Die Wahl eines Roboterschweißsystems ist nicht einfach eine Entscheidung zwischen einer Robotermarke und einer anderen. Die richtige Lösung hängt von Ihrer Teilegröße, Ihrem Gewicht, der Schweißart, dem Chargenvolumen, der Wechselfrequenz, der verfügbaren Stellfläche und dem erforderlichen Automatisierungsgrad ab.

Für viele kleine und mittlere Metallverarbeitungsbetriebe ist eine kollaborative Roboterschweißstation (Cobot) der flexibelste Ausgangspunkt. Für eine stabile Produktion höherer Stückzahlen bietet eine industrielle Roboterschweißzelle normalerweise eine höhere Geschwindigkeit, Reichweite und Nutzlast. Bei langen Trägern, Strukturrahmen, Rohren oder großen Werkstücken ist ein Industrieroboter mit Schienenführung möglicherweise die einzig praktikable Möglichkeit, jede Schweißnaht effizient zu erreichen.

In diesem Leitfaden werden die Unterschiede, praktischen Anwendungen und Auswahlkriterien für alle drei Optionen erläutert, damit Sie eine fundiertere Investitionsentscheidung treffen können, bevor Sie ein Angebot für das Roboterschweißen anfordern.

Kurze Antwort:
Wählen Sie ein Cobot-Schweißsystem für die Produktion großer Mengen, kleiner bis mittlerer Stückzahlen und häufigen Teilewechsel. Wählen Sie eine stationäre Industrieroboter-Schweißzelle für wiederholbares Schweißen mit höherer Leistung. Entscheiden Sie sich für einen schienenmontierten Industrieroboter, wenn Ihre Teile lang, groß oder schwer sind oder das Schweißen über mehrere Stationen hinweg erfordert.

Einen Überblick über die Laser- und Blechbearbeitungslösungen von DATO finden Sie unter DATO Laser-Homepage.

Die drei Haupttypen der Roboterschweißautomatisierung

1.1 Kollaboratives Roboterschweißsystem

Ein kollaborativer Roboter, allgemein Cobot genannt , ist so konzipiert, dass er flexibler mit Menschen arbeiten kann als ein herkömmlicher Industrieroboter. Bei Schweißanwendungen kann es mit einem Laserschweißkopf, einem WIG-Brenner, einem MIG/MAG-Brenner, einem Drahtvorschubgerät, Sicherheitsvorrichtungen und einem speziellen Schweißtisch oder Positionierer ausgestattet werden.

Eine Cobot-Schweißstation wird häufig von Herstellern ausgewählt, die über Folgendes verfügen:

• Viele verschiedene Teilenummern;

• Kleine Produktionsläufe;

• Häufige Spielplan- oder Programmänderungen;

• Begrenzter Werkstattraum;

• Mangel an erfahrenen Schweißern;

• Die Notwendigkeit, schrittweise zu automatisieren, anstatt eine große, feste Produktionslinie aufzubauen.

DATO kann Cobot-Schweißlösungen als mobile Schweißstationen, , automatische Laserschweißzellen, , Cobot-WIG-Schweißstationen und Cobot-gestützte Handschweißsysteme konfigurieren . Abhängig von der Teilegeometrie kann die Arbeitsstation auch eine Schweißplattform, eine Rauchgasabsaugung, eine Sicherheitsumhausung oder einen einachsigen oder zweiachsigen Positionierer umfassen.

1.2 Feste Industrieroboter-Schweißzelle

Ein industrieller Schweißroboter wird typischerweise in einer festen Zelle installiert und ist für anspruchsvollere Produktionsanforderungen ausgelegt. Im Vergleich zu einem Cobot kann er in der Regel höhere Nutzlasten, eine größere Reichweite, schnellere Zykluszeiten und einen kontinuierlicheren Betrieb unterstützen.

Industrieroboter-Schweißsysteme werden häufig eingesetzt für:

• Baustahlkomponenten;

• Schwere Halterungen und Maschinenteile;

• Serienfertigung von Rahmen und Baugruppen;

• Lange oder komplexe Schweißwege;

• Mehrschichtige Fertigung;

• Große Vorrichtungen und schwerere Werkstücke.

Eine typische Industrieroboter-Schweißzelle kann Folgendes umfassen:

• Ein sechsachsiger Industrieroboter;

• Laser-, WIG- oder MIG/MAG-Schweißgeräte;

• Schweißtisch und kundenspezifische Vorrichtungen;

• Sicherheitszaun oder eine geschlossene Zelle;

• Ein oder mehrere Schweißpositionierer;

• Ein Robotersteuerungs- und Programmiersystem;

• Optionale automatische Be- und Entladeausrüstung.

1.3 Schienenmontiertes Roboterschweißsystem

Ein schienenmontiertes System – auch Roboterschweißsystem mit linearer , Bodenschiene oder siebter Achse genannt – platziert einen Industrieroboter auf einer linearen Fahrschiene.

Anstatt den Roboter in einer festen Position zu halten, ermöglicht die Schiene eine Bewegung entlang der Länge des Werkstücks, der Vorrichtung oder der Produktionslinie. Dadurch wird der effektive Arbeitsbereich des Roboters erheblich erweitert.

Schienenmontiertes Roboterschweißen ist besonders nützlich für:

• Lange Rohre und Rohrbaugruppen;

• Stahlträger und Strukturbauteile;

• LKW-Aufbauten, Anhänger und Fahrgestellteile;

• Lange Metallrahmen;

• Große Maschinenabdeckungen;

• Mehrere Schweißstationen in einer Reihe angeordnet;

• Große Teile, die sich beim Schweißen nicht leicht bewegen lassen.

Direkter Vergleich: Welches System ist das Beste?

Diese Tabelle ist ein Ausgangspunkt und keine endgültige technische Empfehlung. Die endgültige Konfiguration sollte immer auf Ihren Zeichnungen, dem Teilegewicht, den Schweißstellen, der erwarteten Leistung und dem Werkstattlayout basieren.

Wann ist ein Cobot-Schweißsystem die richtige Wahl?

Ein Cobot ist in der Regel die beste Wahl, wenn Flexibilität wichtiger ist als maximale Geschwindigkeit.

Ein Blechbauer kann beispielsweise Halterungen, Elektrogehäuse, Schränke, Rahmen und kundenspezifische Baugruppen in kleinen Chargen schweißen. Die Teile können jeden Tag oder jede Woche wechseln. In dieser Situation ist die Investition in eine große stationäre Industrieroboterzelle möglicherweise nicht der effizienteste erste Schritt.

Eine mobile Cobot-Schweißstation ermöglicht es dem Hersteller, das System zwischen Arbeitsbereichen zu bewegen, Vorrichtungen zu wechseln und sich wiederholende Schweißnähte zu automatisieren, ohne die gesamte Werkstatt neu gestalten zu müssen.

Wählen Sie ein Cobot-Schweißsystem, wenn Sie Folgendes haben:

• High-Mix-, Low-Volume- oder Medium-Volume-Bestellungen;

• Häufige Produktwechsel;

• Kleine bis mittelgroße Teile;

• Begrenzte Grundfläche;

• Ein Bedarf an einfacher Bedienerinteraktion;

• Mangel an qualifizierten Schweißern;

• Ziel ist es, zunächst einen Schweißengpass zu automatisieren.

Typische Cobot-Schweißanwendungen

• Küchengeräte aus Edelstahl;

• Elektrische Schränke und Gehäuse;

• Blechhalterungen;

• Möbelteile aus Metall;

• Kleine Rahmen und Rohrbaugruppen;

• Komponenten für medizinische, Labor- oder kommerzielle Geräte;

• Kundenspezifische Fertigungsaufträge.

Für Kunden, die Arbeitsplatzlayouts vergleichen, hat DATO auch einen Leitfaden dazu veröffentlicht Offene vs. geschlossene Roboterschweißarbeitsplätze. Eine geschlossene Zelle kann angebracht sein, wenn Lasersicherheit, Lichtbogenisolation, Rauchkontrolle oder Produktionstrennung Priorität haben.

Wann sollten Sie sich für eine stationäre Industrieroboter-Schweißzelle entscheiden?

Eine feste Industrieroboterzelle ist die bessere Wahl, wenn Ihre Fabrik wiederholt dieselben oder ähnliche Teile produziert und einen hohen Durchsatz erfordert.

Wenn Ihr Unternehmen beispielsweise Hunderte oder Tausende ähnlicher Rahmen, Rohrbaugruppen, Halterungen oder Strukturbauteile pro Monat produziert, können die höhere Geschwindigkeit und die größere Reichweite eines Industrieroboters die Investition rechtfertigen.

Die wichtigste Anforderung ist Konsistenz. Die erfolgreichsten Roboterschweißprojekte umfassen normalerweise:

• Wiederholbare Teileabmessungen;

• Stabile Einbauten;

• Vorhersehbare Schweißnähte;

• Definierte Qualitätsstandards;

• Ausreichendes Produktionsvolumen;

• Ein Prozess, der keine ständige manuelle Anpassung erfordert.

Wählen Sie eine feste Industrieroboterzelle, wenn Sie Folgendes haben:

• Mittleres bis hohes Produktionsvolumen;

• Stabile Teilekonstruktionen;

• Wiederholte Schweißpfade;

• Größere oder schwerere Komponenten;

• Eine Anforderung für höhere Arbeitszyklen;

• Ein spezieller Schweißbereich;

• Es besteht eindeutig die Notwendigkeit, die Abhängigkeit vom manuellen Schweißen zu verringern.

Wichtiger Aspekt: ​​Qualität der Vorrichtung

Die Qualität des Roboterschweißens hängt von mehr als nur dem Roboter und der Schweißquelle ab. Eine schlechte Wiederholgenauigkeit der Vorrichtung kann zu Fehlausrichtungen, inkonsistenten Lücken und Schweißfehlern führen.

Bewerten Sie vor der Automatisierung Folgendes:

1. Ob die Teile maßlich konsistent sind;

2. Ob die gemeinsame Position wiederholbar ist;

3. Ob Vorrichtungen das Werkstück sicher halten;

4. Ob der Roboter an geeigneter Stelle auf die Schweißnaht zugreifen kann;

5. Ob ein Positionierer das Teil drehen kann, um den Zugang zu verbessern.

Wann benötigen Sie einen schienenmontierten Schweißroboter?

Ein Roboter auf einer linearen Schiene wird dann wertvoll, wenn der Roboter eine Strecke zurücklegen muss, die über seine normale Armreichweite hinausgeht.

Beispielsweise kann ein feststehender Roboter möglicherweise einen Abschnitt eines langen Stahlrahmens schweißen, kann aber das gegenüberliegende Ende nicht erreichen, ohne das gesamte Teil zu bewegen. Das manuelle Umpositionieren eines schweren Werkstücks kostet Zeit, birgt Sicherheitsrisiken und unterbricht den Produktionszyklus.

Bei einem schienenmontierten Roboter fährt der Roboter stattdessen am Teil entlang.

Ein Schienensystem ist oft die richtige Lösung, wenn:

• Das Werkstück ist lang;

• Die Schweißnaht erstreckt sich über eine große Distanz;

• Das Werkstück ist zu schwer oder lässt sich nur schwer neu positionieren.

• Ein Roboter muss mehrere Vorrichtungen bedienen;

• Sie fertigen Träger, Rahmen, Fahrgestelle oder lange Rohrkonstruktionen;

• Das Werkstattlayout unterstützt eine spezielle Automatisierungslinie.

Typische Anwendungen

Ein Schienensystem ist nicht automatisch für jede Fabrik besser. Es erfordert ausreichend Stellfläche, mehr Layoutplanung und einen klaren Produktionsbedarf. Bei kleinen Teilen mit häufigem Wechsel kann ein mobiler Cobot oder eine feste Kompaktzelle einen besseren Gesamtnutzen bieten.

Der Positionierer ist oft genauso wichtig wie der Roboter

Viele Käufer konzentrieren sich zunächst auf die Robotermarke, die Leistung der Laserquelle oder die Schweißgeschwindigkeit. Allerdings ist der Schweißpositionierer oft einer der wichtigsten Teile einer Roboterschweißlösung.

Ein Positionierer hält und dreht das Werkstück, sodass der Roboter in einer optimalen Schweißposition auf mehr Schweißnähte zugreifen kann.

Die Roboterschweißkonfigurationen von DATO können mit folgenden Optionen kombiniert werden:

• Einachsige Drehpositionierer für runde Teile, Flansche, Ringe und zylindrische Bauteile;

• Zweiachsige P-Typ-Positionierer für Teile, die einen Zugang aus mehreren Winkeln erfordern;

• Spindelstock-Reitstock-Positionierer für lange Rohre, Rahmen, Wellen und Strukturbauteile;

• Maßgeschneiderte Arbeitstische und Vorrichtungen für Bleche, Schränke und Baugruppen.

Warum Positionierer die Roboterschweißergebnisse verbessern

Ein richtig ausgewählter Positionierer kann helfen:

• Verbessern Sie die Zugänglichkeit der Schweißnähte;

• Reduzieren Sie den Bedarf an schwierigem Schweißen außerhalb der Position;

• Behalten Sie gleichmäßigere Schweißwinkel bei;

• Reduzieren Sie die manuelle Handhabung;

• Erhöhen Sie die Roboterauslastung.

• Unterstützen Sie umfassendere Schweißarbeiten in einem Setup.

• Verbessern Sie die Wiederholgenauigkeit von Teil zu Teil.

Lesen Sie den entsprechenden DATO-Leitfaden „Typen von Schweißpositionierern für das Roboter-Laserschweißen: So wählen Sie den richtigen für Ihre Teile aus“ in unserem Blog-Center.

Laserschweißen, WIG-Schweißen oder MIG/MAG-Schweißen: Welches Verfahren soll der Roboter nutzen?

Der Robotertyp und das Schweißverfahren sollten gemeinsam ausgewählt werden.

Roboterlaserschweißen

Roboterlaserschweißen wird häufig von Herstellern gewählt, die Folgendes benötigen:

• Hohe Schweißgeschwindigkeit;

• Geringe Wärmeeinbringung;

• Sauberes Erscheinungsbild der Schweißnaht;

• Geringere Verzerrung;

• Reduzierte Nachbearbeitung;

• Wiederholbares Schweißen von Blechen, Edelstahl und Präzisionsbauteilen.

Es ist besonders attraktiv für Küchengeräte aus Edelstahl, Schränke, Gehäuse, dünne bis mitteldicke Bleche und präzisionsgefertigte Teile.

Roboter-WIG-Schweißen

Roboter-WIG-Schweißen wird oft gewählt, wenn der Kunde Folgendes benötigt:

• Hohe visuelle Schweißqualität;

• Präzise Wärmekontrolle;

• Reinigen Sie die Schweißnähte aus Edelstahl oder Aluminium.

• Ein Prozess, der in einer bestehenden WIG-Fabrik bekannt ist;

• Mehr Kontrolle bei dünneren Materialien oder anspruchsvollen Schweißnähten.

Roboter-MIG/MAG-Schweißen

Roboter-MIG/MAG-Schweißen wird häufig verwendet für:

• Baustahl;

• Komponenten aus Kohlenstoffstahl;

• Dicke Materialien;

• Anwendungen mit hoher Abscheidung;

• Rahmen, Maschinenteile und größere Konstruktionen.

Der beste Prozess hängt vom Material, der Dicke, dem Verbindungsdesign, dem gewünschten Aussehen, der Produktionsrate und der zulässigen Wärmeverformung ab.

DATO hat diese Entscheidung auch in dem Artikel behandelt Roboter-WIG-Schweißen vs. Roboter-Laserschweißen , das Käufern helfen kann, die Unterschiede auf Prozessebene zu verstehen, bevor sie sich für einen Arbeitsplatz entscheiden.

So wählen Sie das richtige System: Eine praktische Entscheidungscheckliste

Nutzen Sie die folgenden Fragen, bevor Sie sich zwischen einem Cobot, einem Industrieroboter oder einer schienengeführten Roboterschweißanlage entscheiden.

Wählen Sie eine Cobot-Schweißstation, wenn die meisten Antworten „Ja“ lauten.

• Haben Sie viele verschiedene Teilemodelle?

• Ändern sich Ihre Losgrößen häufig?

• Sind Ihre Teile klein oder mittelgroß?

• Ist die verfügbare Grundfläche begrenzt?

• Benötigen Sie ein mobiles oder leicht umsetzbares System?

• Beginnen Sie Ihre Reise zur Schweißautomatisierung?

Wählen Sie eine feste Industrieroboterzelle, wenn die meisten Antworten „Ja“ lauten.

• Stellen Sie reproduzierbare Teile in mittleren oder großen Stückzahlen her?

• Benötigen Sie schnellere Zyklen und eine kontinuierliche Produktion?

• Sind Ihre Teile zu groß oder zu schwer für einen kompakten Cobot-Aufbau?

• Kann man einer Roboterzelle einen festen Bereich zuweisen?

• Verfügen Sie über stabile Vorrichtungen und reproduzierbare Schweißstellen?

Wählen Sie einen schienenmontierten Industrieroboter, wenn die meisten Antworten „Ja“ lauten.

• Sind Ihre Teile lang, groß oder schwer zu bewegen?

• Reichen Schweißnähte über die Reichweite eines stationären Roboters hinaus?

• Schweißen Sie Träger, Fahrgestelle, lange Rohre oder Strukturrahmen?

• Benötigen Sie einen Roboter, der mehrere Schweißpositionen bedienen kann?

• Kann Ihre Einrichtung eine lineare Schiene und ein spezielles Automatisierungslayout unterbringen?

Informationen, die DATO ein Schweißautomatisierungssystem empfehlen muss

Ein zuverlässiges Angebot zum Roboterschweißen sollte nicht nur auf einem Produktfoto basieren. Um eine geeignete Lösung zu empfehlen, benötigt das Ingenieurteam von DATO normalerweise:

1. Teilezeichnungen – PDF-, DWG-, DXF-, STEP- oder 3D-Dateien, sofern verfügbar;

2. Teilefotos – insbesondere für bestehende Produkte ohne vollständige Zeichnungen;

3. Materialart und -stärke – Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium, verzinkter Stahl usw.;

4. Teileabmessungen und Gewicht;

5. Schweißart und Schweißstellen – Stumpfnaht, Kehlnaht, Überlappungsnaht, Rohrnaht und mehr;

6. Erforderlicher Schweißprozess – Laser, WIG oder MIG/MAG;

7. Produktionsvolumen – pro Schicht, pro Tag, pro Monat oder pro Jahr;

8. Teilevielfalt und Wechselhäufigkeit;

9. Aktuelle Schweißmethode und Hauptprobleme;

10. Werkstattlayout, verfügbarer Platz und Zielland;

11. Sicherheitsanforderungen – offene Station, Gehäuse, Rauchabsaugung und lokale Compliance-Erwartungen.

Anhand dieser Informationen kann DATO beurteilen, ob Ihr Projekt einen Cobot, einen Industrieroboter, eine Schiene, einen Schweißpositionierer, eine kundenspezifische Vorrichtung, ein Sicherheitsgehäuse oder eine Kombination dieser Komponenten benötigt.

Häufig gestellte Fragen

F1: Ist ein Cobot-Schweißsystem immer sicherer als ein Industrieroboter?

Nicht unbedingt. Die Sicherheit hängt von der gesamten Anwendung ab, einschließlich Schweißprozess, Robotergeschwindigkeit, Werkzeug, Werkstück, Vorrichtung, Laser- oder Lichtbogengefahren, Schutzeinrichtungen und Risikobewertung.

Für das Laserschweißen können je nach Systemdesign und örtlichen Vorschriften Schutzgehäuse, Laserschutzfenster, Verriegelungen und Rauchabsaugung erforderlich sein. Beim WIG- oder MIG/MAG-Schweißen müssen auch Lichtbogenlicht, heiße Werkstücke, Dämpfe und bewegliche Geräte berücksichtigt werden.

F2: Kann eine Cobot-Schweißstation verschiedene Produkte schweißen?

Ja. Dies ist einer der Hauptvorteile eines Cobot-Systems. Für jedes Produkt sind jedoch möglicherweise noch eine geeignete Vorrichtung, ein Schweißprogramm und Prozessparameter erforderlich. Je wiederholbarer die Teilepositionierung ist, desto stabiler ist das automatisierte Ergebnis.

F3: Benötige ich einen Positionierer für das Roboterschweißen?

Nicht immer, aber ein Positionierer wird dringend empfohlen, wenn das Werkstück mehrere Schweißseiten, kreisförmige Schweißnähte, lange Teile oder schwer zugängliche Nähte aufweist. Es kann den Roboterzugang, die Schweißkonsistenz und die Produktionseffizienz verbessern.

F4: Kann ein schienenmontierter Roboter lange Rohre oder große Rahmen schweißen?

Ja. Ein schienenmontierter Industrieroboter wird häufig für lange Rohre, große Rahmen, Baustahl und andere übergroße Teile eingesetzt, da der Roboter entlang des Werkstücks fahren kann und nicht auf eine feste Reichweite beschränkt ist.

F5: Was ist besser für Edelstahl: Roboter-Laserschweißen oder Roboter-WIG-Schweißen?

Beide können geeignet sein. Laserschweißen wird oft wegen der Geschwindigkeit, des geringen Verzugs und der sauberen, schmalen Schweißnähte bevorzugt. WIG-Schweißen wird oft dann bevorzugt, wenn die Fabrik eine präzise Wärmekontrolle, etablierte WIG-Prozesse oder besondere Anforderungen an das Aussehen der Schweißnaht benötigt. Die richtige Wahl hängt von der Materialstärke, der Fugengestaltung, der Passgenauigkeit und der gewünschten Leistung ab.

F6: Kann DATO eine komplette Roboterschweißlösung anstelle nur eines Roboters anbieten?

Ja. DATO kann eine integrierte Schweißautomatisierungslösung konfigurieren, die den Roboter, die Laser- oder Lichtbogenschweißausrüstung, den Schweißkopf oder -brenner, die Steuerung, die Schweißplattform, die kundenspezifische Vorrichtung, den einachsigen oder zweiachsigen Positionierer, das Spindelstock-Reitstock-System, die Schienenführung, das Sicherheitsgehäuse und technischen Support umfassen kann.

F7: Kann DATO unsere Teile bewerten, bevor wir ein Roboterschweißsystem kaufen?

Ja. Senden Sie Ihre Zeichnungen, Teilefotos, Materialinformationen, Dicke und Produktionsziel. DATO kann die Anwendung prüfen und einen geeigneten Robotertyp, Schweißprozess, Arbeitsstationslayout und optionale Positioniererkonfiguration empfehlen.

Planen Sie Ihr Roboterschweißprojekt mit DATO

Die beste Roboterschweißlösung ist nicht unbedingt der größte Roboter oder die komplexeste Arbeitsstation. Es handelt sich um die Konfiguration, die Ihren tatsächlichen Teilen, Ausgabeanforderungen, Arbeitsabläufen des Bedieners und Ihrem zukünftigen Produktionsplan entspricht.

Ganz gleich, ob Sie eine mobile Cobot-Schweißstation , eine stationäre Industrieroboter-Schweißzelle , einen schienenmontierten Schweißroboter , einen zweiachsigen Positionierer oder eine Spindelstock-Reitstock-Lösung für lange Teile benötigen , DATO kann Ihnen bei der Beurteilung der Anwendung vor der Angebotserstellung helfen.

Senden Sie uns Ihre Teilezeichnung, Material, Dicke, Schweißnahtdetails, Teilegröße und das angestrebte Produktionsvolumen. Unser Team kann Ihnen die richtige Roboterschweißkonfiguration für Ihre Fabrik empfehlen.

Entdecken Sie weitere Leitfäden zur Schweißautomatisierung und Kundenprojekte im DATO Laser Blog oder besuchen Sie den DATO Laser-Homepage , um eine Maschinenempfehlung anzufordern.