Roboterschweißen in der High-Mix-Fertigung: Auf Umrüstungen ausgelegt, nicht auf ein einziges Idealteil

Die High-Mix-Fertigung verändert die Fragestellung bei der Automatisierung. Es geht nicht einfach darum, ein Teil schneller zu schweißen, sondern von einer gültigen Kombination aus Teil und Programm zur nächsten zu wechseln, ohne dass die Umrüstung zum neuen Engpass wird.

Varianten zu Fertigungsfamilien gruppieren

Vergleichen Sie zunächst Nahtarten, Bauteilgröße, Bezugssystem, Vorrichtungen, Schweißanweisungen und Anforderungen an die Handhabung. Kommerziell unterschiedlich wirkende Teile können dennoch genügend Prozessmerkmale gemeinsam haben, um auf gemeinsamen Automatisierungskonzepten aufzubauen. Umgekehrt können optisch ähnliche Teile sehr unterschiedliche Zugänglichkeit oder Schweißfolgen erfordern.

Die Gruppierung in Familien hilft dabei, festzulegen, welche Elemente wiederverwendet werden können: Vorrichtungsgrundplatten, Positionierkonzepte, Roboterabläufe, Parameterbibliotheken, Sensorstrategien und Prüfschritte.

Gesamte Umrüstzeit messen

Zur Umrüstung gehört mehr als die Auswahl eines Roboterprogramms. Dazu können der Vorrichtungswechsel, die Prüfung der Bezugspunkte, der Wechsel von Brenner oder Verbrauchsmaterial, die Bauteilidentifikation, die Einrichtung des Positionierers und die Freigabe des Erstteils gehören. Messen Sie die Zeit vom letzten Gutteil einer Variante bis zum ersten freigegebenen Teil der nächsten.

Programm- und Revisionskomplexität beherrschen

Mit zunehmender Variantenvielfalt müssen Programmbenennung, Zeichnungsrevisionen und Schweißparameter konsequent verwaltet werden. Offline-Programmierung und automatisierte Werkzeuge zur Bahnplanung können bei geeigneten Anwendungen einen Teil des Einlernaufwands verringern. In der Produktion sind jedoch weiterhin Versionskontrolle und die Validierung anhand des tatsächlichen Bauteils, der Vorrichtung und der Schweißanweisung erforderlich.

Vorrichtungen für das tatsächlich gefertigte Variantenmix auslegen

Eine Universalvorrichtung kann schwierig zu bedienen sein, wenn sie zahlreiche manuelle Einstellungen erfordert. Dedizierte Vorrichtungen ermöglichen schnelle Abläufe, können aber teuer sein und viel Lagerfläche beanspruchen. Modulare Konzepte liegen zwischen diesen Extremen. Die beste Wahl hängt von Losgröße, Toleranzen, Zugänglichkeit der Spannmittel und den Kosten einer falschen Einrichtung ab.

Anspruchsvolle repräsentative Varianten validieren

Stützen Sie das Projekt nicht ausschließlich auf das am einfachsten zu fertigende oder volumenstärkste Teil. Berücksichtigen Sie Varianten mit eingeschränkter Zugänglichkeit, größeren Toleranzketten, mehr Schweißlagen oder häufigen Umrüstungen. Lassen sich diese Teile zuverlässig bearbeiten, ist die Automatisierung besser begründbar.

Eine bewusst gesetzte Grenze zur manuellen Fertigung beibehalten

Einzelne oder nicht reproduzierbare Schweißnähte können weiterhin manuell gefertigt werden, während sich wiederkehrende Nahtfamilien automatisieren lassen. Eine hybride Abgrenzung kann die Flexibilität erhalten, ohne Ausnahmefälle in ein auf Wiederholbarkeit ausgelegtes System zu zwingen.

AGR bewertet die Automatisierung bei hoher Variantenvielfalt anhand von Zeichnungen, der tatsächlichen Variantenhäufigkeit, Vorrichtungen und Prozessanforderungen. Entscheidend ist nicht allein die nominelle Roboterauslastung, sondern ob das System über das gesamte Variantenspektrum hinweg wiederholt ein Werkstück in akzeptierter Qualität fertigen kann – bei vertretbarem Umrüstaufwand.