Automatisiertes Schweißen mit UR12e Schweißanlage

Mit der flexiblen Automatisierung des Schweißprozesses bietet SPIE ESCAD Austria seinen Kunden eine wirtschaftliche, effiziente und zukunftssichere Lösung für Kleinserien.

Zu sehen ist die UR12e Schweißanlage. Im Hintergrund ist eine Schweißhalle zu sehen.
Abb.: Automatisierte Schweißanlage © SPIE ESCAD Austria

HERAUSFORDERUNG UND ZIELSETZUNG

Ein Kunde schweißt Bauteile und Baugruppen in kleinen bis mittleren Stückzahlen manuell. Die Teile laufen nicht in einer klassischen Großserie, sondern wechseln regelmäßig. Jede neue Variante bedeutet Umrüsten, Einstellen und erneutes Einfahren. Der Schweißer positioniert das Bauteil am Tisch, führt den Brenner entlang der Naht und stellt die Parameter an der Schweißstromquelle ein. Qualität und Gleichmäßigkeit hängen stark von Erfahrung, Konzentration und Tagesform ab. Gleichzeitig binden monotone Schweißarbeiten qualifizierte Fachkräfte. Für eine große, klassische Schweißroboterzelle ist das Volumen jedoch zu gering und wirtschaftlich nicht sinnvoll. Ziel ist es daher, den Schweißprozess zu automatisieren – flexibel, wirtschaftlich und so einfach, dass auch bei kleinen Serien und wechselnden Bauteilen ein klarer Mehrwert entsteht.

LÖSUNG

Um die Ausgangssituation zu verbessern und den Schweißprozess zu automatisieren werden folgende Schritte befolgt:

  1. Projektdefinition und Machbarkeitsprüfung
    Zu Beginn wird geprüft, ob das jeweilige Bauteil für eine robotergestützte Lösung geeignet ist. Dabei spielen das Schweißverfahren, die Bauteilgröße, die Zugänglichkeit der Nähte sowie die Spannmöglichkeiten eine entscheidende Rolle. Auch die Gegebenheiten am späteren Aufstellort werden berücksichtigt, insbesondere im Hinblick auf notwendige Schutzeinrichtungen gegen Gefahren durch den Schweißprozess. Das Kundenbauteil kann mit einer Standardkonfiguration im Showroom getestet werden. So lässt sich frühzeitig klären, ob Schweißqualität, Erreichbarkeit der Nähte und Prozessstabilität den Anforderungen entsprechen.
  2. Systemkonfiguration
    Die Anlage basiert auf Standardkomponenten, die zu einer kompakten Schweißstation kombiniert werden. Zum Einsatz kommt ein UR12e Roboter (Universal Robots), vormals UR10e, in Verbindung mit einer Schweißstromquelle von Fronius sowie passenden Software- und Hardwarekomponenten zum Schweißen von OH-au2Mate. Ein Brennerhalter, ein Roboterflansch mit Programmiertasten sowie ein separates Bedienerpult ermöglichen eine einfache Handhabung. Nach erfolgreichem Test wird definiert, welche Komponenten tatsächlich benötigt werden. Die Anlage kann als CE-konformes Gesamtpaket geliefert werden oder als modulare Lösung, die in bestehende Strukturen integriert wird. Bei Bedarf sind auch kundenspezifische Anpassungen möglich.
  3. Programmierung und Inbetriebnahme
    Die Programmierung ist bewusst praxisnah gehalten. Der Roboter wird im Freedrive-Modus manuell an die gewünschten Schweißpunkte am Bauteil geführt. Die Positionen werden direkt über das Bedienerpult oder über die Programmiertasten am Roboterflansch gespeichert. Auch der Start der Schweißstromquelle wird in den Ablauf integriert. Zusätzlich wird einmalig der entsprechende Schweißjob an der Stromquelle eingestellt. Danach kann der Prozess gestartet werden. Neue Bauteile lassen sich auf dieselbe Weise in wenigen Schritten einlernen oder bestehende Programme anpassen. Die eingesetzten Schweißer bleiben dabei aktiv eingebunden, insbesondere bei der Auswahl und Feinjustierung der Schweißparameter. Ihr Fachwissen fließt weiterhin in den Prozess ein.
  4. Serienbetrieb und Autonomie
    Im laufenden Betrieb übernimmt der UR12e die Schweißaufgabe reproduzierbar und mit konstanter Qualität. Mehrere Bauteile können auf einem Tisch aufgespannt werden, sodass der Roboter nacheinander mehrere Werkstücke schweißt. Dadurch entsteht Autonomiezeit. Während der Roboter arbeitet, kann der Bediener weitere Teile vorbereiten oder andere Tätigkeiten übernehmen. Gerade bei komplexeren oder längeren Schweißnähten wird so wertvolle Zeit gewonnen und der Personaleinsatz effizienter gestaltet.

    Für größere Bauteile sowie zur Erhöhung der Autonomiezeit steht zusätzlich der UR8L mit einer Reichweite von 1750 mm zur Verfügung. Sollte auch das nicht ausreichen, kann die Anlage durch eine modulare 7. Achse erweitert werden, wodurch sich der Arbeitsraum nochmals deutlich vergrößert und mehrere Spannplätze effizient angebunden werden können.

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NUTZEN

Nach der Umsetzung verfügt der Kunde über eine flexible Schweißstation, die speziell für kleine Serien und wechselnde Bauteile geeignet ist. Die Anlage lässt sich eigenständig umrüsten und programmieren, ohne tiefgehende Robotikkenntnisse vorauszusetzen. Die Qualität der Schweißnähte wird reproduzierbar, monotone Tätigkeiten werden reduziert und Fachkräfte werden entlastet. Gleichzeitig bleibt das schweißtechnische Know-how im Unternehmen und wird weiterhin genutzt. SPIE ESCAD Austria bringt dabei die Erfahrung in der Kombination standardisierter Komponenten, in der technischen Machbarkeitsanalyse sowie in der Umsetzung als Gesamtpaket oder modulare Lösung ein. Das Ergebnis ist keine überdimensionierte Spezialzelle, sondern eine wirtschaftliche, flexible Automatisierung, die genau auf die Anforderungen von Kleinserien ausgelegt ist.

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