EasyWelder Schweiß-Cobot hält die Produktion während des Produktwechsels am Laufen

Teqram hat den EasyWelder eingeführt, eine automatisierte kollaborative Schweißzelle mit zwei Stationen, die darauf ausgelegt ist, Herstellern von High-Mix-Produkten einen flexiblen Durchsatz und eine vereinfachte manuelle Bahnprogrammierung zu bieten.

Prozessautomatisierung und betriebliche Herausforderungen
Der EasyWelder ist eine modulare Schweißzelle mit einem kollaborativen Roboter (Cobot), die für die Metallverarbeitung und Zulieferbetriebe entwickelt wurde, um die Schweißleistung zu steigern, ohne die betriebliche Flexibilität einzubüßen. Das System integriert eine Konfiguration mit zwei Stationen und eine intuitive Benutzeroberfläche, um hochvariable Produktserien zu unterstützen und die Ausfallzeiten bei Produktwechseln zu minimieren. Das Produkt adressiert gezielt die Herausforderungen von Fertigungsbetrieben, die mit dem Fachkräftemangel, hochvariablen Bauteilserien sowie strengen Anforderungen an die Teilequalität und Liefertermine konfrontiert sind.

Zwei-Stationen-Architektur und kontinuierlicher Durchsatz
Standardmäßige automatisierte Schweißanlagen verlieren bei Produktwechseln und manuellen Ladevorgängen erheblich Zeit. Der EasyWelder nutzt ein Zwei-Stationen-Design mit zwei separaten Schweißtischen, um eine kontinuierliche Produktion aufrechtzuerhalten. Während der Roboterarm eine Schweißbahn auf der einen Seite des Arbeitsbereichs abarbeitet, kann der Bediener auf der angrenzenden Seite sicher Rohmaterialien einlegen oder ein fertiges Schweißteil entnehmen.
Durch den Wegfall der Notwendigkeit, den Roboter während der manuellen Teileentnahme und des Teilewechsels anzuhalten, reduziert das Zwei-Stationen-Layout die Leerlaufzeiten. Dieser kontinuierliche Arbeitsablauf erhöht die effektive Einschaltdauer (Lichtbogenzeit) der Zelle auf bis zu 80 % und sorgt für eine höhere Gesamtanlageneffektivität im Vergleich zu Systemen mit nur einem Tisch.

Einstellbarer Arbeitsbereich und Schutzgehäuse
Der Arbeitsbereich der Zelle verfügt über eine automatische, bewegliche Schutzvorrichtung, die mit UV-Filterfenstern ausgestattet ist. Dies schützt die Mitarbeiter in der Umgebung, während der Arm mit maximaler Geschwindigkeit arbeitet, und gewährleistet gleichzeitig freie Sicht auf die Schweißzone. Das Schutzgehäuse ermöglicht den vollen Zugriff auf beide 1200 x 1200 mm großen Schweißtische von drei Seiten, was das Aufspannen der Teile vereinfacht. Für übergroße Bauteile kann die Trennwand zwischen den beiden Positionen eingefahren werden, um die separaten Arbeitsstationen zu einem einheitlichen Produktionsbereich von 2900 x 1200 mm zusammenzufügen.

Vereinfachte manuelle Bahnprogrammierung und Schnittstellen-Vorlagen
Die Zelle integriert eine intuitive Benutzeroberfläche und intelligente Programmiervorlagen, sodass erfahrene Schweißer die automatisierte Zelle ohne spezielles Robotik-Fachwissen oder externe Offline-Programmiertools bedienen können. Gängige industrielle Schweißverfahren – darunter Rundschweißnähte, Heftschweißen, Punktschweißen, gerade Nähte und Mehrlagenverbindungen – können innerhalb weniger Minuten konfiguriert werden.
Um die Bahn für ein neues Bauteil zu programmieren, führt der Bediener den Cobot-Arm manuell an der Schweißnaht entlang und zeichnet die Bahnpunkte über Steuertasten direkt am Roboterkopf oder über einen integrierten Wahlring auf. Die interne Software generiert aus diesen manuellen Eingaben automatisch den zugrundeliegenden Ausführungscode, was die Gesamtzeit für die Programmentwicklung um bis zu 70 % verkürzt. Bediener können nach einer halben Schulungsschicht selbstständig mit der Zelle arbeiten.

Automatische Nahtverfolgung und Präzisionskomponenten
Das System sorgt für eine gleichbleibende Schweißqualität, reduziert manuelle Nacharbeit und senkt die Ausschussraten, indem es identische Bahnen unabhängig von der Ermüdung des Bedieners ausführt. Zum Ausgleich von Bauteilvariationen verfügt die Zelle über ein automatisches Schweißnahterkennungs- und -verfolgungssystem. Dieses auf dreidimensionaler Bildverarbeitungstechnologie basierende Echtzeitsystem misst die genaue Position des Werkstücks und die Fugengeometrie während des Prozesses und passt die aktive Bahn automatisch an, um Bauteiltoleranzen oder Ausrichtungsfehler beim Spannen auszugleichen.

Die Hardware-Baugruppe basiert standardmäßig auf einer Kombination aus einem ABB GoFa Cobot-Arm und Fronius-Schweißstromquellen. Der Cobot-Arm arbeitet mit einer Bahngenauigkeit von 0,03 mm und einer maximalen Werkzeuggeschwindigkeit von 2,2 Metern pro Sekunde zwischen den Positionen, um die Zykluszeiten zu verkürzen. Die integrierte Stromquelle bietet Lichtbogenstabilität, um Spritzer und thermischen Verzug bei der Verarbeitung von Aluminium, Edelstahl und dünnen Legierungen zu kontrollieren.

Kompakte Geometrie und Plug-and-Play-Integration
Mit einer Gesamtstellfläche von 3100 x 1600 mm benötigt die kompakte Konfiguration nur minimalen Platz in der Werkshalle und erfordert keine mechanische Verankerung im Betonboden. Die eigenständige Zelle kann mit einem Standardgabelstapler angehoben und innerhalb des Werks umpositioniert werden, um sich an wechselnde Produktionsanforderungen anzupassen. Die Inbetriebnahme basiert auf einer Plug-and-Play-Einrichtung, die lediglich die strukturende Positionierung und den Anschluss an die Stromversorgung, Druckluftleitungen und Schutzgasversorgung des Betriebs erfordert.



Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbs-Benchmarks, die nicht in der ursprünglichen Pressemitteilung enthalten waren.

Kollaborative Roboterschweißzellen für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sowie Lohnfertiger werden nach ihrem räumlichen Layout, ihrer Programmiermethode und ihrer Sensorintegration kategorisiert. Diese Systeme zielen darauf ab, die Lücke zwischen dem flexiblen manuellen Schweißen und der starren, hochvolumigen Industrieautomation zu schließen.

Arbeitsbereichskinematik und volumetrische Effizienz
Herkömmliche Einstiegs-Cobot-Schweißpakete auf dem Markt nutzen eine Konfiguration mit einem einzigen festen Tisch, der typischerweise 1500 x 1000 mm misst. Bei einem Ein-Stationen-Layout muss der Roboter mehrere Minuten lang völlig stillstehen, während ein Bediener ein fertiges Teil manuell einspannt, die Vorrichtung reinigt und das Rohmaterial positioniert. Diese strukturelle Einschränkung begrenzt die maximal erreichbare Lichtbogenzeit von Ein-Stationen-Produktlinien auf etwa 40 % bis 55 % der Gesamtschicht.

Der Übergang der Zellentopologie zu einem Zwei-Zonen-Layout mit zwei Arbeitszonen von je 1200 x 1200 mm ermöglicht eine parallele Verarbeitung. Die Fähigkeit, diese Zonen zu einem kontinuierlichen Bereich von 2900 x 1200 mm zu verschmelzen, bietet einen Vorteil gegenüber standardmäßigen Zwei-Zonen-Drehtisch-Indexierern oder Doppel-Shuttle-Zellen mit festem Gehäuse, die über starre Mitteltrennwände verfügen, die nicht entfernt werden können, um lange Strukturrahmen oder langgestreckte Rohrbaugruppen aufzunehmen.

Bahnpräzision und Geschwindigkeitsgrenzen
Rotor- und Gelenkführungstoleranzen bestimmen die Qualität des präzisen Metall-Schutzgasscheißens (MIG/MAG) und Wolfram-Inertgasschweißens (WIG). Allgemeine Markt-Alternativen, die leichtere kollaborative Arme einsetzen, bieten oft eine Bahnwiederholgenauigkeit von etwa 0,05 mm bis 0,1 mm. Die Verschärfung dieser Bahngenauigkeitsgrenze auf 0,03 mm bietet einen deutlichen mechanischen Vorteil bei der Ausführung von Mikroschweißungen oder beim Navigieren in engen Kehlnähten auf dünnem Blech, wo geringfügige Abweichungen zu Durchbrennungen oder unzureichender Nahtdicke führen können.

Darüber hinaus begrenzen einfache Cobot-Arme die lineare Luftfahrt-Transfergeschwindigkeit auf 1,0 Meter pro Sekunde, um die standardmäßigen kollaborativen Sicherheitskraftgrenzen zu erfüllen. Der Einsatz eines Hochgeschwindigkeitsarms, der 2,2 Meter pro Sekunde leisten kann, minimiert unproduktive Bewegungszyklen. Die Integration einer automatischen, beweglichen Schutzhaube mit integriertem UV-Schutz ermöglicht es dem Arm, diese höheren Geschwindigkeiten sicher zu nutzen, und umgeht die strengen Geschwindigkeitsbegrenzungen, die für völlig zaunlose oder offene kollaborative Setups gemäß den Standard-Sicherheitsnormen vorgeschrieben sind.

Programmerstellung und Lead-Through-Bedienbarkeit
Die Standardprogrammierung von Industrierobotern erfordert das Navigieren durch komplexe Koordinaten über ein proprietäres Hardware-Handbediengerät (Teach Pendant) oder die Generierung von Code über externe Offline-Programmiersoftware – ein Prozess, der bei mehrlagigen Geometrien Stunden oder Tage dauern kann. Das Lead-Through- oder handgeführte Einlernen reduziert diesen Aufwand, indem Koordinatenvektoren im laufenden Betrieb über Kraft-Momenten-Sensoren erfasst werden, die in den Armgelenken eingebettet sind.

Durch die Kombination der Handführung mit speziellen Steuertasten am Brennerkopf und vorprogrammierten Vorlagen für komplexe Bewegungen wie Heft- und Kreisebänke erübrigt sich der Wechsel zu einer separaten Tablet-Schnittstelle zwischen den Bahnpunkten. Diese lokalisierte Regelschleife minimiert die Programmierzeit im Vergleich zu einfachen anwendungsgesteuerten Cobot-Setups, die eine manuelle Dateneingabe für Parameteränderungen erfordern.

Sensorgestützte Bahnkompensation
Eine Hauptfehlerquelle beim automatisierten Schweißen im Job-Shop-Bereich sind Bauteilvariationen, die durch ungenaues vorgelagertes Laserschneiden, Biegetoleranzen oder manuelles Einspannen verursacht werden. Ohne adaptive Sensorik schweißt ein Roboter mit fester Bahn außerhalb der Fugennut, was zu hohen Ausschussraten führt.

Herkömmliche Premium-Systeme bewältigen diese Abweichung mittels Berührungssensorik (Touch-Sensing) oder Lichtbogen-Nahtverfolgung (TAST). Die Berührungssensorik erhöht jedoch die unproduktive Zykluszeit, da sie vor jeder Lichtbogenzündung stoppt, um das Bauteil abzutasten, und TAST funktioniert nur bei dickwandigen Materialien mit einem ausgeprägten Nahtpendelmuster. Der Einsatz dreidimensionaler Bildverarbeitungstechnologie ermöglicht es dem System, das Schweißfugenprofil in Echtzeit vor dem Lichtbogen auszuwerten. Diese optische Trackingmethode bietet eine kontinuierliche Bahnkorrektur auf hochreflektierenden oder dünnwandigen Materialien, ohne die Zykluszeiten zu verlängern oder einen physischen Kontakt mit dem Werkstück zu erfordern.

Bearbeitet von Romila DSilva, Redakteurin bei Induportals, mit Unterstützung von KI.