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Knickarm-Roboter lackieren komplexe Bauteile mit dreidimensionaler Struktur

09.12.2009
Die Einsatzmöglichkeiten von Knickarm-Robotern in Lackieranlagen und die Trends bei der Automatisierung industrieller Lackierprozesse erläutert im MM-Exklusiv-Interview Ralph Meier, Leiter Forschung & Entwicklung des Bereichs Roboter & Applikation bei der Eisenmann AG in Böblingen.

Herr Meier, welche Voraussetzungen müssen im Rahmen eines Kundenprojekts vorhanden sein, damit Sie bei einer Lackieranlage eine Applikationstechnik mit Knickarm-Roboter empfehlen?

Meier: Bei den zu lackierenden Objekten sollte es sich um komplexe Bauteile mit einer deutlichen dreidimensionalen Struktur handeln.

In welchen Branchen finden Sie diese Voraussetzungen am ehesten?

Meier: Meist im Bereich der Automobilhersteller oder Automobilzulieferer.

Welche Anpassungen sind beim Knickarm-Roboter erforderlich, damit er das Teilehandling problemlos und störungsfrei erfüllt?

Meier: Bis auf wenige Ausnahmefälle sind keine Anpassungen erforderlich. Manchmal ist jedoch die Erweiterung um eine zusätzliche Verfahrachse notwendig.

Eisenmann baut selbst Knickarm-Roboter. Warum?

Meier: Der Vario-Robot von Eisenmann besteht ebenfalls aus sechs Achsen, entspricht aber nicht der Definition eines Knickarm-Roboters. Um das Kabinenvolumen zu reduzieren, wurde der Vario-Robot so konzipiert, dass er in die vorhandene Kabinenstruktur integriert werden kann. Aus diesem Grund wurde die Achse 1 nicht als Drehachse, sondern als Linearachse ausgeführt. Das System wurde speziell für die Lackierung großflächiger Teile wie Autokarossen, Lkw-Fahrerhäuser, Windflügel oder flächige Anbauteile entwickelt. Deshalb ist ein Knickarm im eigentlichen Sinne nicht nötig. Es ist so konzipiert, dass ausschließlich der leicht zu reinigende, glattflächige Prozessarm in die Spritzkabine reicht. Dank seiner Integration in die Kabinenwand ermöglicht der Vario-Robot den Bau schmalerer Spritzkabinen. Daraus ergeben sich Vorteile bei den Kabineninstallations- und -betriebskosten, da sich die benötigten Zuluft-, Abluft- und Umluftmengen deutlich reduzieren. Auch die Reinraum-Bedingungen werden verbessert, da alle mechanischen Teile wartungsgünstig außerhalb der Kabine untergebracht sind.

Wie sind Roboter und Lackierprozess steuerungstechnisch miteinander verknüpft, um eine optimale Beschichtung zu ermöglichen?

Meier: Bei Eisenmann ist die Steuerungsarchitektur modular aufgebaut. Die Roboter- und die Applikationssteuerung sind klar voneinander getrennt und werden parallel betrieben. Dieser Steuerungsaufbau ermöglicht dem Kunden eine optimale Beschichtung der zu lackierenden Teile. Dank des modularen Aufbaus kann die Eisenmann-Applikation mit jedem Robotertyp jedes Roboterherstellers verknüpft werden.

Wie beurteilen Sie das Lackieren von kleinen und mittleren Werkstückserien mit Hilfe eines Knickarm-Roboters?

Meier: Unter Berücksichtigung des ROI ist der große Vorteil einer Roboterlackierung die gleichbleibend hohe Qualität in Verbindung mit einer ausgereiften Prozessparameterdokumentation. Damit werden alle Vorgaben des heute gängigen Qualitätsmanagements erfüllt.

Häufiger als Knickarm-Roboter kommen bekanntlich Linearroboter beim Lackieren zur Anwendung. Wie würden Sie das Anwendungspotenzial, die Wirtschaftlichkeit und Effizienz beider Automationslösungen beschreiben?

Meier: Bei einem Vergleich der beiden Systeme spielt das zu beschichtende Teilespektrum stets eine große Rolle. Sind die zu beschichtenden Produkte ausschließlich zweidimensional, kann der Anwender die Vorteile der Linearroboter voll ausschöpfen. Dazu zählen geringere Investitionskosten, niedrigere Betriebskosten und einfachere Technik. Letzteres ist gleichbedeutend mit geringeren Anforderungen an das Betriebs- und Instandhaltungspersonal. Sobald die zu lackierenden Teile dreidimensional sind, ist der Betreiber mit einer Knickarm- oder Vario-Robot-Lösung gut beraten. Den höheren Investitionskosten und Anforderungen an das Know-how des Personals steht die große Flexibilität der Gesamtanlage gegenüber. Dadurch ergeben sich viele Möglichkeiten im Bezug auf das zu lackierende Teilespektrum. So amortisieren sich die höheren Kosten in der Regel binnen kurzer Zeit. Losgelöst voneinander können beide Systeme hinsichtlich Effizienz nur schwer beurteilt werden. Erst die Verbindung von optimaler Applikationstechnik mit individuell passender Roboterauswahl macht das Gesamtsystem effizient. Dank des modularen Steuerungskonzepts ist diese Effizienz beim Einsatz des Eisenmann-Systems stets gegeben.

Welche weiteren Entwicklungen sehen Sie beim Zusammenspiel von Knickarm-Roboter und Lackiertechnik?

Meier: Der Automatisierungsgrad in den Lackierprozessen wird weiter steigen. Auch wenn bei dieser Entwicklung Teile des Prozessablaufs gesondert betrachtet werden müssen, so darf doch nie der Gesamtprozess aus den Augen verloren werden. Denn nur wenn alle Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind, kann das gesamte Kosten- und Qualitätspotenzial verbessert werden.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/oberflaechentechnik/articles/242074/

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