Keine Angst vor Automatisierung beim Schweißen!

Warum Cobot-Schweißen die Lösung für kleine und mittelständische Unternehmen sein kann

Automatisch arbeitende Schweißroboter wohin das Auge reicht. Die Roboterarme bewegen sich mal hektisch, mal ruhig. Ein Zischen, Brummen und Knistern liegt in der Luft. Einen Menschen kann man hier und da nur schemenhaft erkennen. Die Automation hat klar die Vorherrschaft. Eine solche Vorstellung ist eher ein Angstbild für kleine und mittelständische Unternehmen, denn der Mensch scheint hier komplett in den Hintergrund zu rücken, ja, von seinem Platz verdrängt zu werden. So scheint es. Dabei kann eine Maschine wie ein kollaborierender Roboter – ein sogenannter Cobot – den Menschen in seiner Arbeit unterstützen. Der Einsatz von Cobots beim Schweißen kann somit zur wirtschaftlichen Lösung werden für kleine und mittelständische Unternehmen.

Feindbild Roboter?

Anfang der 1960er Jahre wurden die ersten Industrieroboter auf dem Markt eingeführt. Schon von Beginn an gehören Automatisierung und Schweißtechnik dort unmittelbar zueinander, wo in der Industrie hohe Losgrößen geschweißt werden müssen. Schweißroboter arbeiten hochpräzise, sind schnell, liefern konstante Qualität und werden niemals müde. Dass man solche Ergebnisse für Handschweißer nicht voraussetzen darf, liegt auf der Hand. Dies ist nur menschlich. Warum haben sich Roboter beim Schweißen nicht längst schon in kleinen und mittelständischen Unternehmen etabliert?

Es sind mehrere Faktoren, die hier eine Rolle spielen. Vier wesentliche haben wir Ihnen hier zusammengestellt:

1. Der Schritt in die Automation ist groß

Fertigungsprozesse automatisieren ist eine komplexe Sache. Das Bedienen einer Roboterschweißanlage setzt geschulte Roboterprogrammierer voraus. Es müssen also Bedingungen geschaffen werden, die einen großen Schritt an Veränderung für ein Unternehmen bedeuten, das bisher nur auf Handschweißer gesetzt hat.

2. Die Schweißaufgaben sind zu variabel

Vor allem bei kleinen Losgrößen und aufwendigen Bauteilen mit vielen Schweißnähten ist der Handschweißer deutlich schneller als der Roboter, da dieser erst programmiert werden muss. Der Handschweißer dagegen ist völlig autark und kann direkt loslegen.

3. Die Kosten sind nicht zu unterschätzen

Die Anschaffungskosten für einen Schweißroboter können noch überschaubar sein. Schaut man sich aber genauer an, welcher zusätzliche Aufwand mit dem Kauf eines Schweißroboters zusammenhängt, zwingt das viele kleine und mittelständische Produktionsbetriebe in die Knie: der Schulungsaufwand für das Bedienen eines Roboters. Obwohl es sicherlich einfacher ist, einem Schweißer das Programmieren beizubringen, als einem Programmierer das Schweißen. Möglicherweise muss auch Personal aufgestockt werden. Das ist nicht immer so einfach umsetzbar.

4. Die Sicherheitstechnik ist komplex

Für einen Schweißroboter braucht man zwingend eine entsprechende Sicherheitstechnik, die die Gefahren für den Menschen auf ein vertretbares Minimum reduzieren. Unternehmen müssen sich also ebenso darüber informieren, welche Art Roboterzellen sie brauchen und entsprechend verfügbaren Raum mit der Sicherheitstechnik abstimmen. Hinter all dem steht die Notwendigkeit, dass der Mensch als Anwender unbedingt vor allen möglichen Gefahren durch die Anlage geschützt sein muss, wie beispielsweise UV-Strahlung, Schweißrauch und Kollision des Schweißroboters.

Was also tun, wenn Zeit- und Kostendruck in der Produktion entstehen? Wenn der Handschweißer die steigenden Stückzahlen nicht mehr schafft? Wenn die Schweißaufgabe eintönig wird und die Qualität der Schweißnaht mit steigender Stückzahl sinkt?

Es muss nicht gleich ein Schweißroboter sein!

Mal ehrlich: Was wäre eine wirklich smarte Lösung für die Probleme, mit denen sich besonders kleine und mittelständische Unternehmen, die Schweißer beschäftigen, herumschlagen? Es müsste eine Anlage geben, die den Menschen mit seinem Know-how unterstützt und mit ihm zusammenarbeitet – und Folgendes ermöglicht:

• Kleine und mittlere Stückzahlen werden zügig und in gleichbleibender Qualität geschweißt
• Veränderte Baugrößen und Geometrien sind leicht neu einstellbar
• Programmierung und Bedienung ist einfach und schnell möglich
• Die Vorrichtung lässt sich zügig an die neue Schweißaufgabe und das neue Bauteil anpassen

Eine solche Anlage gibt es: der Cobot!

Cobot statt Schweißroboter

Ein großer Unterschied zu einem herkömmlichen Industrieroboter ist, dass der Cobot durch seine Leichtbauweise flexibler eingesetzt werden kann und weniger Raum benötigt. Durch entsprechende Achs-Sensorik wird eine Kollision mit dem Menschen erkannt und der Roboter stoppt automatisch. Beim Schweißen muss allerdings der Schweißbrenner, der Schweißdraht und der komplette Prozess bedacht werden. Da hier viele Aspekte ein Verletzungsrisiko darstellen, müssen diese mit entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen unbedingt verhindert werden.

Warum dann aber einen Cobot, wenn man ihn nicht direkt kollaborierend einsetzen sollte? Die Generation der Cobots steht für mehr als nur Achs-Sensorik, denn ein weiterer wesentlicher Unterschied ist, dass der Cobot sehr viel einfacher zu bedienen ist. Für das Bedienen eines Cobots braucht es also keine umfangreichen Programmierkenntnisse, denn die Programmierung ist eher intuitiv geführt und leicht erlernbar – und dadurch extrem flexibel, wenn sich Bauteile ändern.

Der Cobot spielt vor allem dann all seine Vorteile in der Schweißtechnik aus, wenn:

• Bauteile eine geringe bis mittlere Komplexität bzw. Geometrie haben
• Losgrößen zwischen klein und mittel wechseln
• einfache Vorrichtungen für die Bauteile genügen

Wer sind die Anbieter von Cobots in der Industrie?

Einer der größten Hersteller für Cobots in der Industrie sind Universal Robots, kurz UR. Auch haben renommierte Roboterhersteller wie FANUC, ABB und Yaskawa Motoman mittlerweile Cobots in ihrem Lieferprogramm. Weitere Hersteller von Cobots sind AUBO, Hanwha, Han’s Robot und Doosan. Für nahezu alle Modelle bietet ABICOR BINZEL die geeignete Schweißtechnik an.

Wie gelingt der Start in die Automatisierung und in das Cobot-Schweißen?

Eine Schweißanlage als Systemlösung mit einem Cobot benötigt nur wenige Komponenten und kann außerdem schnell und einfach installiert werden:

• Cobot je nach Größe der Anforderung
• Schweißbrenner und flexibles Schlauchpaket passend zur Anforderung, am besten gleich ein Schweißbrenner mit integrierter Absaugung
• Brennerhalterung sowie Flansch und Kabelkonfektionierung
• Stromquelle mit Software und Schnittstelle zum Cobot
• Schweißtisch, Vorrichtung und sogar externe Achsen
• Sicherheitskomponenten, damit die Arbeitsschutzvorschriften und Maschinenrichtlinien eingehalten werden. Hier empfehlen sich verschiedene Einhausungen oder Schutzvorhänge sowie eine Absauganlage. Bei Nutzen eines Schweißbrenners mit integrierter Absaugung sparen Sie sich eine Absaughaube und eine leistungsstarke und teure stationäre Absauganlage. In diesem Fall können Sie mit einer günstigen mobilen Schweißrauch-Absauganlage eine saubere Cobot-Zelle realisieren.

Schweißbrenner mit flexiblem Schlauchpaket, Brennerhalterung plus Stromquelle mit Software und Schnittstelle zum Cobot bietet ABICOR BINZEL mit dem ROBiPAK bereits in einem Komplettpaket an. Außerdem sind die wichtigsten Einstellfunktionen der Stromquelle in das UR-Bedienpaneel integriert, was die Programmierung erheblich vereinfacht. Damit wird es ein Leichtes, sich seine Schweißanlage mit einem Cobot zusammenzustellen.

Das Gesamtpaket der Schweißanlage mit dem Cobot sollte leicht zu bedienen sein. Vergewissern Sie sich, dass also auch die Schweißanlage möglichst einfach zu bedienen ist und am besten direkt über das Bedienpanel des Roboters erfolgen kann. Das ermöglicht es Ihnen bzw. Ihrem Schweißer, das eigene Wissen in der Fügetechnik zu nutzen und den neuen Umgang mit dem Cobot als Gesamtlösung zu erleichtern. Um das optimal zu nutzen, gibt es spezialisierte Systemanbieter, die Ihnen das Komplettpaket der Schweißanlage mit einem Cobot liefern, installieren und betreuen. Hier beraten wir Sie gerne bei der Auswahl geeigneter Partner.

Was gibt es noch optional für das Cobot-Schweißen?

• Schweißrauchabsaugung: Wenn Sie nicht bereits über eine geeignete Schweißrauchabsaugung verfügen, müssen Sie diese in Ihren Arbeitsprozess integrieren. Lesen Sie dazu auch gleich noch mehr unter »Sicherheit und Arbeitsschutz«.
• Brennerreinigungsstation: Für eine schnelle und effiziente Reinigung und Vorbereitung der Gasdüse am Brennerhals auf ihren nächsten Einsatz. Dieses System lässt sich leicht in der Schweißanlage mit Cobot integrieren.

Das müssen Sie zum Thema Sicherheit und Arbeitsschutz mit einem Cobot beachten

Sich bewegende Maschinenteile

Der Aufbau von sich bewegenden Teilen muss so gegeben sein, dass es während des Betriebes zu keinem Kontakt mit diesen Maschinenteilen kommen kann und Unfälle damit ausgeschlossen sind. Bestehende Risiken werden daher von Anlagenbauern entsprechend geprüft und bei der Planung berücksichtigt. Geeignete Maßnahmen helfen dabei, das Risiko zu minimieren.

Strahlung und Spritzer

Ein Sichtschutz, eine Scheibe oder ein Vorhang helfen, dass UV-Strahlungsemissionen verringert oder ganz ausgeschlossen werden. Sie dürfen keine schädlichen Auswirkungen auf den Menschen haben. Dies gilt ebenso für Schweißspritzer.

Einatmen gefährlicher Rauchgase

Es muss unbedingt vermieden werden, dass gesundheitsschädlicher Schweißrauch aus dem Schweißprozess in die Atemwege gelangt. Aus diesem Grund ist eine Schweißrauchabsaugung zwingend erforderlich.

Diese Vorschriften unterliegen der Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie 1 und 2). Alle Angaben sind in den TRGS 402 »Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrenstoffen«, 900 »Arbeitsplatzgrenzwerte – Technische Regel für Gefahrenstoffe« und 528 »Schweißtechnische Arbeiten – Technische Regel für Gefahrstoffe« nachzulesen. Daraus geht unter anderem hervor, dass Schweißrauch an der Entstehungsstelle abgesaugt werden muss. Auch das ist mit einem Cobot mit entsprechendem Equipment sehr leicht realisierbar.

Mit einem Cobot Kosten sparen

Erfahrungsgemäß amortisiert sich eine Anlage mit Cobots innerhalb von 12 bis 18 Monaten. Schon allein die Tatsache, dass die Einschaltdauer (Lichtbogen AN) bei einer Handschweißanlage bei ca. 25–30 % liegt und beim Cobot bei ca. 60–75 %, lässt die Einsparungen erahnen.

Cobot-Schweißen – keine Angst vor einer automatisierten Zukunft

Robotertechnik muss nicht die große, kostenintensive Unbekannte sein. Im Fall von Cobots ist Robotertechnik für das Schweißen »einfach nur ein neues Werkzeug«, das die Arbeit erleichtert, die Wirtschaftlichkeit erhöht und uns Menschen vor Gefahren schützt. Der Schweißer wird entlastet, denn er programmiert und bedient den Roboter. Auf diese Weise kann er sich in der »frei gewordenen Zeit« intensiver auf hochwertige, anspruchsvolle Schweißaufgaben konzentrieren, für die all sein Wissen und seine Erfahrung gefragt sind.

Sie sehen: Ein Cobot kann beim Schweißen in Ihrer industriellen Fertigung zu einem wirklich wertvollen Werkzeug werden. Wir helfen Ihnen gerne dabei, mit einem Cobot die ersten positiven Erfahrungen zu sammeln.