Da sich die Fertigungsautomatisierung weiter weiterentwickelt, erwägen immer mehr Unternehmen Roboter-Laserschweißmaschinen, um manuelle Schweißvorgänge zu ersetzen oder zu reduzieren. Das Roboterlaserschweißen bietet Vorteile wie hohe Automatisierung, schnelle Schweißgeschwindigkeiten, wiederholbare Positionierung und gleichbleibende Schweißqualität. Es wird häufig in Automobilkomponenten, Blechfertigung, neuen Energien, Hardware-Herstellung und anderen Branchen eingesetzt.

Für kleine und mittlere Hersteller bedeutet mehr Automatisierung jedoch nicht immer eine bessere Lösung.

Einige Unternehmen sehen, dass Konkurrenten Roboterschweißsysteme installieren, und entscheiden sich sofort für den Kauf einer Roboter-Laserschweißmaschine. Nach der Installation stellen sie möglicherweise fest, dass das Produktionsvolumen zu gering ist, Produktwechsel zu häufig erfolgen, die Werkstückkonsistenz unzureichend ist oder die Anlagenauslastung nicht hoch genug ist, um die Investition zu rechtfertigen.

Daher sollte die erste Frage für ein kleines Unternehmen nicht sein, ob eine Roboter-Laserschweißmaschine weit genug fortgeschritten ist.

Die wichtigere Frage ist:

Ist das Roboterlaserschweißen tatsächlich für Ihre Produkte, Ihr Produktionsvolumen, Ihren Schweißprozess und Ihre Fabrikbedingungen geeignet?

1. Überprüfen Sie das Produktionsvolumen, bevor Sie sich den Roboter ansehen

Das Produktionsvolumen ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Bewertung der Schweißautomatisierung.

Wenn eine Fabrik nur eine kleine Anzahl von Teilen pro Tag produziert und sich Produktmodelle häufig ändern, verbringt ein Roboter möglicherweise viel Zeit damit, Vorrichtungen zu wechseln, Programme anzupassen und auf Werkstücke zu warten, anstatt kontinuierlich zu schweißen.

In dieser Situation können manuelles Schweißen, handgeführtes Laserschweißen oder halbautomatische Schweißgeräte bereits die Produktionsanforderungen erfüllen.

Wenn andererseits die Produktstruktur stabil, das Produktionsvolumen hoch und der Schweißprozess repetitiv ist, kann die Roboterautomatisierung einen Mehrwert bieten.

Bevor Hersteller sich für eine Automatisierung entscheiden, sollten sie Folgendes berechnen:

• Tägliches Produktionsvolumen

• Monatliches Produktionsvolumen

• Jährliches Produktionsvolumen

• Anzahl der Schweißnähte pro Werkstück

• Schweißzeit pro Teil

• Häufigkeit des Produktwechsels

• Erwartete Produktionsstabilität

Kaufen Sie keinen Roboter, nur weil er automatisch schweißen kann. Stellen Sie zunächst fest, ob die Ausrüstung eine angemessene Auslastung erreichen kann.

2. Häufige Produktwechsel können die Vorteile des Roboterschweißens beeinträchtigen

Kleine Hersteller verarbeiten häufig mehrere Produktmodelle und relativ kleine Produktionschargen.

In einer Woche kann es sich um Produkt A handeln, gefolgt von Produkt B in der nächsten Woche. Möglicherweise muss dieselbe Schweißstation mehrere unterschiedliche Werkstücke bearbeiten.

Ein Roboter-Laserschweißsystem kann Programme zwischen Produkten wechseln, für die Umstellung sind jedoch möglicherweise noch Folgendes erforderlich:

Vorrichtungsaustausch + Programmanpassung + Überprüfung der Schweißkopfposition + Parameteranpassung + Probeschweißen

Kommt es zu sehr häufigen Produktwechseln, kann die Zeitersparnis beim automatischen Schweißen durch den Zeitaufwand für den Wechsel ausgeglichen werden.

Daher sollten Hersteller mit einer Produktion mit hohem Mix und geringen Stückzahlen die Produktstandardisierung sorgfältig prüfen, bevor sie in ein Roboterschweißsystem investieren.

Bei Produkten mit vielen Variationen kann ein flexibleres halbautomatisches System oder eine Schnellwechselvorrichtung manchmal praktischer sein als eine komplexe Roboterproduktionslinie.

3. Ein Roboter kann eine schlechte Werkstückkonsistenz nicht beheben

Industrieroboter bieten eine hohe Wiederholgenauigkeit, aber wiederholbare Roboterbewegungen bedeuten nicht, dass der Roboter große Abweichungen im Werkstück automatisch ausgleichen kann.

Wenn beispielsweise Blechkomponenten erhebliche Maßabweichungen, inkonsistente Montageabstände oder eine ungenaue Positionierung aufweisen, kann es sein, dass ein Roboter, der einem festen Schweißpfad folgt, immer noch die tatsächliche Schweißstelle verfehlt.

Bevor das Roboterlaserschweißen eingeführt wird, sollten Hersteller Folgendes berücksichtigen:

• Maßhaltigkeit des Werkstücks

• Vorrichtungsgenauigkeit

• Positionierungsmethode

• Montagelücke

• Konsistenz der Schweißstelle

• Be- und Entladestabilität

Wenn das Werkstück selbst inkonsistent ist, lässt sich das Problem mit der Schweißqualität nicht automatisch durch die einfache Hinzufügung eines Roboters lösen.

4. Nicht jede Schweißanwendung erfordert Roboter-Laserschweißen

Das Roboter-Laserschweißen eignet sich für viele sich wiederholende, kontinuierliche und präzisionsorientierte Schweißanwendungen.

Allerdings muss nicht jedes Produkt lasergeschweißt werden.

Bevor Hersteller sich für das Roboterlaserschweißen entscheiden, sollten sie Folgendes prüfen:

• Materialtyp

• Materialstärke

• Schweißnahtlänge

• Schweißstelle

• Anforderungen an das Aussehen

• Zulässige Verformung

• Ob Fülldraht erforderlich ist

• Produktreflexion

• Erforderliche Schweißgeschwindigkeit

• Erforderliche Schweißnahtfestigkeit

Wenn herkömmliches Widerstandsschweißen die Produktanforderungen bereits erfüllen kann, besteht möglicherweise keine Notwendigkeit, es nur zum Zwecke der Automatisierung durch Roboterlaserschweißen zu ersetzen.

Der Schweißprozess sollte die Auswahl der Ausrüstung bestimmen – und nicht umgekehrt.

5. Führen Sie Schweißprozesstests durch, bevor Sie das Automatisierungssystem kaufen

Ein häufiger Fehler bei Automatisierungsprojekten besteht darin, zuerst die Ausrüstung zu kaufen und anschließend zu versuchen, den Schweißprozess zu lösen.

Ein praktischerer Ansatz ist:

Werkstückprüfung → Prozessverifizierung → Geräteauswahl → Automatisierungsdesign

Tatsächliche Produktionsmuster sollten getestet werden, bevor die endgültige Gerätekonfiguration bestätigt wird.

Der Testprozess kann Folgendes bewerten:

• Aussehen der Schweißnaht

• Schweißdurchdringung

• Schweißfestigkeit

• Schweißgeschwindigkeit

• Hitzeeinflussbereich

• Verformung des Werkstücks

• Anforderungen an den Zusatzdraht

• Stabilität der Schweißparameter

Wenn sich der Schweißprozess selbst während der Probenprüfung nur schwer stabilisieren lässt, kann der direkte Bau einer Roboterschweißstation das Projektrisiko erhöhen.

6. Ein Roboter-Laserschweißsystem ist mehr als ein Roboter und eine Laserquelle

Einige Erstkäufer gehen davon aus, dass der Kauf eines Roboters und einer Laserquelle ausreicht, um ein komplettes Roboterschweißsystem zu erstellen.

In der Realität kann ein Roboter-Laserschweißarbeitsplatz auch Folgendes umfassen:

• Industrieroboter

• Laserquelle

• Laserschweißkopf

• Robotersteuerungssystem

• Spezielle Schweißvorrichtung

• Positionierungsmechanismus

• Drahtvorschubsystem

• Kühlsystem

• Sicherheitsgehäuse

• Elektrisches Steuersystem

• Rauchabsaugung

• Be- und Entladesystem

• Schweißprogramme

• Parameter des Schweißprozesses

Unterschiedliche Projekte erfordern unterschiedliche Konfigurationen.

Wenn die Anforderungen zu Beginn nicht klar definiert sind, kann es sein, dass später zusätzliche Ausrüstung hinzugefügt wird, was zu einer Erhöhung des Projektbudgets führt.

Daher sollte vor der Fertigstellung des Systems eine vollständige Anwendungsbewertung durchgeführt werden.

7. Die Geräteauslastung ist einer der wichtigsten Faktoren für kleine Unternehmen

Der tatsächliche Auslastungsgrad der Ausrüstung kann einen großen Einfluss auf den Wert einer Automatisierungsinvestition haben.

Eine Roboter-Arbeitsstation kann theoretisch kontinuierlich arbeiten, aber wenn die Fabrik nur mehrere Stunden Produktionsaufträge pro Tag hat, verbringt die Ausrüstung möglicherweise einen Großteil ihrer Zeit mit Warten.

Vor dem Kauf einer Automatisierung sollten Hersteller Folgendes prüfen:

Tatsächliche jährliche Produktionszeit ÷ Verfügbare Betriebszeit der Ausrüstung = Ausrüstungsauslastungsgrad

Bei der Berechnung sollte außerdem Folgendes berücksichtigt werden:

• Produktwechselzeit

• Zeit für den Geräteaustausch

• Be- und Entladezeit

• Wartung der Ausrüstung

• Wartezeit bestellen

• Saisonale Produktionsschwankungen

Wenn die Ausrüstung nicht effektiv genutzt werden kann, kann die erwartete Erholungsphase der Investition beeinträchtigt werden.

8. Berechnen Sie den Automatisierungswert nicht nur anhand der Anzahl der ersetzten Arbeitskräfte

Die Reduzierung des Arbeitsaufwands ist oft einer der Gründe, warum Unternehmen über die Schweißautomatisierung nachdenken.

Allerdings sollte die Arbeitsersparnis nicht der einzige Faktor bei der Berechnung sein.

Die Gesamtinvestition kann Folgendes umfassen:

• Robotersystem

• Laserquelle

• Schweißkopf

• Vorrichtungen

• Installation und Inbetriebnahme

• Werkseitige Modifikationen

• Sicherheitsschutz

• Wartung

• Bedienerschulung

• Zukünftige Ersatzteile

Gleichzeitig sollten Hersteller die potenziellen Vorteile bewerten:

• Änderungen der Arbeitskosten

• Produktionseffizienz

• Schweißkonsistenz

• Ausschuss- und Nacharbeitsrate

• Produktionskapazität

• Fähigkeit, größere Bestellungen abzuwickeln

• Langfristige Produktionsanforderungen

Nur durch den Vergleich der Gesamtinvestition mit den tatsächlichen Produktionsvorteilen kann ein Unternehmen feststellen, ob eine Automatisierung geeignet ist.

9. Fabrikraum- und Sicherheitsanforderungen müssen bewertet werden

Für einen Roboter-Laserschweißarbeitsplatz ist normalerweise ein eigener Arbeitsbereich erforderlich.

Zusätzlich zur Roboterbewegung muss die Fabrik möglicherweise Platz bieten für:

• Laserschutz

• Bedienerzugang

• Be- und Entladen von Werkstücken

• Elektrische Anschlüsse

• Druckluft

• Kühlgeräte

• Rauchabsaugung

• Wartung der Ausrüstung

Bei Fabriken mit begrenztem Platzangebot sollten diese Anforderungen beim anfänglichen Automatisierungsentwurf berücksichtigt werden.

Andernfalls können unerwartete werkseitige Änderungen erforderlich sein, nachdem das Gerät eingetroffen ist.

10. Kleine Unternehmen können mit der Halbautomatisierung beginnen

Wenn ein Unternehmen noch nicht bereit für eine komplette Roboterproduktionslinie ist, muss die Automatisierung keine Alles-oder-Nichts-Entscheidung sein.

Ein schrittweiser Entwicklungspfad kann sein:

Manuelles Schweißen → Handlaserschweißen → Halbautomatisches Schweißen → Spezielle automatische Maschine → Roboter-Laserschweißarbeitsplatz

Beispielsweise kann eine Fabrik mit mehreren stabilen Produkten zunächst spezielle Vorrichtungen und halbautomatische Schweißgeräte einführen.

Wenn sich das Produktionsvolumen stabilisiert und die Nachfrage steigt, können später Roboter und automatische Be- und Entladungen hinzugefügt werden.

Dieser Ansatz kann die Anfangsinvestition reduzieren und es ermöglichen, dass der Automatisierungsgrad mit den tatsächlichen Produktionsanforderungen mitwächst.

11. Wann ist Roboter-Laserschweißen besser geeignet?

Ein Unternehmen kann das Roboterlaserschweißen ernsthafter in Betracht ziehen, wenn die meisten der folgenden Bedingungen vorliegen:

• Die Produktstruktur ist relativ stabil

• Schweißstellen sind festgelegt

• Das Produktionsvolumen ist relativ hoch

• Schweißvorgänge wiederholen sich

• Eine gleichbleibende Schweißqualität ist wichtig

• Die Kosten für manuelles Schweißen sind erheblich

• Produktwechsel kommen relativ selten vor

• Die Werkstückpositionierung ist stabil

• Es ist ausreichend Einbauraum vorhanden

• Das Unternehmen hat einen klaren Automatisierungsbedarf

Wenn die meisten dieser Bedingungen nicht vorliegen, lohnt es sich, andere Schweißlösungen zu prüfen, bevor Sie in ein Roboter-Laserschweißsystem investieren.

Die Tatsache, dass Roboterschweißen ein wachsender Fertigungstrend ist, bedeutet nicht, dass jede Fabrik den gleichen Grad an Automatisierung benötigt.

12. Checkliste zur Bewertung des Automatisierungsschweißens

Vor der Kontaktaufnahme mit einem Schweißgerätehersteller können kleine und mittelständische Hersteller folgende Informationen vorbereiten:

Je klarer diese Anforderungen sind, desto einfacher kann der Schweißmaschinenhersteller entscheiden, ob eine Standardmaschine, ein halbautomatisches System, eine dedizierte Automatisierungsmaschine oder ein Roboter-Laserschweißarbeitsplatz geeignet ist.

Die Wahl des richtigen Automatisierungsgrads ist wichtiger als die Wahl der fortschrittlichsten Ausrüstung

Für kleine und mittlere Hersteller sollte sich die Schweißautomatisierung an der Produktstruktur, dem Produktionsvolumen, dem Schweißprozess, dem Produktionszyklus, der Umrüstfrequenz, der Werkstückkonsistenz, den Fabrikbedingungen und dem Investitionsbudget orientieren.

PDKJ ist ein professioneller Hersteller von Schweißmaschinen, der handgeführte Laserschweißmaschinen, automatisierte Schweißgeräte, Roboter-Laserschweißarbeitsplätze und maßgeschneiderte Schweißlösungen anbietet.

Stellen Sie Ihr tatsächliches Werkstück zur kostenlosen Schweißprozessbewertung und kostenlosen Musterprüfung zur Verfügung. PDKJ kann zunächst den Schweißprozess überprüfen und dann basierend auf den tatsächlichen Produktionsanforderungen eine geeignete Automatisierungslösung empfehlen. So können Hersteller unnötige Investitionen vermeiden und Schweißgeräte auswählen, die einen praktischen Produktionswert liefern können.

Wenn Sie Anforderungen an ein Schweißgerät haben, wenden Sie sich bitte an Frau Zhao

E-Mail: pdkj@gd-pw.com

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