DEMMELER: Neuer Standard für Cobot-Schweißzellen?

Schweißer sind knapp – Schweißen ist teuer

Cobot-Schweißzellen können den Mangel an Schweißer reduzieren. Der Schweiß-Pionier DEMMELER hat die erste Schweißzelle mit optional drei Arbeitsstationen vorgestellt.

Die Kosten einer Schweißstunde sind in den letzten Jahren deutlich gestiegen und gerade Unternehmen, die für Großaufträge oder im Saisongeschäft Schweiß-Kapazitäten aufbauen müssen, greifen gerne auf Leiharbeiter oder Werksverträge zurück. Die Stundensätze hier erreichen schnell 40 oder gar 50 €. Zudem ist Schweißen gesundheitlich ohne gute Absaugung nicht unproblematisch. Insofern ruft diese Tätigkeit nach Automatisierungs-Lösungen. Diese gibt es im Bereich der Industrieroboter bereits seit Jahrzehnten. Die Automobilfabriken verfügen über eine Vielzahl an Schweißrobotern. Anders schaute es bis vor wenigen Jahren im Mittelstand aus. Es gab keine Lösungen für kleinere Unternehmen mit niedriger bis mittlerer Stückzahl. Durch die neuen Cobot-Schweißzellen erhält der Mittelstand die Flexiblität, die er braucht.

Cobot-Schweißzellen für KMU

In den vergangen Jahren begannen Firmen wie Lorch, Invertech oder Heidenbluth diese Lücke zu schließen. In der Regel wird ein Cobot von Universal Robots eingesetzt. Das Design der Zelle kann einem klassischen Arbeitsplatz entsprechen: Der schweißende Cobot wird durch einen Vorhang verdeckt. Derartige Lösungen gibt es bereits für unter 50.000 € inkl. Cobot. Unter dem Gesichtspunkt der Arbeitssicherheit sind sie allerdings nicht unproblematisch: Häufig spannt ein Mitarbeiter das nächste Werkstück bereits ein, während nebenan der Cobot schweißt. Hitze, Flamme und Rauch sind dann direkt beim Mitarbeiter. Immerhin war die Programmierung schon (recht) einfach. Das Foto zeigt eine Station von Lorch:

Eingehauste Schweißzellen mit zwei Arbeits-Stationen

In der Folge brachte Heidenbluth mit der “Big Arc” eine richtig eingehauste Zelle auf den Markt. Big Arc ist optional unterteilbar und verfügt über zwei abgeschlossene Arbeits-Stationen. In der einen Station schweißt der Cobot, während die andere Station neu bestückt wird. Der Cobot ist an der Zellen-Decke befestigt. Der Laser-Spezialist Trumpf folgte mit seinem repräsentativeren Modell TruArc Weld 1000. Diese eingehausten Zellen kosten bereits über 100.000 €, bieten dafür aber den Vorteil, dass ein Mitarbeiter geschützt vom schweißenden Roboter Material austauschen kann. Da der Mitarbeiter immer beschäftigt ist, ist seine Produktivität gut. Die Trumpf-Zelle ist allerdings – in Relation zur effektiven Arbeitsfläche – sehr groß.

DEMMELER mit extrem durchdachter Schweißzelle

Die Tage durfte ich die kurz vor der Markteinführung stehende Cobot-Schweißzelle der Allgäuer Firma DEMMELER anschauen. DEMMELER hat 1990 ein patentiertes Schweißtisch-System erfunden. In der Folge stand das Unternehmen, wie damals viele Mittelständler mit hoher Fertigungstiefe, vor der Wahl entweder Teile seiner Fertigung nach Osteuropa auszulagern oder aber die heimische Fertigung mittels Automatisierung und Innovationen abzusichern. DEMMELER entschied sich für Letzeres. Der Produktivitäts- und Innovationsgedanke wurde noch stärker Teil der Firmen-DNA.

Die neue Cobot-Schweißzelle “DEMMELER COBOT WeldSpace 4.0” scheint eher mit der Trumpf- als mit der Heidenbluth-Zelle vergleichbar zu sein, bietet zugleich aber zusätzlich weitere Optionen bzw. aus meiner Sicht Vorteile. Die Zelle bietet bereits im Standard zwei sehr große und gut zugängliche Arbeitsbereiche Space A und Space B mit ca. 2400mm Länge und benötigt dafür äußerst wenig Aufstellfläche. Neben der Raumersparnis (versteckte Kosten) besteht ein weiterer Vorteil in der geringeren Größe darin, dass die Zelle leicht mit einem Gabelstapler fortbewegt werden kann. Sie verfügt sogar über Einbuchtungen für die Stapler-Gabeln (auf dem Foto oben zu sehen). Die Umhausung lässt sich auf beiden Seiten öffnen (Rolltore) und verfährt automatisch vom vorderen auf den hinteren Arbeitsbereich. Während der Roboter auf der einen Seite schweißt, kann ein Mitarbeiter auf der anderen Seite zeitparallel Rüsten und Umspannen. Mittels Trennwand lässt sich dieser sogar noch weiter unterteilen und somit entsteht eine dritte Arbeitsstation. Für die Absaugung gibt es vier verschiedene Möglichkeiten.

Ein weiteres USP stellt der optionale Manipulator dar. Dieser kostet etwa 25.000 € und wird im hinteren Arbeitsbereich der Zelle angebracht. Der Manipulator ist in der Lage ein Werkstück selbstständig um bis zu 360 Grad zu bewegen, so dass es keinen toten Winkel bei dessen Bearbeitung gibt. Neben dieser Option ist auch der zusätzliche, dritte Arbeitsplatz für die Amortisationsberechnung von Vorteil. Auf diesem Foto ist der vollbewegliche und stark belastbare Manipulator gut zu erkennen:

Entscheidungshilfe

Das Angebot an Schweißzellen ist zwischenzeitlich vielseitiger geworden. Wer sich für eine (teil-) automatisierte Schweiß-Lösung interessiert, sollte zum einem auf die leichte Programmierbarkeit achten. Ein erstes Indiz hierfür sind Teach-Knöpfe am Cobot-Arm. Dieser wird zum Einlernen am Werkstück bewegt. Die relevanten Punkte werden mittels Knopfdruck markiert.

Denn wenn die Programmierung nicht einfach ist, lohnt sich eine Zelle von vornherein nicht. Die zweite notwendige, aber nicht hinreichende Bedingung ist die Möglichkeit der Absaugung und auch der sonstigen Arbeitssicherheit. (Gefahrloses Einspannen von Werkstücken.) Im Hinblick auf eine Amortisation dürfte eine Zelle mit zwei Arbeitsstationen in den meisten Fällen sinnvoller sein. Ich kann mir gut vorstellen, dass eine umhauste Zelle mit zwei Stationen effektiver als zwei Stand-alone-Lösungen sind – bei in etwa gleichem Preis. Innerhalb der Klasse der umhausten 2-Arbeits-Stationen-Zellen kann beengter Raum ein Entscheidungskriterium sein. Dito gilt für die Mobilität der Zelle. Denkbar erscheint mir, dass die DEMMELER-Zelle nicht zwingend ganzjährig genutzt wird, sondern z.B. bei Saison-Bedarf “hervorgeholt” wird. Sie ist mobil. Bei komplexer zu befestigen Werkstücken kann wiederum der Manipulator hilfreich sein. Zwei Mitarbeiter spannen dann laufend an den beiden freien Stationen ein während der Cobot in einem fortschweißt.

Fazit: Eine Cobot-Schweißzelle würde sicherlich in den meisten Fällen Sinn machen, d.h. sie würde sich (schnell) rechnen. Der Markt ist also vorhanden. Spannend wird es sein, ob mittelfristig mit derartigen neuen Cobot-basierten Lösungen nach Osteuropa vergebene Lohnarbeiten zurückgeholt werden. Dann käme neben dem finanziellen Aspekt noch die Reduktion von LKW-Fahrten (Umweltschutz) hinzu. 

Hinweis: Nach diesem einführenden Beitrag, erfolgt in den nächsten Tagen ein Beitrag, der speziell den DEMMELER COBOT WeldSpace 4.0 samt Leistungsdaten vorstellt.

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Der Autor dieses Blogs ist maßgeblich am KI-/ Robotik-Projekt Boost-Bot beteiligt. Er berät Robotik-Firmen bei den Fragen Markt/ Business Development und Finanzierung. Der Autor steht zudem potentiellen  Anwendern für einen Gang durch Ihre Produktion/ Fertigung zur Verfügung (Detail). Hierbei werdenkonkrete Vorschläge für den Einsatz von Cobots und anderen Robotern incl. Fördermöglichkeiten zu unterbreitet. Es werden sowohl KMU wie Groß-Unternehmen besucht. Das Standardbuch über Cobots stammt ebenfalls von Guido Bruch.