DVS_Bericht_376_LP

entscheidenden Einfluss auf die spätere wirtschaftlich sinnvolle Fertigung eines Bauteiles oder einer Baugruppe [3].
Die ersten physischen Fertigungsschritte in der Prozesskette Schneiden und Biegen haben bereits ein sehr hohes
Maß an Automatisierung erreicht. Hier gehört der Einsatz von Offlineprogrammierung ebenso zum Standard der
Maschinen wie ein automatisierter Werkzeugwechsel. Die Auslastung der Maschinen ist durch die Automatisierung
transparent, wodurch die Produktivität der Maschinen auch bei hoher Teilevielfalt verbessert werden kann. Der Blick
in zahlreiche Fertigungen zeigt aber, dass die Schweißereien dieser Entwicklung hin zur Automatisierung und Vernetzung
bisher nicht schritthalten konnten [4]. Das Schweißen ist nach wie vor häufig ein manueller Arbeitsschritt.
2 Herausforderungen beim Schweißen
Es lohnt sich einen Blick auf die manuellen Schweißarbeitsplätze zu werfen, um zu verstehen, warum die Automatisierung
beim Schweißen hinter den Fertigungsschritten Schneiden und Biegen zurückliegt. Ein erfahrener Handschweißer
erfasst die Anforderungen aus einer Schweißzeichnung oder Schweißanweisung, kann dabei flexibel auf
kleine Veränderungen reagieren und gleicht im Prozess gekonnt kleinere Toleranzen aus. Erst wenn die Fertigungstoleranzen
nicht mehr schweißbar sind, wird Qualitätsdruck auf die vorher ausgeführten Prozessschritte ausgeübt.
Bei automatisierten Schweißprozessen muss jede Technologie in der Prozesskette eine konstante Qualität gewährleisten
[5].
Dazu kommt, dass gerade bei kleinen Losgrößen und Stückzahlen die Kosten für eine präzise Spannvorrichtung als
nicht wirtschaftlich betrachtet werden. Bei manuellen Handschweißarbeitsplätzen kann es dem Schweißer überlassen
werden, eine Fixierung aus flexiblen Stecksystemen zu erstellen. Diese Vorteile des manuellen Schweißens
gehen aber damit einher, dass der Schweißer in ergonomisch schwierigen Lagen, oft bei ungünstigen Lichtverhältnissen
und im Umfeld des gesundheitsschädlichen Schweißrauchs arbeiten muss [6]. Die Qualität der Schweißergebnisse
unterliegt in der Folge Schwankungen. Eine Erfassung von Daten über Durchlaufzeiten und Fertigungszeiten
von Bauteilen oder Baugruppen ist kaum möglich, wodurch es an Transparenz für die Fertigungsteuerung und
Kalkulation fehlt. Der größte Treiber für die Automatisierung ist jedoch nicht die fehlende Transparenz, sondern der
Mangel an fähigen und gut ausgebildeten Schweißern auf dem europäischen Fachkräftemarkt [7]. Bereits 2008 gaben
dreiviertel einer Gruppe vom Fachverband DVS befragter Unternehmen an, dass Schweißer die am meist gesuchten
Fachkräfte darstellen. [8].
3 Kostenvorteil der Schweißautomatisierung mit Robotern
Der Fachkräftemangel ist nicht der einzige Grund, warum Unternehmen in die Automatisierung investieren sollten.
Um in Europa wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen die Kosten ihrer Fertigung kennen und auf unwirtschaftliche
Fertigungsprozesse reagieren. Die Analyse von sechs Musterteilen (Bild 2) aus der flexiblen Blechfertigung
zeigt, dass die anfallenden Aufwände und damit resultierenden Kosten bei manuellem Schweißen das
größte Einsparpotential bieten.
Bild 2. Musterbauteile der flexiblen Blechfertigung.
Die folgenden Werte bilden den Durchschnittswert über die sechs Musterteile. Der Anteil der Materialkosten beträgt
bei dieser Analyse 16 % der Produktionskosten. Die Fertigungsschritte Schneiden und Biegen erreichen zusammen
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