Roboterschweißen

Anwendung

Was ist Roboterschweißen?

Roboterschweißen bedeutet, den Schweißbrenner (oder die Elektrode) von einem Roboterarm entlang einer programmierten Bahn zu führen — statt von Hand. Der Roboter garantiert dabei konstante Brennerpose, gleichmäßige Vorschubgeschwindigkeit und wiederholbare Nahtqualität über Tausende von Zyklen hinweg.

Der wichtigste Treiber für die Automatisierung des Schweißens ist heute nicht die Kostenersparnis, sondern der akute Schweißer-Fachkräftemangel: Ausbildungszahlen sinken seit Jahren, altersbedingte Abgänge treffen jeden zweiten Betrieb. Wer heute nicht automatisiert, riskiert morgen den Auftragsverlust wegen fehlender Kapazität.

Welche Schweißprozesse werden automatisiert?

• MIG/MAG (GMAW) — rund 70 % aller Roboter-Schweißanwendungen. Schnell, vielseitig, gut für Stahl, Aluminium, Edelstahl.
• WIG/TIG (GTAW) — für hochwertige Nähte an Edelstahl, Aluminium, Titan; typisch in Pharma, Chemie, Halbleiter, Luftfahrt.
• Plasma- und Laserstrahlschweißen — für dünne Bleche, Präzisionsanwendungen, hohe Geschwindigkeiten.
• Laser-Hybrid — Kombination Laser + MIG für tiefe Einbrandprofile bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit.
• Punkt- und Bolzenschweißen — insbesondere im Karosseriebau.

Cobot oder Industrieroboter — zwei Varianten

Für Schweißanwendungen gibt es zwei grundlegend verschiedene Zellkonzepte. Die Wahl hängt von Losgröße, Nahtlänge und Taktrate ab:

Typische Anwendungen

• Karosseriebau und Baugruppenschweißen im Automotive-Bereich
• Rahmen- und Konstruktionsschweißen im Maschinen- und Anlagenbau
• Stahlbau: Träger, Zargen, Rahmen, Behälter
• Blechverarbeitung: Gehäuse, Schränke, Schaltschrankaufbau
• Edelstahlverarbeitung für Pharma, Chemie, Lebensmittelindustrie (WIG-Nähte, hochglanzpoliert)
• Klein- und Mittelserien in Lohnfertigung — genau dort, wo Cobot-Zellen ihren größten wirtschaftlichen Vorteil ausspielen

Die NEXOS-Konfiguration

• Roboter — Cobot oder Industrieroboter je nach Variante (siehe oben).
• Schweißstromquelle — Fronius TPS/i, Lorch, EWM, Kemppi, Migatronic oder Kundenwunsch. Wir integrieren digital (Kommunikation Roboter ↔ Stromquelle via DeviceNet/EtherCAT).
• Brenner & Schlauchpaket — luft- oder wassergekühlt je nach Einsatzhäufigkeit, TCP-Kalibriervorrichtung für hohe Wiederholgenauigkeit.
• Drahtvorschub — Standardgeräte der Stromquellen-Hersteller, mit Nachfüll-Überwachung.
• NEXOS.Cube als Zellenrahmen mit integrierter NEXOS.Protec-Umhausung — Sicht- und UV-Schutz gegen Blendung, Schallschutz, Spritzerabschirmung.
• Schweißrauchabsaugung — Filterschrank direkt neben der Zelle, konform zu TRGS 528 (Schweißrauch am Arbeitsplatz).
• Schweißtisch & Fixierung — modular auf Lochplatte (16 oder 22 mm Systemraster) mit reproduzierbaren Spannern. Optional als Werkstückwender oder Rotationstisch für 2-Stationen-Betrieb.
• Optional: NEXOS.LinDrive als 7. Achse — erhöht die Reichweite bei langen Nähten oder mehreren Werkstückstationen.

Ablauf einer typischen Zelle

1. Werkstück einlegen und fixieren (Bediener oder Roboterhandling)
2. Zyklus-Start per Zwei-Hand-Bedienung oder Türverriegelung
3. Roboter fährt Startpunkt an, Stromquelle wird programmatisch eingestellt (Strom, Spannung, Vorschub je nach Nahtprogramm)
4. Lichtbogen zünden, Naht abfahren mit optionaler Nahtverfolgung
5. Nahtwechsel ohne Bedienereingriff — Programm läuft ganze Baugruppe in einer Aufspannung
6. Fertigmeldung, Absaugung nachlaufen lassen
7. Werkstück entnehmen und ablegen; bei 2-Stationen-Betrieb schwenkt der Werkstückwender direkt in Ausgangsposition

Warum sich das rechnet

Marktdaten (2026) für Roboterschweißzellen:

• Cobot-Schweißzelle: Gesamt-Investment 60.000–120.000 € (Roboter + Stromquelle + Zelle + Umhausung). Amortisation typisch 12–24 Monate bei >100 identischen Schweißungen/Woche.
• Industrieroboter-Zelle: Gesamt-Investment 150.000–300.000 €. Amortisation 1,5–3 Jahre im Serienbetrieb.
• Produktivität: Roboterschweißen ist typisch 4–8× schneller als manuelles Schweißen bei gleichzeitig konstanter Qualität.
• Nahtqualität: Defektrate typisch <0,1 % beim Roboter vs. 3–5 % im manuellen Betrieb.
• Schweißer-Fachkräftemangel: Die Amortisation über Personalkostenersparnis ist die halbe Wahrheit — die andere Hälfte ist die schlichte Verfügbarkeit. Wer keinen Schweißer findet, kann den Auftrag ohne Roboter nicht ausführen.

Skalierbarkeit

• Stufe 1 — Einzelne Cobot-Zelle: Cobot + fester Schweißtisch. Klassischer Einstieg mit hoher Flexibilität.
• Stufe 2 — 2-Stationen-Betrieb: Werkstückwender oder Rotationstisch — während der Roboter Station A schweißt, wird Station B bestückt. Zellauslastung nahe 100 %.
• Stufe 3 — LinDrive als 7. Achse: Cobot auf externer Linearachse, Bedienung mehrerer benachbarter Stationen oder sehr langer Nähte.
• Stufe 4 — Industrieroboter-Serienzelle: Beim Umstieg auf Serie mit >500 identischen Baugruppen/Tag empfiehlt sich ein Industrieroboter mit fest programmierten Zyklen.
• Stufe 5 — Vernetzte Fertigung: Anbindung an NEXOS.DSP für Schweißdaten-Erfassung, Qualitätsdokumentation nach ISO 3834, Bogenzeit-OEE.

Erweiterungsoptionen

• Nahtverfolgung — optische Kamera oder Lichtbogensensor für automatische Bahn-Korrektur bei Bauteil-Toleranzen (Verzug, Passung)
• Sichtprüfung nach dem Schweißen — Kamera prüft Naht auf Poren, Riefen, Einbrand
• Automatisches Brennerreinigen — Reinigungsstation zur Entfernung von Schweißspritzern, verlängert Standzeit
• Werkstückzuführung — statt manuellem Einlegen ein zweiter Cobot oder Zuführmagazin
• Digitaler Zwilling über NEXOS.XR — virtuelle Programmierung neuer Bauteile, Kollisionsprüfung, Bediener-Schulung

Wichtige Auslegungsparameter

Was wir für die Auslegung von dir brauchen:

• Schweißverfahren (MIG, MAG, WIG, Punkt, Laser)
• Werkstoff (unlegierter Stahl, Edelstahl, Aluminium, ...)
• Blechdicke — bestimmt Stromquellen-Leistung und Brennerkühlung
• Nahtlängen und typische Nahtformen (Kehl-, Stumpfnaht, 3D-Bahnen)
• Werkstückgröße und -gewicht — bestimmt Zellengröße, Roboter-Reichweite, Werkstückhandling
• Losgröße pro Auftrag und Anzahl unterschiedlicher Werkstückvarianten
• Qualitäts-Anforderungen (Sichtprüfung, Röntgen, Zug-/Biegeprobe, ISO 3834-Klassifizierung)

Sicherheit — was beim Schweißen extra dazu kommt

Beim Schweißen ist die Sicherheitsbetrachtung anders als bei Handling-Anwendungen:

• UV-Strahlung — geschlossene Zelle mit Sichtschutz gegen Blendung anderer Arbeiter in der Halle
• Schweißrauch — Absaugung nach TRGS 528, gefiltert und ggf. abgeführt nach draußen
• Spritzer — Wände und Boden der Zelle spritzerbeständig ausgeführt
• Brandgefahr — Feuerlöscheinrichtung in der Nähe, ggf. Brandmelder in der Zelle
• Kollaborativer Betrieb ist beim Schweißen nur eingeschränkt möglich — der Cobot ist mechanisch sicher, aber Lichtbogen und Spritzer machen eine Schutzumhausung praktisch immer notwendig