Automatisiertes Schweißen in Serie Fachkraft gesucht – Cobot gefunden

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Gute Schweißfachkräfte sind hoch bezahlt und schwer zu finden – ein Problem, mit dem sich viele Handwerksbetriebe und Metallbauer konfrontiert sehen. Ein Dienstleister für Blechbearbeitung hat das gelöst: Zwei Schweißzellen mit Cobots automatisieren jetzt die Serienfertigung.

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Eine Serienfertigung im Bereich Schweißen zu automatisieren ist kein einfaches Unterfangen. B&S ist das jetzt mit einer automatisierten Lichtbogenschweißzelle von Trumpf mit einem Cobot von Universal Robots und einer Schweißquelle von Fronius gelungen.
Eine Serienfertigung im Bereich Schweißen zu automatisieren ist kein einfaches Unterfangen. B&S ist das jetzt mit einer automatisierten Lichtbogenschweißzelle von Trumpf mit einem Cobot von Universal Robots und einer Schweißquelle von Fronius gelungen.
(Bild: Universal Robots)

„In den Anfangsjahren haben wir vor allem Einzelteile gefertigt. Mittlerweile hat sich unser Kerngeschäft aber aufgrund einer neuen strategischen Ausrichtung verlagert und wir stellen vermehrt komplette Baugruppen bis hin zur Endmontage her. Der Bereich Fügen ist daher stark gewachsen. Wir haben zwar unsere Handschweißarbeitsplätze aufgestockt, sind aber schnell an unsere Grenzen gestoßen, sowohl was Platz als auch Personal angeht“, beschreibt Fabian Schremmer, Geschäftsführer der B&S Blech mit System GmbH & Co. KG, die Ausgangslage. Der Familienbetrieb aus dem niederbayerischen Grafenau produziert variantenreich und kundenspezifisch. Vom einfachen Stanzlaserteil bis zum komplexen Schaltschrank, vom Gehäuse für Ticketautomaten oder für Steuereinheiten von OP-Mikroskopen fertigt der Systemanbieter alles aus einer Hand. In dem 2004 gegründeten Unternehmen packen rund 160 Mitarbeiter täglich mit an, um die Wünsche der Kunden u. a. aus der Medizintechnik, Industrieelektronik, Vending und Ticketbereitstellung zu erfüllen.

Mit dem Ziel, die hohe Zahl an Aufträgen weiterhin in der gewohnt hohen Qualität bearbeiten zu können und dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken, wollte B&S die Serienfertigung im Bereich Schweißen automatisieren – kein einfaches Unterfangen, wie sich herausstellte. „Bei jedem Ansatz mit traditionellen Industrierobotern zeigten sich dieselben Schwierigkeiten: Programmieraufwand, Platzbedarf, Investitionshöhe und das Handling im Alltag haben einfach nicht zu unseren kleinen Stückzahlen gepasst“, so Fabian Schremmer.

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Da kam eine neue Lösung des Maschinenlieferanten und langjährigen Partners Trumpf Werkzeugmaschinen Anfang 2021 genau zum richtigen Zeitpunkt. „Als uns unser Ansprechpartner kontaktierte und die automatisierte Lichtbogenschweißzelle ankündigte, haben wir nicht lange gezögert, sondern uns gleich eine der ersten Anlagen gesichert“, erläutert Fabian Schremmer. Die Truarc Weld 1000, eine automatisierte Lichtbogenschweißzelle mit einem kollaborierenden UR10e von Universal Robots und einer Schweißquelle von Fronius, haben alle Wünsche an eine automatisierte Schweißlösung erfüllt. Das Investment sei zudem überschaubar und B&S sich sicher gewesen, dass die Lösung eine prozesssichere Entlastung der Kapazitäten an den neun Handarbeitsschweißplätzen mit sich bringen würde.

Cobots setzen Kapazitäten frei

B&S implementierte zusammen mit Trumpf zwei Zellen. Eine der Anlagen arbeitet mit einer MIG/MAG-Schweißquelle, die andere nach dem CMT-Verfahren. Heute sind die beiden Cobots zweischichtig im Einsatz und bearbeiten Bauteile von bis zu 2 m Länge. Während eine der Anlagen schweißt, kann ein Mitarbeiter parallel die andere Anlage für den nächsten Auftrag rüsten. Die Varianz ist groß: Sowohl umfangreiche Schweißbaugruppen von 20 Stück pro Tag, beispielsweise für Ladesäulen, als auch bis zu 1000 kleine eingebettete Teile, wie sie für ein Medizintechnik-Gehäuse verwendet werden, meistern die Systeme mit dem UR10e – und wöchentlich kommen weitere Teile dazu.

Jeder neue Auftrag wird daher zunächst auf seine Robotertauglichkeit geprüft. Ausschlaggebend sind dafür die Stückzahlen, denn die Cobots sollen insbesondere die repetitive Serienfertigung übernehmen. Das entlastet die Mitarbeiter und spart wertvolle Zeit: „Bei einer Losgröße von 50 Stück beispielsweise beträgt die Laufzeit beim Handschweißen 13,5 Stunden, während der Roboter den Auftrag in nur 6,9 Stunden abarbeitet“, verdeutlicht Fabian Schremmer. „Die gewonnene Zeit können unsere Mitarbeiter für höherwertige Aufgaben nutzen, beispielsweise das Schweißen des nächsten Musters oder eines komplexen Geräts in geringer Stückzahl. Zudem schonen wir ihre Gesundheit.“

Die Anlage kann ohne spezielle Kenntnisse in Betrieb genommen, programmiert und bedient werden.

Bastian Nold, Produktmanager, Trumpf

Schweißanwendung einfach programmiert

„Die intuitive Programmierung sowie vorgefertigte Jobs für die Schweißanwendungen erleichterten die Installation“, zeigt sich Manuel Spitzenberger, Gruppenleiter Schweißen bei B&S, begeistert. Zusätzlich haben die Mitarbeiter die kostenlosen E-Learnings von Trumpf genutzt, um sich die Grundlagen der Programmierung anzueignen. „Wir standen zudem in engem Austausch und haben für unsere speziellen Teile und die hohe Komplexität der Verfahren gemeinsam die bestmögliche Lösung gefunden“, ergänzt Fabian Schremmer.

Bastian Nold, Produktmanager bei Trumpf, ergänzt: „Der UR Roboter als Herzstück der Truarc Weld 1000 macht deren Anwenderfreundlichkeit erst möglich. Toll daran ist: Die Anlage kann ohne spezielle Kenntnisse in Betrieb genommen, programmiert und bedient werden. Hochproduktives, aber vor allem sicheres Schweißen ist somit auch bei kleinen Stückzahlen realisierbar.“

Die Tatsache, dass die Mitarbeiter selbst die Roboter für einen neuen Auftrag rüsten und die Programmierung eigenständig übernehmen können, ist für Schremmer ein großer Vorteil: „Nichts wird zentral programmiert, alles bleibt bei den Mitarbeitern. Das ist nicht nur schneller, sondern sorgt auch für eine hohe Akzeptanz.“

Mit Cobots gut aufgestellt für die Zukunft

„Die Kollegen und ich sind begeistert von der hohen Qualität und den genauen Schweißnähten, die der Roboter abliefert“, freut sich Manuel Spitzenberger. „Das ist eine wichtige Voraussetzung, um auch zukünftig den steigenden Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden.“ Mit Hilfe der Cobots hat es B&S geschafft, Kapazitäten freizusetzen und gleichzeitig seine Mitarbeiter gesundheitlich zu entlasten. „Wir wollen in unserer Produktion weitere Aufgaben automatisieren, um so dem Fachkräftemangel entgegenzutreten und unsere Kunden auch langfristig zufriedenzustellen“, so Fabian Schremmer. „Wir sind regelrecht in Universal Robots verliebt. Für uns sind das auch zukünftig die Roboter der Wahl.“

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