Schweißtechnik

Mikkel Falk, CEO von WeldingDroid / dsc,

Automatisierung hilft beim Schweißen

Robotik kann kleinen und mittleren Betriebe helfen, den Fachkräftemangel in der Schweißerbranchezu kompensieren.

Wenn das Personal fehlt, können Qualität oder Liefertreue leiden. Doch neue, flexible Automatisierungslösungen machen es dank kurzer Amortisationszeiten und einer einfachen Programmierung auch KMU möglich, den Mangel an qualifiziertem Personal abzufedern.

Roboter können auch kleine und mittlere Betriebe bei Schweißaufgaben unterstützen. © WeldingDroid

Um beim Handschweißen gleichbleibend gute Ergebnisse zu erzielen, ist von Fachkräften nicht nur körperlicher Einsatz, sondern vor allem viel Erfahrung gefordert. Doch Unternehmen können immer weniger auf das Know-how versierter Schweißer zurückgreifen. Mehr und mehr qualifizierte Mitarbeiter gehen in den Ruhestand, während es an Nachwuchs fehlt.

Automatisierung bietet eine Antwort auf diese Herausforderung. Insbesondere der Einsatz von Schweißzellen ist ein probates Mittel, um Prozesse zu automatisieren. Doch in der Regel ist dies mit hohen Investitionskosten und einem erheblichen Programmieraufwand verbunden. Zudem beanspruchen solche festmontierten Layouts viel Platz in ohnehin knapp bemessenen Produktionsräumen.

So sind sie für kleine und mittlere Unternehmen mit kleinen Losgrößen oft keine Option. Gefragt sind daher flexible, leicht zu programmierende und erschwingliche Alternativen, die Unternehmen aller Betriebsgrößen den Zugang zu automatisierten Produktionsprozessen ermöglichen.

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Alternativen für das Rohrschweißen

Kostspielig, schwer zu implementieren und zu programmieren – diese gängigen Vorbehalte gegen Automatisierung wollten die Gründer des Start-ups WeldingDroid mit automatisierten Lösungen für das Schweißen von Rohren und Tanks entkräften. Denn hier sahen sie ein hohes Optimierungspotenzial.

Das manuelle Schweißen von Rohren ist aufgrund der ergonomisch ungünstigen Arbeitshaltung nicht nur körperlich sehr belastend, das Ergebnis ist auch stark abhängig von der Erfahrung des Schweißers. Unter diesen Voraussetzungen ist es schwierig, die erwartete gleichbleibende Qualität zu erzielen. So sind gerade in der Lebensmittel- und Pharmabranche einwandfreie, nicht oxidierter Schweißnähte unerlässlich.

Mit den Roboter-Modellen X1 und WS hat WeldingDroid zwei Lösungen entwickelt, die beim Rohrschweißen neue Wege einschlagen und den Prozess sowohl erheblich vereinfachen als auch verkürzen. So lässt sich sowohl das WIG- also auch das MIG- und MAG-Schweißen von Rohren und Tanks profitabel automatisieren.

Die Maschinen eignen sich für die Bearbeitung von Rohren und Tanks aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium mit einem Durchmesser von 100 bis 3.000 mm. Sie liefern durchgängig einwandfreie Ergebnisse, ohne dass die Bediener besondere Fähigkeiten mitbringen müssen. Dem Modell X1 für den mobilen Einsatz und dem Werkstattmodell WS liegt die gleiche Funktionsweise zugrunde: Der Bediener legt das zu schweißende Rohr in die Halterung, platziert die Elektrode mithilfe eines Controllers über dem Spalt, wählt im Display das passende Programm aus und startet es.

Eigenständiges Arbeiten

Die Maschine arbeitet anschließend im Alleingang. Während des Schweißvorgangs wird das Rohr automatisch mit der erforderlichen Geschwindigkeit gedreht, das Schweißgerät behält seine Position dagegen stets bei und schweißt das Produkt von oben. Die Spannung des Lichtbogens wird dabei permanent gemessen und die Höhenverstellung bei Abweichungen automatisch geregelt. Das Ergebnis ist eine makellose Schweißnaht, die jederzeit reproduziert werden kann. Mit dieser Funktionsweise unterscheidet sich die Lösung grundlegend von anderen automatischen Schweißanwendungen, bei denen das Schweißgerät sich um das Rohr bewegt.

Lediglich die erstmalige Programmierung muss für jeden zu bearbeitenden Rohrtyp von einer Fachkraft vorgenommen werden. Hierfür sind jedoch weder KI- noch Robotik-Kenntnisse vonnöten. Es genügt in den meisten Fällen, Parameter wie den Durchmesser des zu schweißenden Rohrs, die erforderliche Drahtzufuhr sowie die Wanddicke festzulegen. Die hohe Komplexität, die bei der Einstellung der Parameter erforderlich sein kann, wurde so weit wie möglich reduziert, um den Programmiervorgang zu beschleunigen. Weitere Schweißungen können dann von ungelernten Arbeitskräften übernommen werden. Die Schweißprozesse werden mit den neuen Lösungen sowohl vereinfacht als auch deutlich verkürzt. So können Anwender eine Schweißung, die regulär 30 Minuten dauern würde, in nur sechs Minuten ausführen.

Intelligente Datennutzung für bessere Ergebnisse

Zu verdanken sind die signifikanten Zeiteinsparungen auch den Machine-Learning-Technologien, mit denen das dänische Start-up seine Schweißlösungen ausstattet. Der Roboter speichert dazu alle in Echtzeit aufgezeichneten Schweißdaten wie Durchmesser, Wanddicke aber auch die Temperatur des Rohres und spielt sie anonymisiert in ein Cloud-System ein. Mittels eingebauter SIM-Karte ist hierfür keine WLAN-Verbindung erforderlich. Das System „lernt“ so permanent: Erkennt es, dass es über Daten verfügt, die der vom Nutzer zu bearbeitenden Aufgabe ähneln, macht es Vorschläge für die optimale Einstellung.

Darüber hinaus bietet das automatisierte Schweißverfahren den Vorteil einer nahtlosen Dokumentation, die den gesetzlichen Vorgaben entspricht. So ist die in der Lebensmittelherstellung geforderte Rückverfolgbarkeit stets gewährleistet. Gespeichert werden dabei ausschließlich qualitätskritische Parameter wie beispielsweise das Schweißprotokoll oder die notwendigen Zertifikate bezüglich der jeweils eingesetzten Maschine und der Anwender.

Dass in der Schweißbranche Verbesserungsbedarf besteht, beweisen aufstrebende Robotik-Unternehmen, die Mensch und Maschine zusammendenken und so innovative Arbeitsprozesse ermöglichen. Da der Fachkräftemangel in den nächsten Jahren weltweit zunehmen wird, müssen Unternehmen schon heute Antworten auf dringende Fragen finden. Eine dieser Antworten lautet Automatisierung.

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