Roboterschweißen

Roboterschweißen bezeichnet den Einsatz von programmierbaren, mechanisierten Werkzeugen ( Robotern ), die den Schweißprozess vollständig automatisieren, indem sie sowohl die Schweißung durchführen als auch das Werkstück handhaben. Verfahren wie das Metall-Schutzgasschweißen (MAG-Schweißen ) sind zwar oft automatisiert, aber nicht unbedingt mit Roboterschweißen gleichzusetzen, da ein menschlicher Bediener die zu verschweißenden Werkstoffe mitunter vorbereitet. Roboterschweißen wird häufig für Widerstandspunktschweißen und Lichtbogenschweißen in der Serienfertigung, beispielsweise in der Automobilindustrie , eingesetzt .

Roboterschweißen ist eine relativ neue Anwendung der Robotik , obwohl Roboter bereits in den 1960er-Jahren in der US-amerikanischen Industrie eingeführt wurden. Der Einsatz von Robotern beim Schweißen setzte sich jedoch erst in den 1980er-Jahren durch, als die Automobilindustrie begann, Roboter umfassend zum Punktschweißen einzusetzen . Seitdem haben sowohl die Anzahl der in der Industrie eingesetzten Roboter als auch die Anzahl ihrer Anwendungen stark zugenommen. Im Jahr 2005 waren in der nordamerikanischen Industrie über 120.000 Roboter im Einsatz, etwa die Hälfte davon zum Schweißen. ^{[ 1 ]} Das Wachstum wird hauptsächlich durch hohe Ausrüstungskosten und die daraus resultierende Beschränkung auf Anwendungen mit hoher Produktionsleistung begrenzt.

Das Roboterschweißen hat in letzter Zeit rasant an Bedeutung gewonnen und macht bereits rund 20 Prozent aller industriellen Roboteranwendungen aus. Die Hauptkomponenten von Lichtbogenschweißrobotern sind der Manipulator (die mechanische Einheit) und die Steuerung, die als „Gehirn“ des Roboters fungiert. Der Manipulator ist für die Bewegung des Roboters verantwortlich. Diese Systeme lassen sich in verschiedene Typen unterteilen, beispielsweise in SCARA- und kartesische Koordinatenroboter , die unterschiedliche Koordinatensysteme zur Steuerung der Roboterarme verwenden.

Der Roboter kann eine vorprogrammierte Position schweißen, sich dabei von Bildverarbeitungssystemen leiten lassen oder beides kombinieren. ^{[ 2 ]} Die zahlreichen Vorteile des Roboterschweißens haben sich jedoch als wichtige Technologie erwiesen, die vielen Erstausrüstern hilft , Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit und Durchsatz zu steigern. [ 3 ^] Ein Schweißroboter kann die Arbeit mehrerer Schweißer übernehmen. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Beim Lichtbogenschweißen beispielsweise, das heiße Funken und Rauch erzeugt, kann ein Schweißer seine Schweißpistole etwa 30 Prozent der Zeit am Werkstück halten; bei Robotern liegt dieser Wert bei etwa 90 ^{Prozent . [ 6 ]}

Die Technologie der Signaturbildverarbeitung wurde seit den späten 1990er Jahren zur Analyse elektrischer Daten in Echtzeit entwickelt, die beim automatisierten, robotergestützten Schweißen erfasst werden, und ermöglicht so die Optimierung der Schweißnähte.

Zu den Vorteilen des Roboterschweißens gehören: ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 5 ] [ 10 ]}

• Gesteigerte Produktivität
• Verringertes Verletzungsrisiko
• Niedrigere Produktionskosten
• Reduzierte Arbeitskosten
• Gleichbleibende Qualität
• Abfallreduzierung

Zu den Nachteilen des Roboterschweißens gehören: ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

• Arbeitsplatz- und Lohnverluste
• Hohe Kosten für Maschinen und Installation
• Kosten der spezialisierten Ausbildung
• Eingeschränkte Funktionalität
• Verzögerte Qualitätskontrolle