Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Mit dem Sensor-Add-on des Fraunhofer IPA werden kollaborative Schweißroboter oder Schweiß-Cobots zum einfachen Programmieren der Schweißnaht nutzbar.
Einfaches Cobot-Schweißen bei kleinen Losgrößen für die Firmen Trumpf und Lorch
In Kürze
Ein Sensor-Add-on für Cobots vereinfacht deren Programmierung und ermöglicht eine Online-Bahnadaption ohne Robotik-Fachwissen. Mit der neuen Technologie können die beliebten Schweiß-Cobots noch schneller programmiert werden und beim Schweißen adaptiv auf Bauteilabweichungen reagieren. Diese Entwicklung hat das Fraunhofer IPA an die Firmen Trumpf und Lorch lizenziert, die damit ihre Schweiß-Cobots noch besser auf die Kundenbedarfe ausrichten können.
Im Detail
Schweißfachkräfte sind aufgrund des demografischen Wandels und des Fachkräftemangels händeringend gesucht. Um auch mit knappen Personalressourcen produktiv zu bleiben, werden Automatisierungslösungen auch für kleine und mittlere Losgrößen zunehmend wichtiger. Für Unternehmen mit diesen Losgrößen sollte die Schweißlösung einfach, schnell und ohne großes Fachwissen umsetzbar sein.
Gemeinsam mit den Firmen Trumpf und Lorch, die beide seit vielen Jahren automatisierte Schweißanwendungen und Schweiß-Cobots verkaufen, hat das Fraunhofer IPA eine solche Lösung entwickelt.
Das Sensor-Add-on macht kollaborative Schweißroboter oder Schweiß-Cobots zum einfachen Programmieren der Schweißnaht nutzbar. Die Schweißfachkraft muss den Cobot nur am Beginn der Schweißnaht positionieren. Dann folgt der Roboter der Schweißnaht dank des vorgeschalteten Lasertriangulationssensors selbstständig und automatisch. In Echtzeit berechnet die Software während des Prozesses die Schweißbahn sowie die gewünschte Brennerausrichtung entlang des Bauteils. Der Roboter kann innerhalb weniger Sekunden seine Aufgabe starten.
Im Gegensatz zu existierenden Sensorik-Lösungen ermöglicht die neue Technologie nicht nur, wie bisher eine bereits programmierte Naht aufgrund von Toleranzen oder Abweichungen an das real vorliegende Bauteil anzupassen, sondern sie kann darüber hinaus zur automatisierten initialen Programmierung der Schweißnaht genutzt werden. Die Programmierung ist somit einfacher und schneller und Abweichungen in der Naht bei darauffolgenden Bauteilen werden automatisch berücksichtigt. Die effiziente Produktion von kleinen Losgrößen mit Schweiß-Cobots erreicht damit ein neues Niveau.
Beide Firmen haben das Sensor-Add-on als Lizenz erworben. Trumpf hat die IPA-Sensorik in die prämierte Lichtbogen-Schweißzelle »TruArc Weld 1000« integriert und nennt sie »Smart Seam Tracking«. Bei Lorch ist die Technologie mit der Bezeichnung »Seam Pilot« als Erweiterung für den Schweiß-Cobot verfügbar. Im November 2023 erhielt Trumpf für diese Anwendung die Auszeichnung mit dem »best-Award 2023« in der Kategorie Trenn-, Füge- und Verbindungstechnologien auf der diesjährigen Fachmesse »blechexpo«.
Einblicke ins Projekt
»Mit unserer Lösung programmiert sich der Schweißroboter selbst. Damit fällt Anwendern der Einstieg ins automatisierte Lichtbogenschweißen deutlich leichter und sie verschaffen sich Wettbewerbsvorteile.«
Sven Klingschat, R&D Manager, Trumpf
»Mit dem SeamPilot wird die Programmierung von Schweißnähten maximal einfach: Ein grober Vorgabepunkt reicht aus, der Cobot positioniert den Brenner eigenständig perfekt in die Naht und den Rest des Nahtverlaufs findet er mithilfe der Lasersensorik von selbst. Das ist ein echter Innovationssprung für kollaborative Schweißrobotik!«
Dr.-Ing. Caren Dripke, Leitung Entwicklung Robotik, Lorch
