Schweißautomatisierung und Robotik: Prinzipien und Interessen
Die Schweißautomatisierung stellt heute eine große Herausforderung für die Industrie dar und bietet erhebliche Wettbewerbsvorteile. Das bedeutet mehr Produktivität, Qualität und Sicherheit für die Mitarbeiter, aber auch weniger Kosten, Fehler und Abfall…
Dieses Verfahren zielt darauf ab, eine Reihe von sich wiederholenden Aufgaben endlos zu wiederholen, um einheitliche Arbeitsabläufe zu gewährleisten und komplexe Prozesse zu vereinfachen. Außerdem ermöglicht sie es Schweißern, sich auf Aufgaben mit höherem Mehrwert zu konzentrieren.
In der Schweißindustrie kann die Automatisierung einer Produktionslinie die Möglichkeiten eines Unternehmens vervielfachen. Viele Anwendungen in fast allen Branchen nutzen diese Methode.
Aber wie sieht automatisiertes Schweißen konkret aus? Welche Werkzeuge gibt es für die Automatisierung? Und was sind die Vorteile? In diesem Artikel erläutert Ihnen TRA-C Industrie mehr über die Interessen und Prinzipien von Robotern und industrieller Automatisierung.
Was ist Schweißautomatisierung?
Bei der Schweißautomatisierung werden Schweißvorgänge halb- oder vollautomatisch durchgeführt. Diese Produktionsmethode zielt darauf ab, menschliche Eingriffe teilweise oder vollständig zu reduzieren.
Die Anlagen und Geräte schweißen dann selbstständig, ohne auf Arbeitskräfte zurückgreifen zu müssen. Dieser Prozess erfolgt in mehreren Stufen, von der Teilautomatisierung einzelner Arbeitsschritte bis hin zur vollständigen Automatisierung der gesamten Produktionslinie.
Die Automatisierung einer Produktionslinie erfordert elektronische und computergesteuerte Systeme, Industrieroboter, automatisierte Zellen und Maschinen. Eine Kopplung zwischen diesen verschiedenen Einheiten sorgt dafür, dass alle Abläufe funktionieren.
Schließlich beaufsichtigt ein Linienführer diese Vorgänge. Er überwacht den Produktionsfortschritt, prüft, ob die Qualitätskriterien eingehalten werden, nimmt die notwendigen Anpassungen vor und sorgt für die Wartung der ersten Ebene.
Die verschiedenen Technologien des automatisierten Schweißens
Bei der Schweißautomatisierung werden je nach Bedarf und Produktionsphase verschiedene Geräte und Systeme eingesetzt. Dazu zählen unter anderem:
- Standardmaschinen: Sie werden verwendet, um eine breite Palette gängiger Anwendungen durchzuführen. Sie sind vielseitig, können aber keine speziellen Aufgaben ausführen;
- Sondermaschinen: Sie werden für ganz bestimmte Zwecke entwickelt und optimiert, z. B. zur Automatisierung komplexer Prozesse, zur Durchführung von Messungen oder zur Durchführung von Kontrollen;
- Industrieroboter: Sie sind so programmiert, dass sie bestimmte Aufgaben ausführen, z. B. Schweißen, Montage, Materialtransport oder -handhabung. Im Gegensatz zu Maschinen passen sie sich je nach Bedarf an neue Aufgaben an;
- Automatisierte Systeme: Sie verwenden Positions- oder Qualitätssensoren, Kameras und Laser. Sie ermöglichen es, die zu schweißenden Teile zu erkennen und zu verfolgen, die Schweißparameter in Echtzeit zu überwachen und anzupassen;
- Programmierbare Steuerungen: Sie umfassen Software zum Erstellen und Ändern von Schweißprogrammen, jedoch auch Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI), um die Interaktion zwischen Bedienern und automatisierten Systemen zu erleichtern.
Anwendungsbeispiele für die Schweißautomatisierung
Die Schweißautomatisierung findet in verschiedenen Industriezweigen Anwendung, die jeweils spezifische Anforderungen haben:
- Automobilindustrie: Schweißroboter werden häufig zum Zusammenbau von Fahrgestellen verwendet. In automatisierten Fertigungsstraßen werden Karosseriebleche, Strukturbauteile, Batteriebehälter und Wärmetauscher geschweißt;
- Luft- und Raumfahrtindustrie: Automatisierung wird für das Schweißen kritischer Flugzeugkomponenten wie Flügel, Rumpf und Triebwerksträger benötigt, und auch für Strukturen wie z. B. bei Raumschiffen und Satelliten;
- Schiffbau: Die Produktionslinien ermöglichen auch das Serienschweißen von Stahlplatten, die die Rümpfe von Schiffen und Flusskähnen sowie die inneren Strukturen, Abteile und Seecontainer bilden;
- Energiewirtschaft: Automatisierte Schweißnähte sind effizient bei der Massenmontage von Turbinen, Druckrohren, Windkraftanlagen und Solarmodulen;
- Eisenbahnindustrie: Automatisierte Systeme ermöglichen schließlich das wiederholte Schweißen von in großen Mengen produzierten Komponenten wie Fahrgestellen, Schienen und Strukturen von Zugwaggons.
Welche Vorteile bietet die Schweißautomatisierung?
Senkung der Arbeitskosten
Die Schweißautomatisierung ist mit hohen Anfangskosten verbunden, da zunächst ein Industriedesignbüro beauftragt werden muss, eine Produktionslinie zu entwerfen, die den Bedürfnissen des Unternehmens entspricht. Außerdem müssen die verschiedenen Schweißmaschinen, elektronischen Systeme, Computersoftware und Roboter entworfen und integriert werden.
Abgesehen von der Wartung ist das automatisierte Schweißen jedoch eine Investition, die sich langfristig auszahlt, denn sind nur ein Linienführer und einige Bediener erforderlich, die die Arbeitsabläufe überwachen und die Wartung durchführen.
Dies senkt die Kosten für die Einstellung und Ausbildung von qualifizierten Schweißern und bietet eine Antwort auf den Arbeitskräftemangel. Die Bediener bleiben jedoch für den reibungslosen Betrieb der Maschinen unerlässlich und werden nicht vollständig ersetzt werden können.
Steigerung der Produktivität
Im Gegensatz zu Menschen arbeiten automatische Maschinen und Industrieroboter rund um die Uhr. Sie führen Aufgaben optimiert und kontinuierlich aus, da jede Arbeitsphase ohne Pause ineinander übergeht.
Selbst bei drei 8-Stunden-Schichten für das Personal werden die Arbeitsschritte schneller und gleichmäßiger ausgeführt als bei Handarbeit. So können in einem ähnlichen Zeitrahmen mehr Schweißnähte hergestellt werden.
Verbesserung der Sicherheit von Bedienern
Dank der Automatisierung von Fabriken ist es möglich, sich wiederholende, monotone, komplexe oder sogar gefährliche Aufgaben an Maschinen zu delegieren. Dadurch wird das Risiko von Unfällen aufgrund von Unaufmerksamkeit oder Müdigkeit erheblich reduziert.
Die Bediener sind auch weniger den Schutzgasen, Rauch, Hitze, Materialspritzern und Funken ausgesetzt, die beim Lichtbogenschweißen entstehen. Sie können die Produktion aus der Ferne hinter einem Bildschirm überwachen, was ihre Sicherheit gewährleistet.
Begrenzung von Fehlern und Nichtkonformitäten
Dank des Schweißautomatisierung werden einfache Arbeitsschritte immer seltener von Arbeitern manuell ausgeführt. Maschinen und Roboter können die gleichen Bewegungen unter den gleichen Bedingungen ausführen, wodurch Fehler stark eingeschränkt werden.
Die Automatisierung des Schweißens ermöglicht auch die Vereinfachung komplizierter Prozesse und die heute vorgeschriebene digitale Datenrückverfolgung. So handeln die Unternehmen richtlinienkonform und halten sich stärker an die Vorgaben der Kunden.
Qualitätsgewinn und Kundenzufriedenheit
Die Verringerung der Fehlerquote und die Optimierung der Prozesse jeder Maschine verbessern die Qualität der Schweißnähte, denn jeder Parameter wird im Vorfeld programmiert und überwacht, um eine bedarfsgerechte Produktion zu gewährleisten.
Sie ermöglicht auch schnellere Herstellungsprozesse und die Einhaltung von Fristen. Das Ergebnis ist eine höhere Kundenzufriedenheit. Diese werden dann eher bereit sein, dem Unternehmen ihre zukünftigen Schweißprojekte anzuvertrauen.
Verringerung von Abfall und Treibhausgasen
Dank der Schweißautomatisierung ist es endlich möglich, Schweißnähte auf umweltfreundliche Weise herzustellen. Sie ermöglicht es, weniger Material zu verschwenden und weniger Verbrauchsmaterialien oder Schutzgase für Lichtbogenschweißverfahren zu verwenden.
Diese Ressourcenoptimierung wird durch die Reduzierung von Nichtkonformitäten und Zeiten, in denen nicht geschweißt wird und kein Mehrwert entsteht, ermöglicht, jedoch auch durch die hohe Präzision, die von den Maschinen und der Anpassung der Schweißparameter geboten wird.
Nutzen Sie die Expertise von TRA-C industrie in der Schweißautomatisierung
Die Schweißautomatisierung und der Einsatz von Robotern sind heute in der Industrie von großem Nutzen, doch ihre Umsetzung ist komplex. Planung, Integration, Testphase, Optimierung… Es kann sich als nützlich erweisen, auf die Expertise eines Fachmanns zurückzugreifen.
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