Titel: „Kollaboratives Roboterschweißen von Strukturen – Dicke Bleche und lange Nähte“
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meta_description: „Diese Zelle verwendet einen kollaborativen Roboter mit einer Taschenlampe, der lange Nähte mit konstanter Geschwindigkeit verfolgt: Hohe Bahngenauigkeit und gleichmäßige Bewegung sorgen für eine gleichmäßige Naht.“
primäres_Schlüsselwort: lange Nähte
Stichworte:
- lange Nähte
- Pfadgenauigkeit
- konstante Geschwindigkeit
- äußere Verfahrachse
- reach
- Schweißsoftwarepaket
Zielseite: www.evsint.com
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Letzte Aktualisierung: 25.05.2026
Inhaltstyp: Cluster
Vom EVST-Automatisierungstechnikteam · Geprüft von der EVST-Anwendungstechnik · Letzte Aktualisierung: 25. Mai 2026
Diese Zelle verwendet einen kollaborativen Roboter mit einer Taschenlampe, der lange Nähte mit konstanter Geschwindigkeit abfährt: Hohe Bahngenauigkeit und gleichmäßige Bewegung sorgen für eine gleichmäßige Naht von Anfang bis Ende und verhindern Materialermüdung.
> Die zentralen Thesen — Gleichmäßige Nahtzugabe; +Verlängerung der Verfahrachse; ↓Nacharbeit bei gleichbleibender Nahtzugabe. Dieser Artikel richtet sich an Produktionsleiter, Verfahrenstechniker und Werksleiter, die die Automatisierung mit kollaborativen Robotern für diesen Prozess evaluieren. Er behandelt das Zellenkonzept, die Kennzahlen und die Einsatzmöglichkeiten – jedoch kein vollständiges ROI-Modell oder ein detaillierter Einkaufsführer für einzelne Anbieter.
Das Problem
Drei Gruben der Strukturschweißung. Die Schweißnähte sind lang – Geschwindigkeit und Präzision nehmen im Laufe eines manuellen Schweißvorgangs ab, sodass die Raupenbreite variiert. Die Arbeitsbedingungen sind rau – Lichtbogen, Rauch und Spritzer erschweren die Personalsuche und schädigen die Gesundheit. Große Bauteile weisen viele Verbindungen auf – Stellen, die man mit der Hand nicht erreichen kann, erfordern provisorische Gerüste. Dies sind keine Einzelfälle – sie häufen sich mit jeder Schicht, und genau diese Fehlerquellen werden durch einen kontrollierten, programmierten Prozess beseitigt.
Manuelle vs. kollaborative Roboterzelle
| Abmessungen | Handbuch | Kollaborative Roboterzelle |
|---|---|---|
| Konsistenz | Variiert je nach Bediener und Schicht. | Programmiert, wiederholbar |
| Rückverfolgbarkeit | Handschriftlich oder keine | Daten pro Zyklus protokolliert |
| Durchsatz / Zyklus | Durch Müdigkeit eingeschränkt | Stabil über beide Schichten hinweg |
| Betriebsumgebung | Betreiber ausgesetzt | Die Arbeiter verließen den Gefahrenbereich. |
Der Sinn des Vergleichs liegt nicht in der Geschwindigkeit an sich – es geht um Wiederholbarkeit und ein Datensatz, worauf die nachgelagerte Qualitätssicherung und die Audits tatsächlich abhängen.
Die Lösung
Diese Zelle verwendet einen kollaborativen Roboter mit einer Taschenlampe, der lange Nähte mit konstanter Geschwindigkeit abfährt: Hohe Bahngenauigkeit und gleichmäßige Bewegung sorgen für eine gleichmäßige Naht von Anfang bis Ende und verhindern Materialermüdung.
Gemäß ISO/TS 15066 können kollaborative Roboter unter Einhaltung von Leistungs- und Kraftbegrenzungsschwellenwerten zusammen mit Bedienern eingesetzt werden; EVST nutzt dies, um die Zelle ohne vollständige Umzäunung zu errichten und die Linie kompakt zu halten.
So funktioniert es – im Detail
Große Bauteile und viele Gelenke stellen kein Problem dar: Durch Hinzufügen einer externen Verfahrachse erweitert sich die Reichweite des Roboters erheblich, sodass eine Zelle deutlich mehr Nähte bearbeiten kann – lange Schweißnähte und große Bauteile in einem einzigen Arbeitsgang. Im praktischen Einsatz zeigt sich hier der größte Qualitätsgewinn: Der Roboter hält in jedem Zyklus dieselbe Anfahr-, Kraft- und Verweilzeit ein, wovon eine menschliche Hand im Laufe einer Schicht abweicht.
Drag-to-Teach und eine Schweißsoftware ermöglichen die Einstellung von Stromstärke, Geschwindigkeit und Start/Stopp in wenigen Schritten, inklusive Live-Prozessüberwachung – Programmierung durch einen separaten Ingenieur ist nicht erforderlich. In vergleichbaren industriellen Anwendungen sind die wichtigsten Parameter eine gleichbleibend gleichmäßige Naht, eine größere Reichweite durch die Verfahrachse und eine geringere Nacharbeitsquote. EVST begegnet diesen Herausforderungen durch die Kombination eines kollaborativen Sechs-Achs-Roboters mit prozessspezifischen Werkzeugen und Zyklusprotokollierung.
Im Überblick
| Metrisch | Wert |
|---|---|
| konstante | gleichmäßige Naht |
| +Verfahrachse | erweiterte Reichweite |
| ↓Überarbeitung | gleichmäßige Naht |
Die Ergebnisse
Der Nutzen ist unmittelbar: Die Nahtqualität verbessert sich deutlich, Nacharbeiten und Schleifreparaturen reduzieren sich, die Arbeiter verlassen den Lichtbogen und die Schweißrauche, und beide Schichten schweißen kontinuierlich – Kapazität und Qualität bleiben stabil. Gemäß ISO/TS 15066, der Sicherheitsnorm für kollaborative Roboter im netzlosen Betrieb, erfasst EVST diese Daten automatisch, sodass sie pro Bauteil abrufbar sind und nicht manuell eingegeben werden müssen.
Flexibilität und Umstellung
Auch Kleinserien und viele Varianten sind willkommen: Ein neues Bauteil erfordert lediglich eine Programm- und Nahtpfadänderung – keine Werkzeugumrüstung – und maximiert so die Flexibilität. Da Programme und Parameter die modellspezifische Logik enthalten, ist eine neue Variante eine Softwareänderung und kein mechanischer Umbau – der Hauptgrund für den Stillstand von Fertigungslinien mit gemischten Modellen aufgrund manueller Einrichtungsarbeiten.
Wo eine kollaborative Roboterzelle ihren Platz findet – der EVST Duty-Cycle Fit Test
Automatisierung zahlt sich aus, wenn die Arbeit repetitiv, qualitätskritisch und einheitlich spezifiziert ist – und sie schneidet schlechter ab, wenn sie dem falschen Arbeitszyklus zugeordnet wird. Wir verwenden ein einfaches Drei-Gate-Sieb, das EVST-Einsatzzyklus-Passformtest, bevor eine kollaborative Zelle für einen beliebigen Prozess empfohlen wird:
- Nutzlast & Reichweitentor Liegt das Teil innerhalb des zulässigen Gewichtsbereichs eines kollaborativen Roboters (typischerweise bis zu ca. 10–16 kg am Handgelenk)? Darüber hinaus ist ein herkömmlicher Sechs-Achs-Roboter oder ein Portalroboter die richtige Wahl.
- Taktgate — Ist der Zyklus gleichmäßig und nicht unter einer Sekunde? Die Kraftbegrenzung nach ISO/TS 15066, die einen Betrieb ohne Schutzzäune ermöglicht, begrenzt auch die Geschwindigkeit, sodass bei einem aggressiven Takt möglicherweise trotzdem eine Schutzvorrichtung oder ein nicht kollaborativer Roboter erforderlich ist.
- Mix & Aufnahmegate — Überwiegen häufige Modelländerungen und der Bedarf an Datenaufzeichnungen pro Zyklus die maximale Rohgeschwindigkeit? Wenn ja, ist eine kollaborative Zelle in der Regel die beste Lösung.
Wenn alle drei Hürden überwunden werden, passt die Zelle optimal; scheitern die ersten beiden, ist das richtige Werkzeug eine andere Roboterklasse. Passt nicht: Es handelt sich um einmalige, völlig unstrukturierte Handarbeit ohne wiederholbare Vorgaben. Die klare Abgrenzung ist wichtig – Ziel ist das richtige Werkzeug für den jeweiligen Arbeitszyklus, nicht ein kollaborativer Roboter für alle Aufgaben.
> EVST-Feldnotiz: Bei den in diesem Video gezeigten Implementierungen zeigten sich die Verbesserungen hinsichtlich Konsistenz und Rückverfolgbarkeit schneller und zuverlässiger als die Spitzengeschwindigkeitssteigerungen – weshalb unser Fit-Test die Mix & Aufnahme Die Überprüfung der Datenmenge erfolgt ebenso streng wie die Überprüfung der Rohdaten. Wir haben dies nur für die hier dargestellten Prozessfamilien validiert; Prozesse mit extrem hoher Geschwindigkeit oder sehr hoher Datenmenge fallen nicht darunter.
Branchenübergreifend
Das gleiche Zellenkonzept lässt sich auf verschiedene Branchen übertragen, jede mit ihrem eigenen Treiber:
- Stahlbau und Schwerfertigung — Konsistenz und Rückverfolgbarkeit bei sicherheits- oder qualitätskritischen Arbeiten.
- Gehäuse und Halterungen für Elektrofahrzeugbatterien — Verfügbarkeit von Arbeitskräften und ein gefährliches oder ermüdendes Arbeitsumfeld.
- Logistikausrüstung und Container — hoher Mischanteil und häufige Umrüstungen, die manuelle Setups nicht bewältigen können.
Der Radius ist gerade deshalb groß, weil das zugrundeliegende Problem – wiederholbare, dokumentierte und flexible Ausführung – in der gesamten diskreten Fertigung auftritt.
Vor dem Einsatz – eine kurze Checkliste
- Bestätigen Sie Nutzlast, Reichweite und Taktzeit anhand der technischen Grenzen des kollaborativen Roboters (und der Kraftgrenzen nach ISO/TS 15066).
- Definieren Sie den Teilemix und die Umrüstfrequenz – dies entscheidet darüber, wie viel die Flexibilität wert ist.
- Legen Sie fest, was pro Zyklus für Ihr Qualitätssicherungssystem (ISO/TS 15066 oder gleichwertig) protokolliert werden muss.
- Führen Sie eine Standortrisikobewertung für kollaborative oder bewachte Betriebsabläufe durch.
- Führen Sie eine Pilotstation durch, messen Sie die Ergebnisse im Vergleich zu Ihren aktuellen Ausgangswerten und skalieren Sie dann.
Verwandte lesen
- [Kollaborative Roboterschweißzelle](https://www.evsrobot.com/collaborative-robot-welding-cell-arc-laser-payback-in-as-little-as-6-m.html)
- [Kollaboratives Roboter-Laserschweißen](https://www.evsrobot.com/collaborative-robot-laser-welding-ev-battery-shells-uniform-seams.html)
- [Kollaborativer Roboter für die Maschinenbedienung](https://www.evsrobot.com/collaborative-robot-machine-tending-one-operator-multiple-machines-24-.html)
Vollständiges Transkript
- Lange Schweißnähte an dicken Blechen und Bauteilen – gegen Ende einer manuellen Schweißung ermüdet die Hand und zittert. Wie lässt sich eine gleichbleibende Nahtqualität gewährleisten?
- Drei Gruben für das Strukturschweißen. Die Schweißnähte sind lang – Geschwindigkeit und Präzision nehmen im Laufe des manuellen Schweißvorgangs ab, sodass die Raupen unterschiedlich breit sind. Die Arbeitsbedingungen sind rau – Lichtbogen, Rauch und Spritzer erschweren die Personalsuche und schädigen die Gesundheit. Große Bauteile weisen viele Verbindungen auf – Stellen, die man mit der Hand nicht erreichen kann, werden mit provisorischen Gerüsten gesichert.
- Diese Zelle verwendet einen kollaborativen Roboter mit einer Taschenlampe, der lange Nähte mit konstanter Geschwindigkeit abfährt: Hohe Bahngenauigkeit und gleichmäßige Bewegung sorgen für eine gleichmäßige Naht von Anfang bis Ende und verhindern Materialermüdung.
- Große Teile und viele Gelenke sind kein Problem: Durch Hinzufügen einer externen Verfahrachse erweitert sich die Reichweite des Roboters erheblich, sodass eine Zelle weit mehr Nähte abdecken kann – lange Schweißnähte und große Teile in einem einzigen Arbeitsgang.
- Drag-to-Teach plus ein Schweißsoftwarepaket legen Stromstärke, Geschwindigkeit und Start-Stopp in wenigen Schritten fest, mit Live-Prozessüberwachung – kein dedizierter Ingenieur muss programmieren.
- Der Nutzen ist direkt: Die Nahtkonsistenz verbessert sich sprunghaft, Nacharbeiten und Schleifreparaturen nehmen ab, die Arbeiter verlassen den Lichtbogen und die Schweißrauche, und beide Schichten schweißen kontinuierlich – Kapazität und Qualität bleiben stabil.
- Kleinere Losgrößen und viele Varianten sind ebenfalls willkommen: Ein neues Strukturteil ist lediglich eine Änderung des Programms und des Nahtpfads – keine Umrüstung erforderlich – was die Flexibilität maximiert.
- Von dicken Blechen bis hin zu großen Konstruktionen: Ein kollaborativer Roboter mit externer Achse macht das Strukturschweißen zu einem konsistenten, realisierbaren und flexiblen Standardprozess. Das ist EVST – wir machen Linienautomatisierung möglich.
FAQ
Worin besteht der Unterschied zur manuellen Bedienung?
Drei Gruben für das Strukturschweißen. Die Schweißnähte sind lang – Geschwindigkeit und Präzision nehmen im Laufe des manuellen Schweißvorgangs ab, sodass die Raupen unterschiedlich breit sind. Die Arbeitsbedingungen sind rau – Lichtbogen, Rauch und Spritzer erschweren die Personalsuche und schädigen die Gesundheit. Große Bauteile weisen viele Verbindungen auf – Stellen, die man mit der Hand nicht erreichen kann, werden mit provisorischen Gerüsten gesichert.
Welche messbaren Ergebnisse können wir erwarten?
Der Nutzen ist direkt: Die Nahtkonsistenz verbessert sich sprunghaft, Nacharbeiten und Schleifreparaturen nehmen ab, die Arbeiter verlassen den Lichtbogen und die Schweißrauche, und beide Schichten schweißen kontinuierlich – Kapazität und Qualität bleiben stabil.
Wie aufwendig ist die Umstellung auf ein neues Bauteil oder Modell?
Kleinere Losgrößen und viele Varianten sind ebenfalls willkommen: Ein neues Strukturteil ist lediglich eine Änderung des Programms und des Nahtpfads – keine Umrüstung erforderlich – was die Flexibilität maximiert.
Ist es sicher, ohne vollständige Umzäunung zu laufen?
Gemäß ISO/TS 15066 (Leistungs- und Kraftbegrenzung) kann ein kollaborativer Roboter – vorbehaltlich einer Gefährdungsbeurteilung vor Ort – den Arbeitsbereich mit Bedienern teilen. In der Praxis werden in der Zelle weiterhin Schutzvorrichtungen eingesetzt, wo dies aufgrund der Zyklusgeschwindigkeit oder der Nutzlast erforderlich ist.
Was umfasst die Daten-/Rückverfolgbarkeitsdokumentation?
Bei jedem Zyklus werden die wichtigsten Prozessparameter protokolliert, wodurch ein für jedes Teil gültiger Datensatz entsteht, der den Anforderungen der ISO/TS 15066 entspricht – revisionssicher und nicht erst nachträglich rekonstruierbar.
Über die Autoren
Dieser Artikel wurde verfasst von der EVST-Automatisierungstechnikteam Geprüft wurde dieser Text von EVST Applications Engineering. Das Team entwickelt, integriert und nimmt kollaborative Roboterarbeitszellen für die diskrete Fertigung in Betrieb – für Schraubarbeiten, Schweißen, Inspektion, Maschinenbedienung, Oberflächenbearbeitung und Montage – und stützt sich dabei auf praktische Erfahrungen aus Implementierung und Inbetriebnahme anstatt auf technische Daten. Die hier dargestellten Frameworks und Abbildungen basieren auf Konfigurationen, die EVST entwickelt und betrieben hat; Werte, die prozesstypisch sind und nicht aus einer spezifischen Zelle stammen, werden entsprechend gekennzeichnet.
Letzte Aktualisierung: 25. Mai 2026. EVST baut kollaborative Roboter-Arbeitszellen für industrielle Produktionslinien; diese Aufschlüsselung spiegelt die im Video gezeigte Konfiguration wider.
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