Mitarbeiter führt Cobot mit Ausrüstung zum Lichtbogenschweißen

Beim automatisierten Lichtbogenschweißen mit dem Cobot - wie es nun auch Trumpf anbietet - wird der Roboter zum Programmieren einfach manuell von Wegpunkt zu Wegpunkt bewegt. Über die Tasten einer Bedieneinheit am Schweißbrenner geben Anwender Anfangs- und Endpunkte der Schweißnaht ein. - Bild: Trumpf

| von Julia Dusold

Wer bei dem Wort Schweißen gleich an Laser denkt, der hat es entweder mit sehr komplexen Schweißverfahren zu tun oder arbeitet bei einem Lasertechnik-Hersteller. Denn bisher viel geläufiger sind klassische Fügeverfahren. Eines davon: das Lichtbogenschweißen.

Das Schweißen mit dem Lichtbogen ist weit verbreitet und sehr vielseitig einsetzbar - auch aufgrund des Variantenreichtums, gehören doch viele der häufigsten Schweißverfahren in diese Gruppe. Beispiele dafür sind das MIG-/MAG-Schweißen, das E-Hand-Schweißen, das WIG-Schweißen und das Plasmaschweißen.

Ist automatisiertes Lichtbogenschweißen auf dem Vormarsch?

Automatisierte Schweißverfahren bieten im Vergleich zum händischen Schweißen einige Vorteile. Dazu gehören unter anderem eine konstant hohe Qualität oder eine schnellere Ausführung. Außerdem können automatisierte Schweißverfahren die Wettbewerbsfähigkeit steigern und Fachkräftemangel ausgleichen. Die Vorteile sorgen dafür, dass sich der Markt für das automatisierte Lichtbogenschweißen positiv entwickelt:

Portrait von Christian Landau, Leiter Vertrieb und Marketing bei Cloos
Christian Landau, Leiter Vertrieb & Marketing bei Carl Cloos Schweißtechnik. - Bild: Cloos

"Die Nachfrage nach automatisierten Schweißanlagen steigt weltweit jährlich", berichtet Christian Landau, Leiter Vertrieb & Marketing bei der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH. "Dabei geht der Trend hin zu komplexen, voll verketteten Hightech-Fertigungslinien mit vor- und nachgelagerten Produktionsprozessen. Insbesondere die Entwicklungen rund um das Thema Industrie 4.0 ermöglichen einen deutlich höheren Automatisierungsgrad in der Fertigung selbst und in der gesamten Wertschöpfungskette."

Aber auch einfachere Lösungen sind gefragt: "Firmen suchen mehr und mehr nach Lösungen, um ihre Produktion effizienter zu gestalten", so Paul Spronken, Leitung Lorch Automation Solutions (LAS) bei der Lorch Schweißtechnik GmbH. "Zudem wird das Thema Fachkräftemangel immer problematischer für unsere Kunden. Cobot-Schweißen ist der perfekte Einstieg ins automatisierte Schweißen, weil die vorhandenen Schweißer problemlos für die Programmierung des Systems geschult werden können."

In welchen Bereichen eignet sich das automatisierte Lichtbogenschweißen?

Generell werden verschiedenste Schweißverfahren überall dort angewendet, wo Bleche oder metallische Werkstücke verbunden werden sollen. Gerade das Lichtbogenschweißen in allen Variationen wird bisher häufig noch manuell ausgeführt, stets von hochqualifiziertem Fachpersonal.

Der Einsatz einer automatisierten Version des Lichtbogenschweißens ergibt dort Sinn, wo das notwendige gut ausgebildete Fachpersonal nur schwer oder teuer zu bekommen ist. Auch hohe Qualitätsansprüche und Ansprüche an die Wiederholbarkeit des Prozesses sind Gründe für eine Automatisierung.

Die Automation von Schweißprozessen kann die Wettbewerbsfähigkeit stärken, vor allem in Branchen wie dem Maschinenbau, der Öl- und Gasindustrie, dem Flug- und Fahrzeugbau, dem Schiffsbau oder der Lebensmittelindustrie.

Viele Anbieter bieten also bereits automatisierte Schweißverfahren mit Lichtbogen an: Cloos und Lorch, oder auch EWM und Keyence sind nur einige Beispiele. Nun kommt ein weiterer Player dazu: Trumpf.

Bisher ist das Unternehmen beim Fügen eher bekannt für seine Laserschweißanlagen. Mit dem neuen System zum automatisierten Lichtbogenschweißen reagiert Trumpf auf den zunehmenden Mangel an Fachkräften und erleichtert Betrieben den Einstieg ins automatisierte Schweißen.

Portrait von Maximilian Merk, Leiter des Bereichs Laserschweißen in der Blechfertigung bei Trumpf
Maximilian Merk, Leiter des Bereichs Laserschweißen in der Blechfertigung bei Trumpf. - Bild: Trumpf

Auf die Frage warum Trumpf beim Fügen nun nicht mehr ausschließlich auf den Laser setzt, gibt Maximilian Merk, Leiter des Bereichs 'Laserschweißen in der Blechfertigung' die folgende Antwort: "Wir stehen weiterhin voll und ganz hinter dem Laserschweißen. Es gibt Bauteile, bei denen der Laser enorme Kostenvorteile bringt, da kann keine Lichtbogen-Anlage mithalten. Wir wissen aber auch, dass viele Betriebe Teile heute noch per Hand mit dem Lichtbogen schweißen lassen. Und zwar von Fachkräften mit einem tiefen Prozessverständnis."

Da diese vor allem in den hochindustrialisierten Ländern immer schwerer zu finden sind, setze das Unternehmen mit der TruArc Weld 1000 genau an dieser Stelle an. "Sie erleichtert es unseren Kunden, ins automatisierte Schweißen einzusteigen", erklärt Merk. "Die Inbetriebnahme kann der Kunde mithilfe von Video-Tutorials selbst erledigen. Um den Roboter zu programmieren, ist keine Schulung nötig. Ist das Programm einmal erstellt, kann jeder Bediener mit der Anlage arbeiten, auch ohne Vorkenntnisse beim Schweißen."

Das ist die TruArc Weld 1000 von Trumpf

Mit der TruArc Weld 1000 bietet Trumpf erstmals ein automatisiertes System für das Lichtbogenschweißen an. Das System ist mit einem kollaborativen Roboter (Cobot) ausgestattet, der - nachdem der Bediener ihn per Hand über ein Werkstück geführt hat - die Schweißnaht automatisch ausführt.

Programmieren und Schweißen können Anwender mit der TruArc Weld 1000 laut des Herstellers innerhalb weniger Minuten, denn für die Bedienung seien kaum Vorkenntnisse nötig. Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern kann der Bediener den Cobot nämlich per Hand über das Werkstück bewegen. Eine integrierte Sensorik sorgt dafür, dass er sich leicht führen lässt.

Der Roboter ist mit einer Bedieneinheit ausgestattet, über die der Anwender Wegpunkte sowie Anfangs- und Endpunkte der Schweißnaht speichern und so das Programm erstellen kann. Die Steuerung des Cobots enthält darüber hinaus Vorlagen für Schweißprogramme und Schweißparameter, zum Beispiel für unterschiedliche Blechdicken.

Gemeinsam mit der Bedieneinheit am Schweißbrenner vereinfacht das die Roboterprogrammierung, so Trumpf. Das ermögliche es, viele Werkstücke, die bisher noch von Hand geschweißt werden, nun automatisiert zu bearbeiten.

Dabei sei der Cobot deutlich effizienter, als es manuell möglich wäre. Die TruArc Weld 1000 erzeugt nach Angaben von Trumpf reproduzierbar gerade und gleichmäßige Nähte, vermeidet Spritzer und sorgt so für eine hohe Bearbeitungsqualität. Einen weiteren Vorteil sieht das Unternehmen darin, dass sich das Verfahren schon bei kleinen Losgrößen und Einzelstücken lohne, vor allem dank der zeitsparenden Programmierung.

Außenansicht der TruArc Weld 1000 Lichtbogenschweißanlage von Trumpf
Die TruArc Weld 1000 ist ein automatisiertes System für das Lichtbogenschweißen. Den Schweißprozess übernimmt ein kollaborativer Roboter, ein sogenannter Cobot. Die Maschine ist mit zwei Stationen ausgestattet. Die Trennwand lässt sich herunterfahren, sodass die TruArc Weld entweder ein großes oder mehrere kleine Teile bearbeiten kann. - Bild: Trumpf

Ein weiterer Clou: das System kann schweißen, während der Bediener das nächste Werkstück rüstet. Im Inneren der TruArc Weld 1000 gibt es eine Trennwand, die sich hoch- und herunterfahren lässt. Auf diese Weise können Anwender den Arbeitsbereich teilen und entweder ein großes (Ein-Stationen-Betrieb) oder mehrere kleinere Teile schweißen (Zwei-Stationen-Betrieb).

Im Ein-Stationen-Betrieb schweißt der Roboter Werkstücke mit einer Größe von bis zu 2000 x 600 x 600 Millimetern. Je nach Abmessung sind weitere Breiten- und Längenverhältnisse möglich. Im Zwei-Stationen-Betrieb bearbeitet die TruArc Weld 1000 kleinere Werkstücke mit einer Größe von bis zu 600 x 600 x 600 Millimetern.

Um beide Stationen gut zu erreichen, pendelt der Roboter entlang einer Linearachse zwischen zwei Positionen. Während er auf einer Seite schweißt, kann der Bediener auf der anderen Seite ein Werkstück rüsten. Dafür lässt sich das Roboterprogramm automatisch von der einen auf die andere Station übertragen.

Einen Eindruck von dem neuen System erhalten Sie in diesem Video:

Video: Lichtbogenschweißen von Trumpf mit der TruArc Weld 1000

Das sagen Marktbegleiter zum Lichtbogenschweißen von Trumpf

Mit der TruArc Weld steigt Trumpf in einen Markt ein, in dem sich andere schon länger tummeln. PRODUKTION hat bei Cloos und Lorch nachgefragt, was ihre etablierten Lösungen von der neuen von Trumpf unterscheidet:

"TruArc Weld 1000 ist im Vergleich mit dem Lorch Cobot Welding Package eine komplexere Produktionslösung", so Spronken von Lorch. "Der einfache und schlanke Aufbau des Cobot Welding Packages ermöglicht eine bessere Erreichbarkeit der Bauteile während der Programmierung, und beansprucht dabei weniger Produktionsfläche. Der Anschaffungspreis der Lorch Lösung ist dementsprechend wesentlich geringer." Dadurch sei laut Lorch eine schnellere Amortisation für kleine bis mittelgroße Serien möglich.

Portrait von Paul Spronken, Leitung der Lorch Automation Solutions bei Lorch Schweißtechnik
Paul Spronken, Leitung Lorch Automation Solutions bei Lorch Schweißtechnik. - Bild: Lorch

Wo Trumpf in die Welt des MIG-MAG Schweißen neu einsteigt, können sowohl Lorch als auch dessen Cobot Partner bereits auf viele Jahre Erfahrung zurückgreifen. "Der Kunde profitiert von praxisnahen, qualitativ hochwertigen Beratungen sowie Schulungen und erhält zudem Produktionsunterstützung", erläutert Spronken. "Diese Unterstützung und den Erfahrungsaustausch mit unseren Cobot-Partnern halte ich für äußerst wichtig, um den Kunden optimal während seines Einstiegs ins automatisierte Schweißen zu betreuen."

Während Lorch also eine weniger komplexe Lösung als Trumpf zum Einstieg in das automatisierte Lichtbogen-Schweißverfahren bietet, steht Cloos auf der anderen Seite der Komplexitätsskala und bietet den Anwendern ein umfassendes Produktportfolio - von der einfachen Schweißzelle hin zur komplexen Produktionslinie.

"Cloos ist seit mehr als 100 Jahren mit viel Pioniergeist in der Schweiß- und Robotertechnik unterwegs", erzählt Vertriebsleiter Landau. "Dabei schätzen unsere Kunde besonders unsere breit angelegte Kompetenz. Egal ob standardisierte Schweißzelle oder hochkomplexe Fertigungslinie, wir bieten individuelle Lösungen, die optimal auf die Anforderungen unserer Kunden abgestimmt sind. Angefangen von der Schweißtechnik über die Robotermechanik und -steuerung bis hin zu Positionierern, Software und Sensorik – bei uns kommt alles aus einer Hand."

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