Sicheres Mehrlagenschweißen mit Industrierobotern

Mit dem Forschungsprojekt SIMMI – Sicheres Mehrlagenschweißen mit Industrierobotern – bündeln die ATA Anlagentechnik Aschersleben GmbH, die Polarith GmbH und das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF ihre Kompetenzen. Ziel des Verbundprojekts ist es, die Prozess- und Arbeitssicherheit beim automatisierten Schweißen großer und komplexer Stahlbauteile entscheidend zu verbessern. Somit wird der Robotereinsatz in einem Bereich vorangebracht, der bisher nur eingeschränkt automatisiert werden konnte.

Das Schweißen zählt zu den zentralen Anwendungen von Industrierobotern. Während Punktschweißungen und einfache Lagen in standardisierten Arbeitsumgebungen längst etabliert sind, stößt der Robotereinsatz beim Mehrlagenschweißen großer Stahlstrukturen bislang an Grenzen. Das liegt zum einen am hohen Risiko von Schweißfehlern, die während des Prozesses nicht rechtzeitig erkannt werden können, und zum anderen an aufwendigen Sicherheitsmaßnahmen. Große Bauteile müssen heute weiträumig abgesperrt werden, um den Roboterbetrieb abzusichern. Dies führt zu langen Rüstzeiten und verhindert, dass Mensch und Maschine parallel am gleichen Bauteil arbeiten können.

Neue Technologien für mehr Sicherheit und Qualität

Im Projekt SIMMI werden deshalb zwei wesentliche technologische Ansätze verfolgt. Zum einen soll eine intelligente Prozessüberwachung mit einem neuartigen Sensor- und Regelungssystem dafür sorgen, dass relevante Schweißparameter permanent überwacht, mit Sollwerten abgeglichen und automatisch korrigiert werden. Damit lassen sich Schweißfehler vermeiden, die bislang erst nachträglich entdeckt und mit erheblichem Aufwand behoben werden mussten. Zum anderen erforschen die Projektpartner ein Verfahren zur ortsflexiblen Absicherung des Roboterarbeitsraums. Künftig soll nicht mehr die gesamte Halle oder das komplette Bauteil abgesperrt werden müssen, sondern nur der Bereich, in dem der Roboter tatsächlich arbeitet. Dies erhöht die Flexibilität beim Einsatz des Roboters, verkürzt Rüstzeiten und ermöglicht ein sicheres paralleles Arbeiten von Werker und Maschine.

Gesundheitsschutz und Fachkräftesicherung

Neben der Verbesserung von Qualität und Effizienz spielt auch der Gesundheitsschutz eine zentrale Rolle. Beim Schweißen großer Bauteile entstehen erhebliche Mengen gesundheitsschädlicher Gase und Dämpfe, die die Arbeit belasten und Schutzmaßnahmen erforderlich machen. Eine kontinuierliche Regelung und die Optimierung des Schweißprozesses sollen die Emission dieser Stoffe verringern. Damit trägt das Projekt zu einer sichereren Produktion bei und verbessert zudem die Arbeitsbedingungen für die Beschäftigten. Zugleich erhöht der verstärkte Einsatz von Robotern die Attraktivität des Schweißerberufs, da körperlich belastende Tätigkeiten reduziert werden.

Das Projekt SIMMI ist am 01.01.2025 gestartet und läuft bis 30.06.2027. Es wird gefördert von der Europäischen Union und dem Land Sachsen-Anhalt.

(Quelle: Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und –automatisierung IFF)