Wie funktioniert ein industrieller Schweißroboter?
In der modernen automatisierten Schweißtechnik haben sich Industrieschweißroboter dank ihrer effizienten Arbeitsweise als Lösung etabliert. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technik wurden Probleme des traditionellen manuellen Schweißens, wie geringe Effizienz und uneinheitliche Qualität, identifiziert. Um den Bedarf an hochwertigen Schweißarbeiten in großen Stückzahlen zu decken, wurden Industrieschweißroboter entwickelt.
Der Funktionsmechanismus von industriellen Schweißrobotern
Der Funktionsmechanismus von industriellen Schweißrobotern lässt sich vereinfacht in drei Schritte unterteilen: Wahrnehmung, Entscheidungsfindung und Ausführung.
- Wahrnehmung: Der Roboter erfasst mithilfe von Sensoren Informationen über seine Umgebung und das Werkstück. Durch Laser- oder Bildsensoren kann er schweißrelevante Daten wie Position und Form von Schweißverbindungen präzise erfassen.
- Entscheidungsfindung: Basierend auf den erfassten Daten trifft der Roboter Entscheidungen. Er bestimmt Schweißweg und -geschwindigkeit anhand vorprogrammierter Algorithmen und Parameter und passt die Schweißparameter an Größe und Form des Werkstücks an, um Schweißqualität und -stabilität zu gewährleisten. Dieser Prozess nutzt leistungsstarke Computersysteme für komplexe Berechnungen und Analysen.
- Ausführung: Gemäß den getroffenen Entscheidungen beginnt der Roboter den Schweißvorgang. Er verwendet Werkzeuge wie Schweißbrenner oderLaserschweißköpfeDer Roboter führt Schweißarbeiten entlang der voreingestellten Bahn und Geschwindigkeit durch. Sein mechanischer Arm ist frei beweglich und ermöglicht so die flexible Anpassung von Schweißposition und -winkel. Um höchste Schweißgenauigkeit und -konsistenz zu gewährleisten, steuert und justiert der Roboter kontinuierlich anhand von Echtzeit-Sensordaten.
Industrielle Schweißroboter ermöglichen automatisierte Schweißvorgänge durch ihren Wahrnehmungs-, Entscheidungs- und Ausführungsmechanismus. Ihr Einsatz hat die industrielle Produktion grundlegend verändert und zu einer höheren Produktionseffizienz, verbesserter Schweißqualität und erhöhter Arbeitssicherheit geführt. Mit der weiteren technologischen Entwicklung werden industrielle Schweißroboter in immer mehr Bereichen Anwendung finden und einen größeren Beitrag zur Entwicklung verschiedener Branchen leisten.
Gezielte Nischenmärkte: Eine Kernstrategie für Roboterunternehmen zur Bewältigung unsicherer Zyklen.
Von Be- und Entladung, Materialhandhabung und Palettierung über Kleben, Verschrauben und Montage bis hin zu Schweißen und Spritzen – ob Industrieroboterunternehmen oder Unternehmen für kollaborative Roboter, alle demonstrieren ihre Entschlossenheit und ihr Engagement, Nischenmärkte intensiv zu erschließen.
Hinsichtlich der Eindringrate weisen Schweißen und Spritzen als High-End-Verfahren jedoch noch relativ niedrige Eindringraten für kollaborative Roboter auf. Dies deutet darauf hin, dass das technische Niveau der Branche insgesamt noch nicht den optimalen Zustand erreicht hat.
Vergleicht man es mit einem Fluss, so befinden sich die meisten Unternehmen noch im „flachen Wasser“ des Schweißens und Spritzens. Das „tiefe Wasser“ mit seinen turbulenten Strömungen und zahlreichen verborgenen Hindernissen stellt höhere technische Anforderungen und größere Herausforderungen dar.
Schweißen: Die „industrielle Nähmaschine“ und die neuen Möglichkeiten für kollaborative Roboter
Schweißen gilt als „industrielle Nähmaschine“ und ist in der industriellen Produktion allgegenwärtig. Nach jahrelanger Entwicklung ist der standardisierte Einsatz von Industrierobotern beim Schweißen weitgehend ausgereift. Angesichts der steigenden Nachfrage nach dem Schweißen von Kleinserien, vielfältigen und großformatigen Produkten in Branchen wie dem Stahlbau und dem Schiffbau haben kollaborative Roboter jedoch neue Einsatzgebiete gefunden, und zahlreiche Anbieter konkurrieren um Marktanteile im Schweißbereich.
„Aus Sicht der Schweißverfahren sind die beiden wichtigsten, derzeit auf dem Markt weit verbreiteten Typen folgende:Lichtbogenschweißen und LaserschweißenUnter ihnen stellt das Lichtbogenschweißen deutlich höhere Anforderungen an kollaborative Roboter hinsichtlich Körperstabilität, Vibrationsdämpfung, Bahngenauigkeit und Arbeitszyklus als Be- und Entladevorgänge.Laserschweißanwendungen„Die Anforderungen an den Roboterarm sind sogar noch höher, insbesondere beim Dünnblechschweißen.“
Bestimmte kollaborative Roboterlösungen erfüllen die Anforderungen an hohe Qualität, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Rückverfolgbarkeit und zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit, Stabilität und präzise Bahnsteuerung aus. Sie sind bereits in großem Umfang und stabil bei zahlreichen namhaften Unternehmen im Einsatz, darunter Unternehmen der Xiaomi-Ökosystemkette sowie Automobilhersteller wie GM, Hongqi, XPeng, SAIC, Li Auto und CRRC.
Grenzen traditioneller Schweißtechnologien und der Übergang zu neuen Methoden
Seit vielen Jahren verwenden Hersteller in der gesamten Branche diese Technologie.traditionelle Schweißtechnologienwie beispielsweise das MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen) oder das WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen). Diese traditionellen Technologien weisen jedoch systembedingte Einschränkungen auf:
- WIG-SchweißenDas Schweißen mit zwei Händen ist zeitaufwendig und erfordert erfahrene Fachkräfte. Es erzeugt extrem hohe Temperaturen, die dünne Materialien verformen; Kupfer lässt sich damit nur schwer schweißen; und die Anwendungsmöglichkeiten sind begrenzt, wenn Metalle unterschiedlicher Dicke geschweißt werden sollen.
- Das MIG-Schweißen erfordert abschmelzende Schweißdrähte, die Vorreinigung des Schweißguts und Fasenverbindungen, um bei dicken Werkstoffen eine vollständige Durchschweißung zu erzielen. Der Schweißweg und der Arbeitswinkel sind begrenzt, und das Schweißen in vertikaler Position kann eine Herausforderung darstellen.
Da sich die Branche stetig weiterentwickelt, suchen Hersteller nach neuen Wegen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Sie haben erkannt, dass dies Kostensenkungen, Effizienzsteigerungen und eine gleichbleibende Teilequalität erfordert. Eine weitere Herausforderung besteht darin, neue Schweißer zu befähigen, ihre Produktivität schnell zu steigern, ohne dabei Abstriche bei der Qualität zu machen.
Aus diesem Grund setzen immer mehr Hersteller auf neuere Schweißverfahren wie das Handlaserschweißen. Im Vergleich zum MIG- und WIG-Schweißen kann das Handlaserschweißen die Schweißgeschwindigkeit um bis zu das Vierfache steigern und somit Produktivität und Präzision verbessern.
Technische Merkmale intelligenter Laserschweißgeräte
- Hochpräzisionsschweißen:Intelligente Laserschweißgerätenutzt einen Laserstrahl mit hoher Energiedichte als Wärmequelle und ermöglicht so eine Schweißgenauigkeit im Mikrometerbereich, um den Schweißanforderungen von hochpräzisen Bauteilen gerecht zu werden.
- Hocheffizientes Schweißen: Laserschweißen bietet hohe Geschwindigkeit und eine kleine Wärmeeinflusszone, was die Produktionseffizienz deutlich verbessert und die Produktionskosten senkt.
- Hoher Automatisierungsgrad: Ausgestattet mit fortschrittlichen Steuerungssystemen und Sensoren, ermöglicht die intelligente Anlage die automatisierte Überwachung und Anpassung des Schweißprozesses, wodurch manuelle Eingriffe reduziert und die Stabilität der Schweißqualität verbessert werden.
- Hohe Flexibilität: Intelligente Laserschweißanlagen können Schweißparameter und -prozesse flexibel an unterschiedliche Schweißanforderungen anpassen und sich so für das Schweißen verschiedenster Materialien eignen.
- Intelligentes Management: Durch die Integration von Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT) und Big Data ermöglicht es die Fernüberwachung, Fehlerdiagnose und vorausschauende Wartung von Schweißgeräten und verbessert so die Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit der Geräte.
