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Roboterschweißen geht druckluftfreie Wege

| Autor/ Redakteur: Jörn Jacobs / Peter Königsreuther

Schweißroboter werden von der Automobilindustrie verwendet. Aufgrund ständig steigender Anforderungen an Leistung und Genauigkeit müssen Roboter und Schweißzangen schneller und präziser werden, was mit servoelektrischer Unterstützung klappt.

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Die Automobilindustrie nutzt Schweißroboter für die Herstellung von Chassis-Teilen. Die Anforderungen an die Fügesysteme verlangen aber stets dynamischere und sparsamere Varianten.
Die Automobilindustrie nutzt Schweißroboter für die Herstellung von Chassis-Teilen. Die Anforderungen an die Fügesysteme verlangen aber stets dynamischere und sparsamere Varianten.
(Bild: Exlar)

Zu Anfang einige Worte zu Erläuterung und zur Erinnerung in Bezug auf den in der Folge dargestellten Sachverhalt: Schweißroboter, eigentlich sollte man „Schweißzangenroboter“ sagen, nutzen meist Schweißzangen mit einem Eigengewicht von rund 60 bis 70 kg, die sich am Ende des Roboterarmes befinden und trotz der Hebelwirkung spezifische Positionen am Chassis präzise anfahren können müssen; und während der Roboter selbst durch elektrische Servomotoren angetrieben wird, betätigt man die Schweißzange traditionell über einen servopneumatischen Aktuator, der einen Pneumatikzylinder enthält.

Druckluft birgt gravierende Mängel

Aus verschiedenen Gründen wird jedoch der Ruf nach „druckluftfreier“ Produktion oder zumindest nach einer stark eingeschränkten Druckluftnutzung immer lauter. Als Primärargument geht logischerweise die mangelnde Energieeffizienz vorweg. In Studien, zum Beispiel von der Universität Kassel, wird von einem Systemwirkungsgrad von lediglich 10 % gesprochen, der sich auf den Aufwand an elektrischer Energie bezieht. Leckageminimierung und Wärmerückgewinnung helfen zwar, ändern aber an dieser Tatsache noch nicht viel. Der zentrale Verlustfaktor ergibt sich unumstößlich aus der doppelten Umwandlung von elektrischer Energie in Druckluft und wieder in mechanische Energie bei Arbeits- und Betätigungsvorgängen. In diesem Kontext wird auch der BMV zitiert, der von Einsparmöglichkeiten in Höhe von 20 bis 40 % des Energieverbrauchs für Druckluftanwendungen bis zum Jahr 2020 spricht. Um eine Vorstellung der Größenordnung zu erhalten, wird eine Zahl von 4,7 Mrd. kWh genannt.

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