatz zu Industrierobotern können Cobots an der Seite von Menschen arbeiten, so dass eine Schweißroboterzelle nicht erforderlich ist.

Schweißroboter für das Schutzgasschweißen (SMAW)

Beim SMAW-Schweißen wird ein Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Pulverelektrode und dem zu schweißenden Material erzeugt.

Roboter-Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW/MIG)

Roboter werden häufig für das GMAW- oder MIG-Schweißen eingesetzt, wenn hohe Abschmelzleistungen erforderlich sind, um eine hohe Produktionsrate zu erreichen.

Roboter-Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/TIG)

WIG-Roboter werden eingesetzt, wenn dünne Teile geschweißt werden oder wenn ästhetische und präzise Schweißnähte erforderlich sind.

Roboter-Laserschweißen

Laserschweißroboter verwenden einen fokussierten Laserstrahl als Energiequelle und sind daher ideal für das Schweißen von Materialien unterschiedlicher Dicke aus verschiedenen Winkeln und Richtungen.

Plasma-Schweißroboter

Plasmaschweißroboter verwenden einen Plasmalichtbogen als Wärmequelle, um die Verbindung zwischen zwei zu schweißenden Metallen zu schmelzen.

Die Zukunft des Roboterschweißens

Mit dem Aufkommen des Roboterschweißens und des Cobot-Schweißens können sowohl kleine als auch mittlere Schweißbetriebe die Vorteile der Roboterautomatisierung nutzen. Mit der Weiterentwicklung der Technologie verspricht die Zukunft der Schweißtechnik spannende Entwicklungen.

Im Moment nutzt die Schweißindustrie die Effizienz- und Produktivitätsvorteile, die Schweißroboter mit sich bringen, und es ist eine spannende Zeit für die Unternehmen in diesem Sektor.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schweißroboter die Schweißindustrie grundlegend verändert. Mit seiner hohen Produktivität, konstanter Qualität und weniger Abfall revolutioniert er die Art und Weise, wie Schweißarbeiten durchgeführt werden. Obwohl er seine Grenzen hat, ist er aufgrund seiner Vorteile und seines Potenzials für die Zukunft eine lohnende Investition für Unternehmen in der Schweißbranche.

Da sich die Technologie ständig weiterentwickelt, können wir nur erahnen, welche weiteren Fortschritte die Zukunft für das Roboterschweißen bereithält. Aber eines ist sicher: Der Schweißroboter wird bleiben und die Zukunft der Schweißindustrie prägen.