Ein TIME-Vortrag hat bei der DVS-Roboter 2022 in Fellbach für Furore gesorgt.
Dabei ging es um den Umgang und Nutzen von Cobots beim Lichtbogenschweißen.
Das sorgte auf der Tagung für rege Diskussionen.

TIME-Geschäftsführer Dr.-Ing. Ralf Polzin traf es auf den Kopf: „Der demografische Wandel und das teilweise negative Image des Schweißens als körperlich anstrengende, schmutzige Arbeit führen zu einem wachsenden Mangel an Fachkräften.“ Die Folge: Unternehmen können zunehmend Aufträge nicht oder nur teilweise ausführen, was Umsatzeinbußen nach sich zieht. Darüber hinaus sehen sich viele Unternehmen einem verschärften globalen Wettbewerb gegenüber.

 Dr. Polzin: „Diese Situation lässt sich nur durch technologieorientierte Innovationen ausgleichen.“ Einfache, sich wiederholende Schweißaufgaben lassen sich teilautomatisieren, z.B. mit einer Schweißzelle, bestehend aus einem (kollaborativen) Roboter, einer Schweißmaschine und einem Schweißtisch. „Um in diesem Bereich Erkenntnisse für die Praxis zu sammeln, haben wir eine Cobot-basierte Schweißanlage neben einer Roboter-basierten Schweißanlage aufgebaut und bei verschiedenen Schweißaufgaben verglichen.“

Kann der Cobot einen Roboter ersetzen?

TIME verfügt über zwei Lösungen zum automatisierten Schweißen. Das auf einem kollaborativen Roboter (Cobot) basierende System besteht aus einem Cobot vom Typ UR 10e, einer Stromquelle TPS 320i mit einem gasgekühlten Brenner MTB 320i GR und einem WF25i R Drahtvorschub sowie einem Schweißtisch mit einer Fläche von 1000 mm x 2000 mm. Der Cobot steht auf einem eigenen Sockel, der als Schweißtischerweiterung ausgeführt ist, um die Nutzungsfläche des Schweißtisches nicht einzuschränken. Die Einhausung wurde kostengünstig durch Doppelstabmatten realisiert, bespannt mit Schweißvorhängen und verfügt über eine Schiebtür mit einem Sicherheitsschalter sowie einem Not-Aus-Schalter. Somit arbeitet der Cobot als geschlossenes System und entspricht den aktuellen Rahmenrichtlinien.

Das Vergleichssystem Roboter-Schweißanlage besteht bei TIME aus einem Knickarmroboter mit einer maximalen Traglast von 15 kg, Stromquelle vom Typ Qirox QRC 350, zwei Drahtvorschubeinrichtungen, wechselbaren Schweißbrennern, einer Dreh-Kippachse mit max. 500 kg Traglast und einem Schweißtisch von 1000 mm x 2000 mm. Auch diese Anlage ist komplett eingehaust und mit einem separaten Sicherheitskreis ausgestattet.

Einfacher zu bedienen und preiswerter in der Anschaffung?

Ralf Polzin: „Das Wesentliche vorweg: Beide Lösungsansätze sind für MAG-Schweißaufgaben geeignet“. Bei TIME wird der Cobot bisher überwiegend für das automatisierte MAG-Schweißen eingesetzt. Die maximale verwendete Schweißgeschwindigkeit betrug bis zu 45 cm/min. „Bei dieser Geschwindigkeit und darüber hinaus zeigte der Cobot keine Auffälligkeiten, was die Bahngenauigkeit anbelangt“, resümiert Dr. Polzin. Doch sind die vielzitierte einfache Programmierung und die geringeren Investitionskosten für einen Cobot in der Praxis nachvollziehbar? „Diese Vorteile des Cobots schwinden gegenüber dem Roboter, wenn aufgrund der gewünschten Nahtgenauigkeit nach der manuellen Grobpositionierung eine exakte Systemprogrammierung notwendig ist“, so der TIME-Experte. Und: „Wegen der erforderlichen Einhausung und des Sicherheitsequipments nähern sich Cobot-Schweißzellen preislich den Roboterzellen an.“

Darüber hinaus haben die Roboter-Hersteller hier inzwischen „nachgezogen“ sowohl bei Hardware (6D-Maus) wie bei Software (intuitivere Menüführung), um die Vorteile eines Cobots z.B. bei der Programmierung auszugleichen.

Umfassende Beratung sollte der Investition vorausgehen

Das Fazit der TIME-Experten: Grundsätzlich sind Cobots für automatisiertes Lichtbogenschweißen geeignet. Aber ein im eigentlichen Sinne „kollaborativer Betrieb“ ist beim Schweißen aus Sicherheitsgründen eher unwahrscheinlich. Ob ein Roboter oder ein Cobot als Handhabungssystem besser geeignet ist, hängt von den individuellen Gegebenheiten ab. Dafür ist eine ganzheitliche Betrachtung wichtig. Dr. Polzin rät: „Unternehmen, die sich erstmals mit der Automatisierung ihrer Schweißprozesse beschäftigen wollen, sei empfohlen, sich herstellerunabhängig beraten und begleiten zu lassen.“ Und die einschlägigen Regelwerke und Sicherheitsvorschriften müssen unbedingt beachtet werden.