ESAB stellt KI-Cobot für adaptives MIG- und TIG-Schweißen vor

Wichtige Erkenntnisse

• ROBBI AI ist ES ABs erster kollaborativer Roboter, der künstliche Intelligenz direkt in den Lichtbogen integriert.
• Das System kombiniert einen 6-Achsen-Cobot mit 30 kg Traglast, einer 2 MP-Kamera und einem Laser-Scanner mit 1 µm Auflösung, um die Nahtgeometrie in Echtzeit zu erfassen.
• Im Gegensatz zu herkömmlichen Schweißrobotern, die einem vorprogrammierten Pfad folgen, erstellt ROBBI AI seine eigene Schweißtrajektorie und passt kontinuierlich Strom, Spannung, Vorschubgeschwindigkeit und Oszillation an, um Lücken, Fehlstellungen oder Materialvariationen zu kompensieren.
• Die KI lernt aus jedem Schweißvorgang, speichert Video- und Prozessdaten für Fehlermanalyse und kontinuierliche Verbesserung.
• Benutzer können in den „Manuell-Cobot“-Modus wechseln, wodurch KI-Entscheidungen deaktiviert werden, während die Wiederholgenauigkeit des Roboters erhalten bleibt.

Einführung: Eine neue Art von Schweiß-Cobot

Am 22 Oct 2023 kündigte ES AB ROBBI AI an, einen kollaborativen Roboter, der KI, Vision und laserbasierte Sensorik kombiniert, um adaptives MIG- und TIG-Schweißen zu ermöglichen. Zielgerichtet für Niedrig-Volumen-, Hoch-Mix-Produktionen – wie Rohrspulen, Tragwerksrahmen und maßgeschneiderte Verbindungen – verspricht das System Aufgaben zu automatisieren, die traditionell qualifizierte menschliche Schweißer erforderten.

Wie ROBBI AI funktioniert

Integrierte Sensorsuite

Die Kamera und der Laser speisen kontinuierlich Daten in die onboard KI-Engine. Vor jedem Lauf geben die Bediener die Schweißverfahren-Spezifikation (WPS) ein – einschließlich Schweißzusatz-Typ, Grundmaterial (z. B. 304 SS, 6061-Al) und gewünschter Schweißklasse. Die KI kartiert dann die Naht, prognostiziert den optimalen Pfad und beginnt zu schweißen.

Echtzeit-Anpassung

Während des Lichtbogens überwacht ROBBI AI:

• Nahtlücken-Änderungen (±0,5 mm Toleranz)
• Oszillations-Amplitude (einstellbar 0-3 mm)
• Vorschubgeschwindigkeit (Bereich 10-200 mm/min)
• Strom/Spannung (dynamische Skalierung ±15 % des Sollwerts)

Wird die Lücke größer, verlangsamt das System den Vorschub und erhöht die Drahtzufuhr; schließt sie sich, verkürzt der Roboter den Abstand zwischen Fackel und Werkstück und reduziert den Strom, um Durchbrennen zu vermeiden. Alle Anpassungen erfolgen innerhalb des vorab genehmigten WPS-Rahmens, sodass ein erneutes Programmieren entfällt.

Dual-Modus-Betrieb

Roboter können im Full-AI-Modus (automatische Pfaderstellung) oder im Cobot-Only-Modus laufen, wobei der Bediener den Arm steuert, während die KI inaktiv bleibt. Diese Flexibilität ermöglicht es Betrieben, schrittweise umzusteigen und vorhandene Programmierinvestitionen zu erhalten.

Lernschleife: Von Daten zur Fehlervermeidung

Vor dem Einsatz vor Ort durchläuft jede ROBBI AI-Einheit einen simulationsbasierten Trainingszyklus mit virtuellen Nahtmodellen. Nach der Installation zeichnet sie auf:

• Video jedes Schweißvorgangs (30 fps, 1080p)
• Prozessparameter (Strom, Spannung, Geschwindigkeit)
• Laser-abgeleitete Lückenmessungen

Weicht ein Schweißvorgang von den Qualitätsgrenzwerten ab (z. B. übermäßiger Spritzer, Schweißnaht-Mangel), stoppt die KI den Lichtbogen und markiert das Ereignis. Bediener prüfen das Filmmaterial, annotieren die Ursache und geben die Annotation zurück in den Lernalgorithmus. Im Laufe der Zeit baut das System eine Bibliothek zur Fehlererkennung auf und reduziert falsche Stopps um bis zu 35 % nach den ersten 200 Schweißungen (interne ES AB-Daten).

Vergleich: ROBBI AI vs. konventionelles robotergestütztes Schweißen

*ROI-Schätzungen basieren auf ES AB-Fallstudien von 3-Achsen-MIG-Zellen (Durchschnitt 150 kW) und 6-Achsen-TIG-Zellen (Durchschnitt 80 kW).

Praxisauswirkungen

Frühzeitige Anwender berichten von einer 30 %igen Reduktion der Rüstzeit für Mischgrößen-Rohrläufe und einer 20 %igen Steigerung der Erst-Pass-Qualität bei TIG-Schweißungen von Aluminiumlegierungen. Die Fähigkeit der KI, einen Schweißvorgang zu stoppen, bevor ein Defekt weiterläuft, senkt die Nacharbeitskosten um geschätzte 45 000 $ pro Jahr für eine typische 1 M-Schweiß-Werkstatt.

Fazit

ES ABs ROBBI AI bringt „physische KI“ auf die Werkstattfläche, indem sie vision-gestützte Wahrnehmung mit Echtzeit-Prozesssteuerung verbindet. Durch die eigenständige Pfaderstellung, kontinuierliche Parameteranpassung und das Lernen aus jedem Lichtbogen schließt das System die Lücke zwischen flexibler, niedrig-Volumen-Fertigung und automatisierter Schweißtechnik.