Im Jahr 2010 sind weltweit mehr als 100.000 Roboter verkauft worden. In den ersten neun Monaten 2010 verdoppelten sich die Verkäufe von Industrierobotern gegenüber dem extrem schwachen Vorjahreszeitraum. Es ist zu spüren, dass nach dem sehr niedrigen Investitionsniveau während der globalen Wirtschaftskrise ein großer Bedarf für Robotik und Automation herrscht. Hauptsächlich die Automobilhersteller und die Elektronikindustrie stehen hinter dieser gewaltigen Erholung. Auch die Metallindustrie und die Autoteilzulieferer haben ihre Roboterinvestitionen wieder erhöht.
Der Aufschwung ist auch in der Laserbranche deutlich zu spüren, die während der Krise mit einem Rückgang der Verkaufszahlen von etwa 40 Prozent zurechtkommen musste. Flexible Roboterapplikationen, die mit Lasertechnologie ausgestattet sind, erfreuen sich einer großen Nachfrage. Diese positive Entwicklung hat mehrere Gründe:

– Die wachsende Akzeptanz der Lasertechnik in Sektoren wie Automobilbau, Schienenfahrzeugbau und allgemeinen Märkten hat die Anlagenbauer dazu veranlasst, innovative und sehr kundenorientierte Zellenlösungen zu entwickeln.
– Der technische Fortschritt hat dazu geführt, dass sowohl die hochbrillanten Laser, als auch die direkten Diodenlaser, die sich im Schweiß-Löt-Segment durchsetzen, wesentlich günstiger geworden sind.
– Darüber hinaus eröffnet die zunehmende Bahngenauigkeit der Roboter weitere Applikationsfelder wie zum Beispiel das Laserschneiden oder das Remote-Schweißen.
Während noch im Jahre 2002 in der Robotik mit einer Bahnwiederholgenauigkeit von einem Millimeter geplant wurde, spricht man jetzt von einer Spezifikation von 0,16mm. Durch diese immens verbesserten Bahngenauigkeiten liefert die Robotik die von vielen Kunden gewünschte Ergänzung zur CNC-Maschine. Für den Anwender, der beim Laserschneiden die extrem hohe Genauigkeit einer CNC Maschine nicht braucht, ist die Roboterapplikation die ideale Alternative. „Der Roboter bedeutet einen deutlich geringeren Invest, bringt aber für viele Kunden ausreichend große Genauigkeit und zusätzlich die große Flexibilität mit“, erläutert Jens Huberti, Kundenprojektleiter bei KUKA Systems. „Wir verdrängen keine CNC-Maschinen, erschließen mit dem Roboter aber einen größeren Kundenkreis aus allen Branchen.“

High Accuracy Roboter von KUKA speziell für Laseranwendungen
KUKA hat ein Produktportfolio für hochgenaue Bahnprozesse entwickelt, das den Automobilsektor ebenso anspricht wie die General Industrie und den TIER 1 Bereich. „Wir haben Lösungen für alle“, bringt es Siegfried Heissler, Laserexperte bei KUKA Systems, auf den Punkt. Für hochpräzise Anforderungen konzipiert, eignen sich Roboter aus der High Accuracy Baureihe von KUKA insbesondere für Laseranwendungen. Diese Roboter zeichnen sich besonders durch ihre hohen Geschwindigkeiten in den Handachsen aus. Spezielle Getriebe mit hohen Korrekturgeschwindigkeiten sorgen für beste Prozessergebnisse und Punktwiederholgenauigkeiten von +-0,05mm. Um praxisnahe Applikationsversuche durchzuführen, hat das KUKA Headquarter in Augsburg und die Niederlassung KUKA Systems in Sterling Heights, Michigan, USA je ein eigenes Laserlabor eingerichtet. „Hier können wir in realistischer Prozessumgebung Kundenteile für den Laserprozess qualifizieren“, erklärt Siegfried Heissler.

Die Automobilindustrie in den USA investiert zunehmend in Laserapplikationen. „Die Automobilisten auf dem amerikanischen Kontinent haben die Marktentwicklung in Europa vorsichtig beobachtet und steigen jetzt erst in die Laserapplikationen ein, die in Europa schon etabliert sind“, erläutert Peter Gmeiner, Key Technology Manager bei KUKA Roboter. Die mittlerweile standardisierten Laserapplikationen der Automobilindustrie wurden in Europa erschlossen und werden nun auch auf dem amerikanischen Kontinent zunehmend eingesetzt. Hier geht es vor allem um klassische Arbeiten wie Dachnahtlötaufgaben, Schweißen von Karossen, Autositzen und Türen sowie das Löten von Sichtnähten an der Heckklappe.

Modular aufgebaute Standardzellen sprechen viele Branchen an
Auch im TIER 1 Bereich werden sich roboterbasierte Laserapplikationen mehr und mehr durchsetzen, da dieser Sektor unter einem ganz besonders starken Preisdruck steht. Durch die bereits angesprochene Kostenreduzierung wird eine Investition in eine Roboter-/Laserapplikation auch für die Kunden im Zulieferbereich interessant. Gerade dort kann KUKA mit einer „pre-engineered cell“ eine kostengünstige Systemlösung anbieten. Dabei handelt es sich um eine modular aufgebaute, vorgefertigte Standardzelle. Unter www.flexiblecube.com kann sich der interessierte Kunde mit einem interaktiven Konfigurator eine solche Zelle nach dem Baukastenprinzip nach seinen Anforderungen zusammenstellen. Diese Zellen sind auch in der General Industry anwendbar, die man mit der entsprechenden Vorrichtungstechnik an die Kundenapplikation anpassen kann.

Während Laser-Welding und Laser-Brazing mit dem Roboter bereits etabliert sind, ist im Bereich des Schneidens noch großes Wachstumspotential auszumachen – wieder aufgrund der zunehmenden Bahngenauigkeit des Roboters bei gleichzeitig reduzierten Investitionskosten für den Laser. In diesem Segment wird es sicherlich zunehmend Applikationen geben, die auch den Wettbewerb zu den etablierten Portalsystemen aufnehmen können.

Flexible Roboterlösungen sind im Kommen
Zwischen der Highend-Lösung und der Billiglösung generiert sich im automatisierten Laserbereich die flexible Lösung! Die Kundenanforderungen haben sich dementsprechend verändert: Ein Industrieroboter, der durch seine Flexibilität auch für andere Aufgaben eingesetzt werden kann, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Mit dem Roboter kann der Kunde ohne großen zeitlichen und finanziellen Aufwand auf sich ändernde Losgrößen oder Produktanforderungen reagieren. Der KUKA Roboter bietet dem Kunden sehr viele Möglichkeiten: Mit der speziellen KUKA Applikationssoftware kann der Roboter die Anforderungen des Schweißens, Schneidens und Lötens erfüllen und mit dem Zusatz Schutzgasschweißen werden Laserhybrid Anwendungen immer attraktiver.
Die KUKA Systemsoftware bietet die Möglichkeit, komplexe Kurven mit Hilfe der SPLINE-Funktion zu programmieren. Dies ermöglicht die Programmierung komplexer Kurvenzüge in einem Schritt und macht die Programmierung einfacher und bahntreu. Parameter wie Geschwindigkeit, Beschleunigung und Orientierungsführung können für die gesamte SPLINE-Bewegung oder für einzelne Segmente getrennt programmiert werden.

Gefragte Laserapplikationen: Aktuelle Entwicklungen und Trends
Am Roboter etablieren sich aber noch weitere Laserapplikationen, wie zum Beispiel das Laserauftragschweißen, bei dem es um das Aufbringen von Beschichtungen geht. Das Laserhybridschweißen hingegen ist eine Verfahrenskombination von Laser- und Schutzgasschweißen, die hohe Prozessgeschwindigkeit bei reduzierter Wärmeeinbringung im Vergleich zum Schutzgasschweißen garantiert. Mit der Entwicklung von KS HybridTec ist es KUKA Systems gelungen, die Vorteile des gewöhnlichen Schutzgas- und Laserstrahl-Schweißprozesses in idealer Weise zu kombinieren. Durch die kompakte Bauform ist eine optimale Werkstückzugänglichkeit, auch bei dreidimensionalen Baugruppen, gewährleistet. Die Spaltüberbrückbarkeit ist entscheidend verbessert.

Das Laser-Schweißen emanzipiert sich gegenüber dem Punktschweißen zunehmend, weil viele verschiedene – auch hochfeste Stähle verschweißt werden müssen. „Key to success“ ist hier die Spanntechnik: KUKA Systems bietet zum Zellensystem auch noch die ausgefeilte Spanntechnik an. Der Kunde erhält bei KUKA für seine Laserapplikation alles aus einer Hand: vom passenden Roboter über die „pre-engineered cell“ bis zur schlüsselfertigen Anlage.

Heute bereits ist KUKA im Bereich des Remote-Schweißens – eine für den Automobilbau sehr attraktive Bearbeitungsmöglichkeit – als Marktführer im Karosseriebau als innovativer Lösungspartner führend im Markt tätig. Dieses Verfahren ermöglicht das Verschweißen von Bauteilen mit einem hochbrillanten Laser aus größerem Abstand. Der Laserstrahl wird dabei auf die Nahtstelle der zu verschweißenden Materialien fokussiert. Im Fokuspunkt werden sehr hohe Leistungsdichten erreicht, die das zu bearbeitende Material in hoher Geschwindigkeit verschweißen. Einer der vielen Vorteile des Remote-Schweißens ist die Erhöhung der „Strahl-ein Zeit“. Das Remote-Laserverfahren erlaubt zusammen mit der Lasernetzwerktechnologie einen „On the Fly“ Prozess mit optimierten „LaserOn Zeiten“ auf dem Bauteil. Dies reduziert zusätzlich die Betriebskosten der Anlagen.

Ausblick
Was bringt die Zukunft in der Laserbranche? Viele blechverarbeitende Betriebe stehen in den Startlöchern, um in roboterbasierte Lasertechnologie zu investieren. Kleine und mittelständische Betriebe verlieren ihre Zurückhaltung gegenüber der Automatisierung. KUKA holt diese Interessenten ab und bietet ihnen von der angepassten Robotersoftware über die Laserlohnfertigung bis zum Laserversuchslabor alle Möglichkeiten. Als Experte im Laserbereich bietet KUKA das ganze Prozessportfolio. „Wir verkaufen nicht die Laser, wir haben die Gesamtlösung“, argumentiert Siegfried Heissler und Peter Gmeiner bestätigt: „Wir werden immer die beste Lösung für unsere Kunden anbieten!“
Über KUKA Systems
Die KUKA Systems ist ein internationaler Anbieter von flexiblen Automationsanlagen für die Bran-chen Automotive, Aerospace, Energy und Industrial Solutions. Rund 3.500 Mitarbeiter weltweit arbeiten an Ideen, Konzepten und Lösungen für die automatisierte Produktion, sowie die Bereitstellung von Produkten und Dienstleistungen für nahezu alle Aufgaben bei der industriellen Verarbeitung von metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen.
Im Geschäftsfeld Industrial Solutions liefert KUKA Systems Lösungen rund um das Fügen, Montieren und Handhaben. Die Verfahrenstechnologien, zu denen unter anderem zahlreiche Schweißarten, Kleben, Schneiden und die Pressenautomation gehören, werden ständig zu eigenständigen Lösungen für die produzierende Industrie weiter entwickelt .
Über Tochtergesellschaften und Vertriebsbüros in Europa, Amerika und Asien wird das Ange-botsspektrum international präsentiert und vermarktet. Die KUKA Systems verzeichnete im Ge-schäftsjahr 2010 ein Auftragsvolumen von rund 695 Mio. Euro.

KUKA Systems GmbH
Markus Meier
Blücherstrasse 144
86165 Augsburg
marketing@kuka.de
+49 821 797-2483
http://www.kuka-systems.com