Moderne Schweißroboter schließen die Schweißer-Lücke in der Kleinserienfertigung

Robotik & Markteinblicke

Neue Schweißroboter helfen, den Arbeiterengpass in der niedervolumigen Fertigung zu schließen

Fertiger, die Schweißer suchen, entdecken, dass Schweißroboter dramatisch einfacher und erschwinglicher zu implementieren geworden sind – was Automatisierungschancen eröffnet, die vor wenigen Jahren nicht existierten, laut Branchenexperten.

Schweißroboter werden seit Jahrzehnten eingesetzt, hauptsächlich bekannt für ihre Fähigkeit, einfache, repetitive Hochvolumenschweißnähte mit minimalen Variationen zu automatisieren.

Heute sehen Fertiger eine ganz neue Bandbreite bisher unbekannter Schweißautomatisierungsmöglichkeiten, so Branchenexperten:

„Wir sehen regelmäßig eine enorme Menge an Schweißarbeit, die vor wenigen Jahren nicht automatisierbar gewesen wäre, jetzt aber viel einfacher und erschwinglicher ist“, sagt Mikkel Viager, Principal Advisor bei HowToRobot – einer führenden herstellerunabhängigen Beratungs- und Beschaffungsplattform für Automatisierung.

„Schweißroboter sind jetzt sogar für Fertiger mit begrenzter Automatisierungserfahrung zugänglich und bieten oft gute Renditen bei niedrigeren Volumina und größeren Variationen als zuvor. Das hat ein ganz neues Set an Chancen eröffnet, die viele gerade erst zu realisieren beginnen.“

Schweißautomatisierung als Antwort auf Fachkräftemangel

Die Automatisierungschancen entstehen zu einem Zeitpunkt der Not, da die Re-Shoring-Welle in der US-Fertigung an Dynamik gewinnt, aber massiv durch Arbeitskräftemangel herausgefordert wird.

Bis 2029 werden 320.500 neue Schweißer benötigt, um die erwartete Lücke aus Branchenwachstum und Abgang (inkl. Ruhestand) aktueller Schweißprofis zu füllen – so die American Welding Society (AWS). Das ist ein Zuwachs von 42 % zur aktuellen Belegschaft in nur vier Jahren. Viele Fertiger spüren die Auswirkungen bereits:

„Ich höre von vielen Firmen, dass sie nicht auf Aufträge bieten können und potenzielle Arbeit ablehnen müssen, weil ihnen die Arbeitskräfte fehlen, um die Nachfrage zu decken“, sagt Monica Pfarr, Executive Director der AWS Foundation.

Zudem treiben Arbeitskräftemangel die Nachfrage nach Schweißern und die Lohnkosten für Arbeitgeber in die Höhe. Stundensätze in der Metallfertigung stiegen 42 % im letzten Jahrzehnt (US Bureau of Labor Statistics). Automatisierung wird somit zur wachsenden Notwendigkeit.

„Wir sehen deutlich mehr Interesse an Automatisierung und Robotik von Firmen, die erkunden wollen, wie sie es in ihrer eigenen Anlage anwenden können, um es neben ihren Schweißern einzusetzen und Produktionsherausforderungen zu lösen“, sagt Pfarr.

Mehr Einsatzfälle für Schweißroboter

Eines der Dinge, die Unternehmen von Investitionen in Schweißroboter abhielt, war, dass sie bis vor Kurzem relativ schwierig einzurichten und zu programmieren waren.

Das hat sich geändert: Viele Schweißroboterlösungen existieren heute, die ohne Programmierkenntnisse konfigurierbar sind. Stattdessen „lehrt“ der Schweißer dem Roboter, was zu tun ist, indem er ihn physisch durch den Schweißpfad führt – so Mikkel Viager.

„Roboter durch Demonstration statt Programmierung zu lehren, macht es jedem leichter, einzusteigen, und viel schneller, die Lösung einzurichten oder zu ändern. Das macht Automatisierung in kleineren Losgrößen und mit mehr Variationen erschwinglicher.“

Während Wechsel früher oft viel manuelles Feintuning und Programmierung erforderten, um Vorrichtungspositionen und Abweichungen zu berücksichtigen, justieren viele Lösungen heute automatisch ohne Eingriff. Durch Vision und andere fortschrittliche Sensortechnologien sowie Machine Learning können Schweißroboter ihren Startpunkt und die laufende Position anpassen, um Abweichungen zu kompensieren, die normalerweise zu fehlerhaften Schweißnähten führen würden.

„Mit adaptiven Sensorfähigkeiten haben Schweißroboter generell sehr konsistente Schweißqualität, niedrigere Fehlerquoten und sind letztlich viel einfacher an wechselnde Produktionsumstände anzupassen“, sagt Viager.

Zusätzlich zu den technischen Fortschritten sind Schweißroboter deutlich erschwinglicher geworden. Viele Lösungen, die einst viel Custom Engineering erforderten, sind jetzt als standardisierte Turnkey-Lösungen verfügbar – was Kosten senkt. Die Anzahl an Lösungen und Use Cases expandiert rasant, so Viager.

Wissenslücken verursachen Zögern

Während der Use Case für Schweißroboter expandiert, werden viele Fertiger noch durch begrenztes Marktwissen zurückgehalten.

„Wir hören von vielen, dass es herausfordernd ist, einen Marktüberblick zu behalten und mit der Technologieentwicklung Schritt zu halten“, sagt Søren Peters, Co-CEO von HowToRobot, der Unternehmen unabhängig mit passenden Technologieanbietern matcht.

„Viele sind unsicher, welche Technologie ihr Problem am besten löst und was es sie wirklich kostet – und das erzeugt oft Zögern.“

Die USA beherbergen über 1.700 Roboter- und Automatisierungsanbieter, darunter 350+ Integratoren spezialisiert auf Schweißen, laut HowToRobots Lieferantendaten. Das schafft sowohl riesige Chancen als auch Beratungsbedarf bei der Beschaffung, so Peters.

„ Wir sprechen oft mit Herstellern, die mehr als ein Jahr für die richtige Schweißlösung, Preisverifikation etc. aufwenden. Das ist Zeit, die viele lieber in ihren Betrieb investieren.“

Durch Arbeit mit Fertigern und anderen Herstellern fand HowToRobot: Ein strukturierter Beschaffungsprozess, der vergleichbare Budgetangebote von Lieferanten facilitiert, kann den Prozess der Automatisierungslösungssuche drastisch beschleunigen – oft von mehreren Monaten auf wenige Wochen.

„Es geht oft darum, die richtigen Erwartungen zu setzen und Automatisierungsbedarfe so zu definieren, dass sie den Sweet Spot im Markt treffen. Wenn Unternehmen Hilfe dabei bekommen und strukturiert Antworten von Lieferanten erhalten, nimmt das viel Raterei aus der Automatisierung – und hilft, sie schneller Realität werden zu lassen.“