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Schweißen ist körperlich anstrengend, erfordert viel Erfahrung und gute Fachkräfte sind schwer zu finden. Genau hier kommen Cobots ins Spiel. Ein Cobot – also ein kollaborativer Roboter – übernimmt die Schweißarbeit direkt neben dem Menschen. Er führt den Brenner, hält die Geschwindigkeit konstant und liefert Naht für Naht in gleichbleibender Qualität. Der Mensch bleibt dabei im Zentrum: Er richtet die Bauteile ein, programmiert den Ablauf und überwacht das Ergebnis.
Cobot Schweißen ist besonders für kleine und mittlere Unternehmen interessant. Anders als klassische Schweißroboter brauchen Cobots weder Schutzzäune noch aufwendige Programmierung. Die Investitionskosten sind überschaubar, die Einrichtung geht schnell und die Bedienung ist so einfach, dass auch Mitarbeiter ohne Robotik-Erfahrung damit arbeiten können.
In diesem Artikel erfahren Sie alles Wichtige über das Schweißen mit Cobots: welche Verfahren möglich sind, was ein System kostet, wie die Programmierung funktioniert und worauf Sie bei der Einführung achten sollten.
Der Fachkräftemangel im Schweißerhandwerk ist real. In Deutschland fehlen tausende qualifizierte Schweißer – Tendenz steigend. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an Qualität und Liefergeschwindigkeit. Cobot Schweißen löst gleich mehrere dieser Probleme auf einmal.
Ein Cobot ersetzt keinen Schweißer – er vervielfacht seine Wirkung. Während der Cobot eine Naht schweißt, kann der Facharbeiter das nächste Bauteil vorbereiten. So schafft ein Zwei-Personen-Team mit Cobot die Arbeit, für die sonst drei oder vier Schweißer nötig wären. Auch angelernte Kräfte können den Cobot bedienen, weil die eigentliche Schweißarbeit automatisiert abläuft.
Menschen ermüden – Cobots nicht. Eine Schweißnaht am Ende einer langen Schicht sieht oft anders aus als zu Beginn. Der Cobot hingegen liefert jede Naht mit derselben Geschwindigkeit, demselben Abstand und derselben Stromstärke. Das Ergebnis: weniger Ausschuss, weniger Nacharbeit und konstant hohe Qualität über die gesamte Produktion.
Schweißen belastet den Körper erheblich. Schweißrauch, UV-Strahlung, Hitze und Zwangshaltungen führen langfristig zu gesundheitlichen Problemen. Wenn ein Cobot die repetitiven Nähte übernimmt, verbringt der Mensch weniger Zeit direkt am Lichtbogen. Das reduziert die Belastung deutlich und verlängert die Berufsfähigkeit der Fachkräfte.
Ein Cobot-Schweißsystem kostet in der Regel zwischen 50.000 und 120.000 Euro – je nach Ausstattung. Bei den meisten Unternehmen amortisiert sich die Investition innerhalb von 12 bis 24 Monaten. Im Vergleich dazu kosten klassische Schweißroboter-Zellen oft das Drei- bis Fünffache und brauchen deutlich länger, bis sie sich rechnen.
Cobots beherrschen die gängigsten Schweißverfahren. Je nach Anwendung und Material gibt es unterschiedliche Optionen. Hier ein Überblick über die wichtigsten Verfahren:
MIG/MAG-Schweißen (Metall-Inertgas/Metall-Aktivgas) ist das am häufigsten eingesetzte Verfahren beim Cobot Schweißen. Ein Schweißdraht wird automatisch zugeführt und schmilzt im Lichtbogen ab. Schutzgas schützt die Schmelze vor der Umgebungsluft.
Das Verfahren eignet sich hervorragend für Stahl, Edelstahl und Aluminium in Materialstärken ab etwa 1 mm. Die Schweißgeschwindigkeit ist hoch und der Prozess lässt sich gut automatisieren. Deshalb ist MIG/MAG die erste Wahl für die meisten Cobot-Schweißanwendungen – vom Metallbau über den Maschinenbau bis zur Fahrzeugfertigung.
Beim WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas) erzeugt eine nicht abschmelzende Wolframelektrode den Lichtbogen. Der Zusatzwerkstoff wird separat als Draht zugeführt. Das Ergebnis sind besonders saubere, präzise Nähte mit minimaler Nacharbeit.
WIG-Schweißen mit dem Cobot kommt dort zum Einsatz, wo höchste Nahtqualität gefordert ist: in der Medizintechnik, im Rohrleitungsbau, in der Lebensmittelindustrie und bei dünnwandigen Edelstahlkonstruktionen. Die Schweißgeschwindigkeit ist niedriger als beim MIG/MAG-Verfahren, dafür sind die Nähte optisch und mechanisch erstklassig.
Plasma-Schweißen ist eine Weiterentwicklung des WIG-Verfahrens. Der Lichtbogen wird durch eine Düse eingeschnürt, wodurch eine höhere Energiedichte entsteht. Das ermöglicht tiefere Einbrandtiefen bei geringerem Wärmeeintrag.
Für Cobots ist Plasma-Schweißen interessant bei hochwertigen Verbindungen in der Luft- und Raumfahrt oder bei speziellen Legierungen. In der Praxis kommt es seltener zum Einsatz als MIG/MAG oder WIG, hat aber in Nischenanwendungen klare Vorteile.
Einige Hersteller bieten Cobot-Lösungen mit Laserschweißköpfen an. Der Laser erzeugt sehr schmale, tiefe Nähte bei minimaler Wärmeeinflusszone. Dieses Verfahren wird vor allem in der Elektronik- und Feinwerktechnik eingesetzt, wo Verzug vermieden werden muss.
Laser-Cobot-Systeme erfordern besondere Sicherheitsmaßnahmen, etwa Laserschutzklassen und abgeschirmte Arbeitsbereiche. Die Kosten liegen höher als bei konventionellen Verfahren.
Die einfache Programmierung ist einer der größten Vorteile von Cobot-Schweißsystemen gegenüber klassischen Schweißrobotern. Es gibt verschiedene Methoden, die in der Praxis zum Einsatz kommen:
Die gängigste Methode: Der Bediener fasst den Roboterarm an und führt ihn manuell entlang der gewünschten Schweißnaht. An jedem wichtigen Punkt drückt er einen Knopf, um die Position zu speichern. Der Cobot fährt anschließend genau diese Bahn ab. Das Ganze dauert bei einfachen Bauteilen nur wenige Minuten.
Für einen erfahrenen Schweißer ist diese Methode intuitiv: Er zeigt dem Cobot die Naht so, wie er sie selbst schweißen würde. Schweißparameter wie Stromstärke, Spannung und Drahtvorschub werden über ein Tablet oder Pendant eingestellt.
Viele Hersteller bieten intuitive Software-Oberflächen für die Programmierung an. Auf einem Tablet wählt der Bediener den Nahttyp aus – zum Beispiel eine Kehlnaht oder eine V-Naht – und gibt die Parameter ein. Die Software berechnet die optimale Brennerführung automatisch.
Besonders bei wiederkehrenden Nahtformen spart diese Methode viel Zeit. Der Bediener muss den Roboter nur noch an den Startpunkt führen und die Software übernimmt den Rest.
Bei komplexeren Bauteilen oder größeren Serien lohnt sich die Offline-Programmierung am Computer. Dabei wird die Schweißbahn in einer 3D-Simulationsumgebung geplant – basierend auf CAD-Daten des Bauteils. Das Programm wird anschließend auf den Cobot übertragen.
Diese Methode ist aufwendiger, bietet aber Vorteile bei komplexen Geometrien und vermeidet Stillstandzeiten, weil die Programmierung parallel zur Produktion stattfindet.
Die Kosten für ein Cobot-Schweißsystem hängen von mehreren Faktoren ab: dem Cobot-Modell, der Schweißstromquelle, der Peripherie und der gewählten Software. Hier eine realistische Kostenübersicht:
| Komponente | Kostenbereich |
|---|---|
| Cobot (Roboterarm) | 20.000 – 45.000 € |
| Schweißstromquelle | 5.000 – 25.000 € |
| Schweißbrenner und Schlauchpaket | 2.000 – 8.000 € |
| Positionierer / Drehtisch | 5.000 – 30.000 € |
| Software und Programmierung | 3.000 – 10.000 € |
| Absaugung und Sicherheitstechnik | 3.000 – 15.000 € |
| Gesamtsystem (typisch) | 50.000 – 120.000 € |
Einstiegssysteme für einfache MIG/MAG-Anwendungen beginnen bei rund 50.000 Euro. Komplettlösungen mit Positionierer, Absaugung und WIG-Schweißtechnik können bis zu 120.000 Euro und mehr kosten. Zum Vergleich: Eine konventionelle Schweißroboter-Zelle schlägt schnell mit 200.000 bis 500.000 Euro zu Buche.
Wichtig bei der Kalkulation: Neben den Anschaffungskosten fallen laufende Kosten für Verschleißteile (Brenner, Düsen, Draht), Wartung und Schutzgas an. Diese sind aber mit denen eines manuellen Schweißarbeitsplatzes vergleichbar.
Nicht jeder Cobot eignet sich gleich gut zum Schweißen. Entscheidend sind Reichweite, Tragkraft, Wiederholgenauigkeit und die Verfügbarkeit passender Schweißpakete. Hier die wichtigsten Anbieter und Modelle:
Universal Robots (UR) ist der bekannteste Cobot-Hersteller weltweit. Die Modelle UR5e, UR10e und UR20 werden häufig für Schweißanwendungen eingesetzt. Universal Robots stellt nicht selbst Schweißpakete her, arbeitet aber mit zahlreichen Partnern zusammen – etwa Fronius, SKS Welding Systems oder Vectis Automation. Das UR+-Ökosystem bietet zertifizierte Schweißlösungen, die plug-and-play funktionieren.
FANUC bietet mit der CRX-Serie Cobots an, die sich ebenfalls gut zum Schweißen eignen. Besonders der CRX-10iA und CRX-25iA werden für Schweißapplikationen eingesetzt. FANUC bringt jahrzehntelange Erfahrung aus der industriellen Schweißrobotik mit und bietet integrierte Lösungen mit eigenen Schweißstromquellen-Partnerschaften.
Der deutsche Roboterhersteller KUKA hat mit dem LBR iisy einen Cobot im Programm, der auch für Schweißanwendungen eingesetzt werden kann. KUKA ist traditionell stark im Bereich Schweißrobotik und bietet entsprechende Systemlösungen an.
Neben den großen Herstellern gibt es spezialisierte Anbieter, die Komplettsysteme für das Cobot-Schweißen liefern. Dazu gehören unter anderem:
Cobot Schweißen ist nicht für jedes Unternehmen gleich sinnvoll. Die Technologie spielt ihre Stärken in bestimmten Szenarien besonders gut aus:
Die Einführung eines Cobot-Schweißsystems ist kein Mammutprojekt. Mit einem strukturierten Vorgehen lässt sich die Technologie innerhalb weniger Wochen in Betrieb nehmen:
Wählen Sie ein Bauteil mit wiederkehrenden, einfachen Schweißnähten als Pilotprojekt. Idealerweise ein Teil, das regelmäßig in mittleren Stückzahlen gefertigt wird. Vermeiden Sie für den Start komplexe Geometrien oder Sonderwerkstoffe.
Lassen Sie sich von Systemintegratoren beraten. Achten Sie auf die Kompatibilität von Cobot, Schweißstromquelle und Brenner. Viele Anbieter bieten Testtage an, bei denen Sie Ihre eigenen Bauteile probeweise schweißen können.
Ein Cobot-Schweißarbeitsplatz braucht weniger Fläche als eine klassische Roboterzelle – typisch sind 4 bis 8 Quadratmeter. Sie benötigen einen stabilen Schweißtisch, eine Rauchabsaugung und je nach Risikobeurteilung eventuell eine Schutzumhausung oder Lichtvorhänge.
Die meisten Hersteller bieten Schulungen von zwei bis fünf Tagen an. Danach können Ihre Mitarbeiter den Cobot selbstständig programmieren und bedienen. Schweißfachkenntnisse sind hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich.
Beginnen Sie mit dem ausgewählten Bauteil und optimieren Sie die Parameter schrittweise. Sammeln Sie Erfahrungen mit der Programmierung und der Bauteilaufnahme. Erst wenn das Pilotprojekt stabil läuft, sollten Sie weitere Bauteile hinzunehmen.
Auch wenn Cobots als „kollaborativ“ gelten, ist beim Schweißen besondere Vorsicht geboten. Der Cobot selbst mag ungefährlich sein – aber Lichtbogen, Schweißspritzer, UV-Strahlung und heiße Bauteile sind es definitiv nicht.
Jede Cobot-Schweißanwendung muss durch eine Risikobeurteilung nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG abgesichert werden. Dabei werden alle Gefährdungen identifiziert und geeignete Schutzmaßnahmen festgelegt. Die relevanten Normen sind die ISO 10218 (Sicherheit von Industrierobotern) und die ISO/TS 15066 (Sicherheit für kollaborative Roboter).
In der Praxis arbeiten viele Cobot-Schweißsysteme halbautomatisch: Der Bediener bestückt den Tisch, tritt zurück und startet den Schweißvorgang aus sicherem Abstand. Der rein kollaborative Betrieb – also Arbeiten direkt neben dem aktiven Lichtbogen – ist aus Sicherheitsgründen in den meisten Fällen nicht sinnvoll.
Cobot-Schweißsysteme und klassische Schweißroboter verfolgen dasselbe Ziel – automatisiertes Schweißen – unterscheiden sich aber erheblich in ihrem Ansatz:
| Kriterium | Cobot-Schweißsystem | Klassischer Schweißroboter |
|---|---|---|
| Investitionskosten | 50.000 – 120.000 € | 200.000 – 500.000 € |
| Platzbedarf | 4 – 8 m² | 20 – 50 m² |
| Programmierung | Stunden bis Tage | Tage bis Wochen |
| Umrüstzeit | Minuten bis Stunden | Stunden bis Tage |
| Schweißgeschwindigkeit | Mittel | Hoch bis sehr hoch |
| Tragkraft | 3 – 25 kg | bis 300+ kg |
| Reichweite | 500 – 1.750 mm | bis 3.000+ mm |
| Ideale Losgröße | 10 – 500 Stück | 500+ Stück |
| Bediener-Qualifikation | Angelernt / Schweißer | Roboterprogrammierer |
Die Entscheidung zwischen Cobot und klassischem Roboter hängt von Ihren Anforderungen ab. Für hohe Stückzahlen, große Bauteile und maximale Schweißgeschwindigkeit ist der klassische Roboter oft die bessere Wahl. Für Flexibilität, kleine bis mittlere Serien und einen schnellen Einstieg in die Automatisierung ist der Cobot klar im Vorteil.
Wie sieht Cobot Schweißen in der Praxis aus? Hier sind typische Einsatzszenarien aus verschiedenen Branchen:
Ein mittelständischer Metallbauer fertigt Geländer, Treppen und Stahlkonstruktionen. Zwei seiner drei Schweißer gehen in den nächsten Jahren in Rente, Nachwuchs ist nicht in Sicht. Mit einem Cobot-Schweißsystem kann der verbleibende Schweißer die Standardnähte automatisieren und sich auf die anspruchsvollen Verbindungen konzentrieren. Die Kapazität bleibt erhalten, obwohl zwei Fachkräfte fehlen.
Ein Zulieferer stellt Halterungen und Konsolen in Losgrößen von 50 bis 200 Stück her. Bisher wurden alle Nähte manuell geschweißt. Mit einem Cobot halbiert sich die Bearbeitungszeit pro Bauteil, weil der Mensch während des Schweißens bereits das nächste Teil einspannt. Die Qualität der Nähte wird konstanter und die Reklamationsquote sinkt.
Ein Lohnfertiger spezialisiert auf Edelstahlverarbeitung nutzt einen Cobot mit WIG-Schweißpaket. Die sauberen, nacharbeitsfreien Nähte überzeugen seine Kunden aus der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Durch die schnelle Umrüstung kann er auch Kleinserien wirtschaftlich mit dem Cobot fertigen.
Die Einführung von Cobot Schweißen verläuft nicht immer reibungslos. Hier sind die häufigsten Stolpersteine und wie Sie ihnen begegnen:
Die Technologie entwickelt sich rasant weiter. Mehrere Trends werden das Cobot Schweißen in den nächsten Jahren prägen:
Cobot Schweißen ist kein Allheilmittel – aber für viele Unternehmen die richtige Antwort auf drängende Herausforderungen. Die Technologie lohnt sich besonders, wenn Sie wiederkehrende Schweißaufgaben in kleinen bis mittleren Serien haben, unter Fachkräftemangel leiden oder Ihre Schweißer von monotonen Arbeiten entlasten möchten.
Die Einstiegshürde ist niedrig: überschaubare Kosten, schnelle Inbetriebnahme und einfache Bedienung. Gleichzeitig liefern Cobots eine Qualität, die mit manuellen Schweißnähten nicht nur mithält, sondern diese bei Wiederholteilen oft übertrifft.
Der wichtigste Erfolgsfaktor ist die richtige Erwartungshaltung. Ein Cobot macht aus einem Helfer keinen Schweißfachmann. Aber er macht aus einem Schweißfachmann einen hochproduktiven Mitarbeiter, der mit robotergestützter Unterstützung mehr schafft als je zuvor.
Ein komplettes Cobot-Schweißsystem kostet typischerweise zwischen 50.000 und 120.000 Euro. Der genaue Preis hängt vom gewählten Cobot-Modell, der Schweißstromquelle, dem Brenner und der Peripherie ab. Einstiegssysteme für einfache MIG/MAG-Anwendungen gibt es ab etwa 50.000 Euro.
Nicht zwingend. Angelernte Mitarbeiter können einen Cobot nach einer Schulung von wenigen Tagen bedienen und programmieren. Schweißfachwissen ist aber hilfreich, um die Schweißparameter zu optimieren und die Nahtqualität zu beurteilen. Für die Abnahme von Schweißnähten nach DIN-Normen ist weiterhin eine Schweißfachkraft verantwortlich.
Die reine Schweißgeschwindigkeit eines Cobots ist vergleichbar mit der eines erfahrenen Schweißers. Der Produktivitätsgewinn kommt vor allem durch die parallele Arbeitsweise: Während der Cobot schweißt, bereitet der Mensch das nächste Bauteil vor. Außerdem arbeitet der Cobot ohne Pausen und ohne Qualitätsschwankungen über die gesamte Schicht.
Ja. Mit dem passenden Schweißverfahren (MIG mit Impulstechnik oder WIG) und den richtigen Parametern schweißen Cobots auch Aluminium zuverlässig. Aluminium stellt höhere Anforderungen an die Prozessführung, aber moderne Schweißstromquellen mit Synergic-Programmen machen es auch für Cobots gut beherrschbar.
Bei einfachen Bauteilen mit wenigen geraden Nähten dauert die Programmierung per Handführung 10 bis 30 Minuten. Komplexere Bauteile mit mehreren Nähten und Positionen können einige Stunden in Anspruch nehmen. Die Programme lassen sich speichern und bei Bedarf sofort wieder abrufen.